Polistirols (50 Fotoattēli): Kāds Ir šis Materiāls? Granulu Uzklāšana Un Sagatavošana, Caurspīdīga Un Cita Polistirola Blīvums, Kušanas Temperatūra Un Citas īpašības

2024 Autors: Beatrice Philips | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2024-01-18 12:19

Dažādi plastmasas veidi ir radikāli mainījuši mūsu izpratni par ikdienas dzīvi - šodien mūsu dzīve vairs nav iedomājama bez noteiktām plastmasas lietām. Tomēr ir dažādi plastmasas veidi, un katrai tās šķirnei ir savas īpatnības, kas nosaka konkrētas vielas izmantošanu noteiktos apgabalos. Tā kā polistirols šodien ir viena no populārākajām plastmasas iespējām, ir vērts rūpīgāk apsvērt tā īpašības.

Kas ir šis materiāls?

Polistirols ir polimerizēts stirols, tas ir, tas ir ķīmiskās rūpniecības produkts. Jūs varat sasniegt tā ražošanu, izmantojot dažādas metodes, no kurām katrai ir savas priekšrocības un trūkumi, un mēs aplūkosim populārākos šajā rakstā. Kurā polistirols satur tikai tādu parasto vielu molekulas kā ogleklis un ūdeņradis , bet tas ir izgatavots no šķidrā stirola, ko savukārt iegūst no naftas un akmeņoglēm.

Polimerizēts stirols izskatās kā cieta un elastīga, bezkrāsaina un pat caurspīdīga viela, kas var saliekties, nesalaužot, un ir ļoti higroskopiska.

Pirmo reizi polistirols tika iegūts rūpnieciskās revolūcijas sākumposmā - tas ir zināms 1839. gadā to sintezēja Vācijā … Cita lieta, ka tā ražošana rūpnieciskā mērogā sākās daudz vēlāk - tikai 1920. gadā, un arī tad pirmajās desmitgadēs tā netika izmantota tik aktīvi. Tikai Otrā pasaules kara laikā valstīs viņi patiešām sāka interesēties par tiem, ražojot mākslīgo gumiju uz polistirola bāzes, un PSRS šī materiāla rūpnieciskā ražošana tika pilnībā atlikta uz pēckara gadiem.

Nevar teikt, ka mūsdienu polistirols pilnībā atbilst paraugiem pirms gadsimta . - visu šo laiku zinātnieki meklēja veidus, kā uzlabot materiāla īpašības. Pateicoties tam, plastmasa pēc Otrā pasaules kara kļuva daudz izturīgāka, tostarp daudz labāk izturēja triecienus - tas kļuva iespējams, pateicoties stirola kopolimēru radīšanai, kas iegūti, izmantojot vēl sarežģītākus ķīmiskos procesus.

Rekvizīti

Precīzi mūsdienu polistirola fiziskās īpašības ir ļoti atkarīgas no tā ražošanas veida , bet kopumā, runājot par vienkāršu polistirolu bez jebkādiem precizējumiem, mēs domājam materiālu ar ļoti specifiskiem parametriem. Tās blīvums nav vislielākais (1060 kg / m

Molekulmasa viela arī nekādā ziņā nav specifiska un lielā mērā ir atkarīga no polistirola iegūšanas metodes - tā parasti svārstās no 50 tūkstošiem līdz 300 tūkstošiem, lai gan emulsijas varianti dažkārt uzrāda ievērojami augstākas likmes. Šķīdība polistirols ir nozīmīgs vairākās vielās, ieskaitot tā monomēru, kā arī acetonu, aromātiskos ogļūdeņražus un esterus.

Tas neattiecas uz vairākiem šķīdinātājiem, ieskaitot ēterus, zemākus spirtus, fenolus un alifātiskos ogļūdeņražus.

Polistirolam ir izteiktas dielektriskās īpašības kas nemainās neatkarīgi no vides. Šis materiāls ir arī praktiski vienaldzīgs pret skābju un sārmu, sāļu, spirtu postošo iedarbību. Iepriekš mēs jau esam uzskaitījuši vielas, kas to joprojām var izšķīdināt, un tas arī oksidējas, halogenē, nitrē un sulfonē.

Sākotnējā formā, bez papildu tonēšanas, polistirols (vismaz tā bloku šķirne) ir ne tikai bezkrāsains, bet arī caurspīdīgs … Konstrukcija praktiski nesaglabā redzamo gaismu, izlaižot 90% no tās daudzuma, un tas ļauj izmantot šādu materiālu optisko stiklu ražošanā. Tajā pašā laikā ultravioletais un infrasarkanais starojums tik pārliecinoši neiziet cauri polistirola virsmām.

Ja mēs uzskatām polistirola īpašības par priekšrocībām, kas padara to tik populāru dažādās jomās, pirmkārt, ir vērts izcelt šādus svarīgus punktus

• Zemu izmaksu un apstrādes viegluma kombinācija … Par savu cenu polistirolu var uzskatīt par vienu no galvenajiem mūsdienu civilizācijas dzinējiem, ņemot vērā tā īpašības. Ne velti mūsdienās tiek ražoti tik daudzi produkti, tieši piedaloties šim materiālam - tam vienkārši nav īstas alternatīvas.
• Laba ķīmiskā izturība . Lielākā daļa vielu, kas ikdienā var nokļūt uz polistirola virsmas, nerada tam nekādas briesmas - šī ir lieliska ziņa ražotājiem, kuri vēlas ražot produktus, kas izceļas ar izturību. Tajā pašā laikā ķīmijas laboratorijā ar iespaidīgu reaģentu komplektu pie rokas nav grūti izšķīdināt polistirolu.
• Toksicitāte ir salīdzinoši droša . Polistirols izstaro salīdzinoši maz kaitīgu izgarojumu, un no vides viedokļa, ar zināmām atrunām, tiek uzskatīts par nekaitīgu. Vismaz eksperti neizvirza nekādus ierobežojumus polistirola materiālu izmantošanai dzīvojamās telpās, un var izgatavot pat polistirola traukus.
• Plašs lietojumu klāsts … Pateicoties savām īpašībām, apstrādes un krāsošanas vienkāršībai, polistirolu var izmantot kā izejvielu jebko ražošanai.

Ar visām polistirola priekšrocībām tam ir arī ierobežojumi , un, lai gan to nav daudz, dažreiz tiem ir ļoti nozīmīga loma.

Pirmkārt, jebkura šādas plastmasas pārkaršana ir bīstama, un pat sadzīves apstākļos jums joprojām ir jādomā par to, kur jūs varat izmantot polistirolu un kur to nevajadzētu. Turklāt lielākajai daļai materiālu papildus triecienizturīgajiem triecieniem ir ievērojamas briesmas, un kopumā problēma ir vispārēja trauslums.

Salīdzinājums ar polipropilēnu

Viens no galvenajiem polistirola konkurentiem ir vēl viens populārs polimērs - polipropilēns … Dažās jomās, piemēram, iepakojuma materiālu ražošanā, tie ir tiešie konkurenti, taču atšķirība starp abiem materiāliem ir diezgan ievērojama. Ir vērts sākt vismaz ar to, ka polistirolu ir grūti pārstrādāt , un, lai gan jūs bieži varat dzirdēt, ka tas ir droši, vides aizstāvjiem joprojām patīk tajā atrast vainu.

Polipropilēns arī nav bezgrēcīgs, taču tam joprojām ir nedaudz mazāk jautājumu, un to ir vieglāk pārstrādāt. Ja mēs runājam tikai par abu materiālu fiziskajām īpašībām, tad polipropilēnu raksturo arī paaugstināta elastība - ja polistirols jau plīst vai plaisā, kaļams polipropilēns vienkārši saliecas. Runājot par cenu, polistirols, iespējams, jau sen būtu zaudējis konkurentu konkurentam, bet vairāk lēts Vai tas ir faktors, kas to notur virs ūdens līdz šim.

Vizuāli atšķirt vienu no otra nav tik grūti, taču jums jāzina, uz ko skatīties. Polistirols izskatās skaistāks tas ir spīdīgs un spīdīgs, bez papildu krāsošanas tas izskatās caurspīdīgs, lai gan tam var būt raksturīga auksta zila nokrāsa. Polipropilēns šķiet nedaudz netīrāks tā miglas dēļ ., gaismas izkliedes efekts ir daudz lielāks. Varat arī atšķirt divus materiālus, pieskaroties: polistirols ir skanīgs un izdara raksturīgus klikšķus, kad tas tiek sists, bet polipropilēns izklausās kluss.

Vai tas ir kaitīgs cilvēkiem?

Polistirols ir viens no strīdīgākajiem materiāliem, novērtējot kaitējumu un bīstamību veselībai . No vienas puses, to plaši izmanto cilvēku mājokļos un pat trauku ražošanā, kas jau liek domāt, ka tas nav aizliegts. No otras puses, daudzi apgalvojumi, kas apšauba plastmasas videi draudzīgumu, galvenokārt attiecas uz polistirolu. Būs godīgi teikt, ka, lai gan tas nav visbīstamākais no esošajiem materiāliem, to joprojām nevar uzskatīt par drošu - to nevarētu izmantot tik aktīvi.

Jāsaprot, ka stirols, kas ir izejviela polistirola ražošanai, tiek uzskatīts par ļoti toksisku.

Polistirols var izdalīt ne tik daudz toksisku vielu, kas tik ļoti neietekmēs cilvēku veselību , bet tas ir tikai tik ilgi, kamēr jūs ar to nepārtraukti nesaskaraties, un līdz tas sasilst. Jo augstāka temperatūra, jo bīstamāka apkārtne ar polistirola izstrādājumiem, it īpaši, ja ir izcēlies ugunsgrēks un deg materiāls. Galvenokārt ķīmiskie izgarojumi traucē aknas, taču problēmas var būt pat ar sirdi un plaušām, un daži eksperti uzskata, ka banāla stirola tvaiku ieelpošana ir saistīta ar hepatīta attīstību.

Jums arī jāsaprot, ka polistirols un polistirols ir atšķirīgi: lai uzlabotu plastmasas īpašības, ražotājs materiālam var pievienot dažādus plastifikatorus, krāsvielas un citas piedevas, kas ietekmē materiāla izturību un elastību.

Dažos gadījumos šīs piedevas var izrādīties vēl bīstamākas nekā pats stirols, un ražotājs var nenorādīt papildu bīstamības datus, lai nezaudētu klientus.

Iepriekš, nosaucot polistirolu par salīdzinoši drošu, mēs domājām, ka ir arī citi, vēl kaitīgāki cilvēka darbības produkti, no kuriem joprojām nevaram atteikties - piemēram, automašīnu izplūdes gāzes. Turklāt teorētiski polistirolu var lietot gandrīz pilnīgi droši - ar nosacījumu, ka jūs zināt un stingri ievērojat norādījumus, jo īpaši, nevis veicinot materiāla uzsilšanu, bet gan pasargājot to no tā. Bet pat tā Jums nevajadzētu uztvert polistirolu kā pilnīgi drošu vielu, jo pat plastmasas pasaulē, kas pēdējos gados saņem arvien vairāk kritikas, polistirols nav drošākais.

Sugas pārskats

Tagad polistirola ražošanai izmanto vairākas metodes vēlamais materiāls, un tā īpašību ziņā gala rezultāts ne vienmēr būs vienāds. Lai saprastu, kā tas darbojas, Apskatīsim katru no trim populārajām metodēm.

Katram no šiem materiāliem ir marķējums ar raksturīgu polistirola iegūšanas metodes apzīmējumu.

Emulsija

Šodien šis metode jau ir lielā mērā novecojusi un praktiski netiek izmantota ražošanā … Darbības princips ir šāds: pirmkārt, stirolu attīra no inhibitoriem, pēc tam to apvieno ūdenī ar emulgatoriem (taukskābju un sulfonskābju sāļiem, ziepēm), kā arī polimerizācijas ierosinātājiem - kālija persulfātu un ūdeņraža dioksīdu. Sildot līdz 85-95 grādiem, notiek ķīmiska reakcija - pakāpenisks polimerizācijas process, kas tiek uzskatīts par pabeigtu, ja stirola daudzums nokrītas zem 0,5%.

Pēc tam iegūtā emulsija tiek koagulēta ar parastā nātrija hlorīda šķīdumu un tiek pakļauta žāvēšanai, kā rezultātā veidojas smalks granulēts pulveris, kura katra granulas izmērs nepārsniedz 0,1 mm. Lai gan polistirolu parasti raksturo kā baltu un caurspīdīgu, ar šo metodi šīs īpašības nevarēs sasniegt . - bumbiņām ir dzeltenīga nokrāsa, kas norāda uz sārmu piemaisījumu klātbūtni, kurus nevar pilnībā novērst.

Lai gan metode mūsdienās ir nepopulāra, tieši šī metode nodrošina vielu ar vislielāko iespējamo molekulmasu.

Apturēšana

Vēl viena metode, kas jau tiek uzskatīta par novecojušu, lai gan tā joprojām tiek uzskatīta par piemērotu polistirola pārstrādei kopolimēros, piemēram, putupolistirolā. Ražošanai ir nepieciešams sagatavots stirols vai drīzāk tā suspensija ūdenī, magnija hidroksīdā, polivinilspirtā, nātrija polimetakrilātā un polimerizācijas ierosinātājos. Tas viss tiek nosūtīts uz reaktoru, kur viela tiek aktīvi sajaukta ar pakāpenisku karsēšanu līdz 130 grādiem un augstu spiedienu. Pēc tam iegūtā suspensija vēl jāpakļauj centrifūgas apstrādei, un tikai pēc savāktā materiāla mazgāšanas un žāvēšanas tiek iegūts polistirols.

Bloķēts

Šī metode pašlaik tiek uzskatīta par populārāko un atbilstošāko, un lielākā daļa polistirola šodien tiek ražota šādā veidā . Pamatojums ir pavisam vienkāršs: izeja ir tīrs materiāls, ideāls apgaismojuma tehnisko parametru ziņā, ko raksturo parametru stabilitāte. Tajā pašā laikā apskatāmās tehnoloģijas izmantošana ir gan efektīva, gan garantē gandrīz pilnīgu ražošanas atkritumu neesamību.

Bloku ražošanas polistirola pamatā ir stirola maisīšana benzola vidē divos posmos - vispirms aptuveni 90 grādu temperatūrā, un pēc tam pakāpeniski karsējot no 100 līdz 220. Bloku ražošana tiek pārtraukta stadijā, kad aptuveni 85% stirola masa ir pārvērtusies polistirolā. Stirola, kuram nav bijis laika polimerizēties, noņemšana tiek veikta, izmantojot vakuumu.

Pieteikums

Polistirolu izmanto ļoti daudzās cilvēka darbības jomās, un to pat izmanto amatniecības izgatavošanai ar savām rokām. Mājās no tā tiek izgatavoti mazi suvenīri, izmantojot griešanu ar lāzeru, frēzēšanu, krāsošanu jebkurā krāsā - no sarkanas līdz zelta un melnai, un dažos gadījumos - un drukājot uz polistirola virsmas. Ir atrasts visplašākais polistirola pielietojums būvniecībā , kur no tā izgatavo sienu paneļus un griestu flīzes, dažādas starpsienas un bagetes. Loksnes veidā šo materiālu var izmantot arī fasādēm. Galu galā, pamatojoties uz šo materiālu, viņi ražo nesen populāro polistirola betons.

Mēbeļu rūpniecība arī arvien aktīvāk izmanto šo materiālu, lai gan šobrīd tas nav koksnes un tās atvasinājumu konkurents. Taču tur, kur ir augsts mitrums, to izmanto pastāvīgi - piemēram, šodien no tā pilnībā var izgatavot dušas paliktni. Turklāt tiek izmantotas polistirola granulas kā pildviela spilvenos , un šajos nolūkos tiek pārdoti gatavi maisiņos.

Vienkāršam cilvēkam polistirola pārtikas šķirne ir labi pazīstama kā gandrīz galvenais materiāls. vienreiz lietojamu trauku ražošanai … Lielākā daļa plastmasas glāžu, kas mūsdienās ir tik populāras bezalkoholisko dzērienu pildīšanai, ir izgatavotas no tā. Turklāt tiek plaši izmantots pārtikas polistirols kā iepakojuma materiāls zemo izmaksu un relatīvās izturības dēļ. Ņemot vērā materiāla dielektriskās īpašības, ir vērts atzīmēt, ka tam ir arī plašs pielietojums elektrotehnika.

Tajā pašā laikā patiesībā ir tik daudz polistirola izstrādājumu izmantošanas iespēju, ka vienkārši nav iespējams tos visus uzskaitīt.

Kā ar viņu strādāt?

Ikdienā visbiežāk jums jāstrādā ar lokšņu polistirolu , ko var apstrādāt gan mehāniski, gan termiski. Liekšana, līmēšana, griešana un urbšana var būt gan parasts materiāls, gan triecienizturīgs. Lai sadalītu mazāk nekā 2 mm biezu loksni, tiek izmantots parasts finierzāģis, bet biezākas loksnes var uzņemt ar dzirnaviņām vai rokas instrumentu. Rūpniecības darbnīcā iespējama lāzera griešana . Griešanas līnija izrādās nedaudz saraustīta, tāpēc tai nepieciešama turpmāka apstrāde - vispirms to nodod ar failu, bet pēc tam ar smirģeli.

Ja loksnē ir nepieciešams izveidot caurumu, izmantojiet urbi, kuram jums ir nepieciešams urbis, kas īpaši izveidots lokšņu plastmasas urbšanai. Ja loksnes biezums ir mazs, urbšanas laikā tā var deformēties pret meistara vēlmēm - jūs varat izvairīties no šādas notikumu attīstības, novietojot koka bloku zem loksnes. Loksni veido vai nu ar vakuuma paņēmienu, vai arī pūšot gaisu zem augsta spiediena. Apstrāde ar jebkuru no norādītajām metodēm ietver ievērojamu (līdz 160-200 grādiem) materiāla uzsildīšanu.

Atsevišķu detaļu savienošana no polistirola ir atļauta gan metinot, gan līmējot. Abos gadījumos pirms virsmas fragmentu savienošanas vispirms rūpīgi attaukojiet. Ir nepieciešams gatavot vai nu ar gāzi, vai ar ultraskaņas metodi, pielīmēt - ar polimēru kompozīcijām, kuru pamatā ir ciānakrilāts vai neoprēns.

Ja mēs runājam par matētu polistirolu, tad tas var tikt pakļauts arī tādam apstrādes veidam kā slīpēšana un pulēšana . Šim nolūkam tiek izmantots dzirnaviņas, bet nekādā gadījumā ar abrazīvu disku - tā vietā tiek ņemts mīksts ritenis, uz kura tiek uzklāta īpaša pulēšanas pasta. Ja detaļa ir maza, to var arī pulēt vai sasmalcināt ar rokām.

Cita starpā, uz polistirola virsmas var uzklāt jebkādus īpašus pārklājumus – no metāla slāņa līdz spoguļplēvei . To var izdrukāt melnā vai krāsainā krāsā, izmantojot kādu no zināmajiem veidiem. Tajā pašā laikā, lai aizsargātu iegūto tekstu vai attēlu, virsma ir jāatver ar laku, jo polimērs neuzsūc mitrumu.

Apstrāde

Šķiet, ka tīrā veidā polistirols nerada lielu kaitējumu videi, bet tajā pašā laikā tā atkritumi, kā tam vajadzētu būt plastmasai, saglabājas milzīgu laiku, piesārņojot planētu … Turklāt, atrodoties dabiskā vidē, polimērs un tā kopolimēri var tikt pakļauti pārmērīgai karsēšanai, ieskaitot sadegšanu ugunī, un tad sekas var būt daudz briesmīgākas. Tāpat nav vēlama nekontrolēta polistirola priekšmetu saskare ar vielām, kas spēj izšķīdināt materiālu, pretējā gadījumā nevar izvairīties no stirola, benzola, toluola, oglekļa monoksīda un etilbenzola toksisko tvaiku izdalīšanās.

Materiāla relatīvā priekšrocība ir tā vairumā gadījumu to var pārstrādāt , izmantojot gan tiešos atkritumus, gan vienkārši nolietotos produktus. Ekstrūziju, presēšanu un liešanu izmanto kā apstrādes paņēmienus. Pie izejas tiek iegūti produkti, kuru kvalitāte nav zemāka par jauniem, savukārt atkritumi neveidojas. Turklāt pēdējos gados uz polistirola bāzes ir izgatavots jauns būvmateriāls - polistirola betons , kas ir piemērots mazstāvu celtniecībai. Diemžēl milzīgs polistirola atkritumu daudzums, īpaši nabadzīgajās valstīs, tiek vienkārši sadedzināts. Šāda rīcība ar plastmasas atkritumiem ir ārkārtīgi negatīva videi.