Sve o polistirenu

Različite vrste plastike su radikalno promenile naše shvatanje svakodnevnog života – danas naš život više nije moguće zamisliti bez određenih plastičnih stvari. Međutim, postoje različite vrste plastike, a svaka od njegovih sorti ima svoje specifične karakteristike koje određuju upotrebu određene supstance u određenim oblastima. Pošto je polistiren danas jedna od najpopularnijih plastičnih opcija, vredi detaljnije razmotriti njegove karakteristike.

polistiren je polimerizovani stiren, odnosno proizvod je hemijske industrije. Njegovu proizvodnju možete postići različitim metodama, od kojih svaka ima svoje prednosti i mane, a najpopularnije ćemo detaljnije razmotriti u ovom članku u nastavku. У чему polistiren sadrži samo molekule uobičajenih supstanci kao što su ugljenik i vodonik, ali se pravi od tečnog stirena, koji se, pak, dobija iz nafte i uglja.

Po prvi put, polistiren je dobijen u ranim fazama industrijske revolucije - poznato je da 1839. sintetizovan je u Nemačkoj... Druga stvar je da je njegova proizvodnja u industrijskom obimu počela mnogo kasnije - tek 1920. godine, a ni tada u prvim decenijama nije korišćena tako aktivno. Tek tokom Drugog svetskog rata u Državama su se zaista zainteresovali za njih, proizvodeći veštačku gumu na bazi polistirena, au SSSR-u je industrijska proizvodnja ovog materijala potpuno odložena do posleratnih godina.

Ne može se reći da savremeni polistiren u potpunosti odgovara uzorcima od pre jednog veka. - za sve ovo vreme naučnici su tražili načine da poboljšaju svojstva materijala. Zahvaljujući tome, plastika je posle Drugog svetskog rata postala mnogo izdržljivija, uključujući i mnogo bolje otporne na udare - to je postalo moguće zahvaljujući stvaranju stirenskih kopolimera dobijenih još složenijim hemijskim procesima.

Tačno fizičke karakteristike savremenog polistirena u velikoj meri zavise od toga kako je proizveden, ali generalno, kada govorimo o jednostavnom polistirenu bez ikakvog pojašnjenja, mislimo na materijal sa vrlo specifičnim parametrima. Njegova gustina nije najveća (1060 kg / m

Молекуларна маса supstanca takođe nije specifična i snažno zavisi od načina dobijanja polistirena - obično se kreće od 50 hiljada do 300 hiljada, iako varijante emulzije ponekad pokazuju znatno veće stope. Rastvorljivost polistiren je značajan u nizu supstanci, uključujući sopstveni monomer, kao i aceton, aromatične ugljovodonike i estre.

Polistiren ima izražena dielektrična svojstvakoji se ne menjaju bez obzira na okruženje. Ovaj materijal je takođe praktično ravnodušan prema destruktivnim efektima kiselina i alkalija, soli, alkohola. Iznad smo već naveli supstance koje još mogu da ga rastvore, a takođe oksidiše, halogeniše, nitrira i sulfoniše.

U svom originalnom obliku, bez dodatnog nijansiranja, polistiren (barem njegova blok sorta) nije samo bezbojan, već i providan... Struktura praktično ne zadržava vidljivu svetlost, prolazeći 90% svoje količine, što omogućava upotrebu takvog materijala u proizvodnji optičkih naočara. Istovremeno, ultraljubičasto i infracrveno zračenje ne prolazi tako pouzdano kroz polistirenske površine.

Ako uzmemo u obzir svojstva polistirena kao prednosti koje ga čine tako popularnim u različitim oblastima, pre svega, vredi istaći sledeće važne tačke.

• Kombinacija niske cene i lakoće obrade... Po svojoj ceni, polistiren se može smatrati jednim od glavnih motora moderne civilizacije, s obzirom na njegova svojstva. Nije za ništa što se danas toliko proizvoda proizvodi uz direktno učešće ovog materijala - on jednostavno nema alternativu.
• Dobra hemijska otpornost. Većina supstanci koje mogu doći na površinu polistirena u svakodnevnom životu ne predstavljaju nikakvu opasnost za njega - ovo je odlična vest za proizvođače koji žele da proizvode proizvode koji se odlikuju izdržljivošću. Istovremeno, u hemijskoj laboratoriji, koja ima impresivan set reagensa pri ruci, nije teško rastvoriti polistiren.
• Toksičnost je relativno bezbedna. Polistiren emituje relativno malo bilo kakvih štetnih isparenja i, sa stanovišta životne sredine, uz određene rezerve, smatra se bezopasnim. U najmanju ruku, stručnjaci ne postavljaju nikakva ograničenja za upotrebu polistirenskih materijala unutar stambenih prostorija, a mogu se napraviti čak i posude od polistirena.
• Širok spektar primena... Zbog svojih kvaliteta, lakoće obrade i bojenja, polistiren se može koristiti kao sirovina za proizvodnju bilo čega.

Uz sve prednosti polistirena, takođe ima ograničenja, i iako ih nema mnogo, ponekad igraju veoma značajnu ulogu.

Jedan od glavnih konkurenata polistirena je još jedan popularan polimer - polipropilen... U nekim oblastima, kao što je proizvodnja ambalažnog materijala, oni su direktni konkurenti, ali je razlika između ova dva materijala prilično značajna. Vredi početi bar sa činjenicom da polistiren je teško reciklirati, i iako se često može čuti da je bezbedan, ekolozi i dalje vole da mu pronalaze zamerke.

Polipropilen takođe nije bez greha, ali je ipak malo manje pitanja o njemu, a lakše ga je reciklirati. Ako govorimo čisto o fizičkim kvalitetima dva materijala, onda polipropilen takođe karakteriše povećana fleksibilnost - tamo gde se polistiren već lomi ili puca, savitljivi polipropilen se jednostavno savija. Što se tiče cene, polistiren bi, možda, odavno izgubio konkurenciju od svog rivala, ali više niske cene To je faktor koji ga drži na površini do sada.

Vizuelno razlikovati jedno od drugog nije tako teško, ali morate znati šta da gledate. Polistiren izgleda lepše sjajan je i sjajan, bez dodatnog bojenja izgleda providan, iako može imati karakterističnu hladnu nijansu plave. Polipropilen deluje malo prljavije zbog svoje izmaglice., efekat rasejanja svetlosti je mnogo veći. Takođe možete da razlikujete dva materijala dodirom: polistiren je rezonantan i emituje karakteristične klikove kada se udari, dok polipropilen zvuči prigušeno.

Polistiren je jedan od najkontroverznijih materijala u pogledu procene štete i opasnosti po zdravlje. S jedne strane, široko se koristi u ljudskim stanovima, pa čak i za proizvodnju posuđa, što već sugeriše da to nije zabranjeno. S druge strane, brojne izjave koje dovode u pitanje ekološku prihvatljivost plastike odnose se prvenstveno na polistiren. Pošteno bi bilo reći da, iako nije najopasniji od postojećih materijala, ipak se ne može smatrati ni bezbednim - ne bi se mogao tako aktivno koristiti.

Polistiren može emitovati ne toliko toksičnih supstanci koje neće toliko uticati na zdravlje ljudi, ali ovo je samo dok niste u stalnom kontaktu sa njim i dok se ne zagreje. Što je temperatura viša, to je opasnije susedstvo sa polistirenskim proizvodima, posebno ako je izbio požar i materijal gori. Najviše od svega, hemijska isparenja narušavaju jetru, ali problemi mogu biti čak i sa srcem i plućima, a neki stručnjaci veruju da je banalno udisanje isparenja stirena preplavljeno razvojem hepatitisa.

Takođe morate shvatiti da se polistiren i polistiren razlikuju: da bi poboljšao svojstva plastike, proizvođač može dodati različite plastifikatore, boje i druge aditive koji utiču na čvrstoću i elastičnost materijala.

Kada smo gore nazvali polistiren relativno bezbednim, mislili smo da postoje i drugi, još štetniji proizvodi ljudske delatnosti, kojih se još uvek ne možemo odreći - na primer, izduvni gasovi automobila. Pored toga, u teoriji, polistiren se može koristiti gotovo potpuno bezbedno - pod uslovom da znate i striktno pratite uputstva, posebno ne promovišući zagrevanje materijala, već ga štiteći od njega. Али ипак Polistiren ne treba doživljavati kao potpuno bezbednu supstancu, jer ni u svetu plastike, koji poslednjih godina dobija sve više kritika, stiropor nije najbezbedniji.

Сада za proizvodnju polistirena koristi se nekoliko metoda dobijanja željeni materijal, a u pogledu njegovih svojstava, gotov rezultat neće uvek biti isti. Da biste razumeli kako to funkcioniše, Hajde da pogledamo svaku od tri popularne metode.

Danas ovo metoda je već u velikoj meri zastarela i praktično se ne koristi u proizvodnji... Princip rada je sledeći: prvo, stiren se prečišćava od inhibitora, nakon čega se kombinuje u vodi sa emulgatorima (soli masnih i sulfonskih kiselina, sapun), kao i inicijatorima polimerizacije - kalijum persulfatom i vodonik-dioksidom. Kada se zagreje na 85-95 stepeni, dolazi do hemijske reakcije - postepenog procesa polimerizacije, koji se smatra završenim ako količina stirena padne ispod 0,5%.

Dobijena emulzija se zatim koagulira rastvorom obične kuhinjske soli i podleže sušenju, usled čega se formira fini granularni prah, čija svaka granula ima veličinu ne veću od 0,1 mm. Iako se polistiren obično opisuje kao beo i providan, ova metoda neće moći da postigne ove karakteristike. - kuglice imaju žućkastu nijansu, što ukazuje na prisustvo alkalnih nečistoća, koje se ne mogu potpuno eliminisati.

Drugi metod koji se već smatra zastarelim, iako se i dalje smatra pogodnim za reciklažu polistirena u kopolimere poput ekspandiranog polistirena. Za proizvodnju vam je potreban pripremljen stiren, tačnije njegova suspenzija u vodi, magnezijum hidroksid, polivinil alkohol, natrijum polimetakrilat i inicijatori polimerizacije. Sve ovo se šalje u reaktor, gde se supstanca aktivno meša sa postepenim zagrevanjem do 130 stepeni i visokim pritiskom. Nakon toga, dobijenu suspenziju još treba podvrgnuti obradi centrifugom, a tek nakon pranja i sušenja prikupljenog materijala dobija se polistiren.

Ova metoda se smatra najpopularnijom i najrelevantnijom danas, a većina polistirena se danas proizvodi na ovaj način. Obrazloženje je prilično jednostavno: izlaz je čist materijal, idealan u pogledu tehničkih parametara osvetljenja, koji karakteriše stabilnost parametara. Istovremeno, upotreba tehnologije koja se razmatra je i efikasna i garantuje skoro potpuno odsustvo proizvodnog otpada.

Proizvodnja blokova polistirena se zasniva na mešanju stirena u benzenskom medijumu u dve faze – prvo na temperaturi od oko 90 stepeni, a zatim uz postepeno zagrevanje od 100 do 220. Proizvodnja blokova se zaustavlja u fazi kada se stire oko 85% masa se pretvorila u polistiren. Uklanjanje stirena koji nije imao vremena da se polimerizuje vrši se pomoću vakuuma.

Polistiren se koristi u velikom broju oblasti ljudske aktivnosti i čak se koristi za izradu zanata sopstvenim rukama. Код куће Od njega se prave mali suveniri, laserskim sečenjem, glodanjem, farbanjem u bilo koju boju - od crvene do zlatne i crne, au nekim slučajevima i štampanjem na polistirenskoj površini. Pronađena je najšira primena polistirena у изградњи, gde se koristi za izradu zidnih panela i plafonskih pločica, raznih pregrada i bageta. U obliku listova, ovaj materijal se može koristiti i za fasade. Na kraju, na osnovu ovog materijala proizvode nedavno popularne polistiren betona.

Industrija nameštaja takođe sve aktivnije koristi ovaj materijal, iako u ovom trenutku nije konkurent za drvo i njegove derivate. Međutim, tamo gde je visoka vlažnost, ona se stalno koristi - na primer, danas se od nje može u potpunosti napraviti tuš kada. Pored toga, koriste se granule polistirena kao punilo u jastucima, a za ove namene se prodaju gotove u kesama.

Za običnog čoveka, polistiren je poznat kao gotovo glavni materijal. za proizvodnju posuđa za jednokratnu upotrebu... Većina plastičnih čaša koje su danas toliko popularne za flaširanje bezalkoholnih pića se prave od njega. Pored toga, mnogo se koristi polistiren za hranu kao materijal za pakovanje zbog niske cene i relativne čvrstoće. Uzimajući u obzir dielektrična svojstva materijala, vredi napomenuti da je takođe našao široku primenu u Електротехника.

U svakodnevnom životu najčešće morate raditi sa polistirenom, koji se mogu obraditi i mehanički i termički. Oblikovanje savijanjem, lepljenjem, rezanjem i bušenjem može biti i običan materijal i otporan na udarce. Obična ubodna testera se koristi za fragmentaciju lima debljine manje od 2 mm, dok se deblji listovi mogu uzimati brusilicom ili ručnim alatom. U industrijskoj radionici moguće je lasersko sečenje. Linija sečenja se ispostavi da je malo hrapava, pa je potrebna naknadna obrada - prvo se prolazi turpijom, a zatim šmirglom.

Ako je potrebno napraviti rupu u listu, koristite bušilicu, za koju vam je potrebna bušilica napravljena specijalno za bušenje plastične ploče. Ako je debljina lima mala, tokom bušenja može se deformisati protiv želja majstora - takav razvoj događaja možete izbeći postavljanjem drvenog bloka ispod lima. List se formira ili vakuum tehnikom ili uduvavanjem vazduha pod visokim pritiskom. Obrada bilo kojom od navedenih metoda uključuje značajno (do 160-200 stepeni) zagrevanje materijala.

Ako govorimo o mat polistirenu, onda se može podvrgnuti i takvoj vrsti obrade kao brušenje i poliranje. Za to se koristi brusilica, ali ni u kom slučaju sa abrazivnim točkom - umesto toga se uzima mekani točak, na koji se nanosi posebna pasta za poliranje. Ako je deo mali, možete ga i ručno polirati ili brusiti.

Између осталог, bilo koji specijalni premazi mogu se naneti na površinu polistirena – od metalnog sloja do filma ogledala. Na njemu se može štampati crno ili u boji, na bilo koji od poznatih načina. Istovremeno, za zaštitu dobijenog teksta ili slike, potrebno je otvoriti površinu lakom, jer polimer ne upija vlagu.

Čini se da u svom čistom obliku polistiren ne nanosi mnogo štete životnoj sredini, ali u isto vreme, njegov otpad, kao što bi trebalo da bude za plastiku, dugo traje, zagađujući planetu... Pored toga, u prirodnom okruženju, polimer i njegovi kopolimeri mogu biti izloženi prekomernom zagrevanju, uključujući i sagorevanje u požaru, a onda posledice mogu biti mnogo strašnije. Isto tako, nepoželjan je nekontrolisani kontakt polistirenskih predmeta sa supstancama koje mogu da rastvaraju materijal, u suprotnom se ne može izbeći oslobađanje toksičnih para stirena, benzola, toluena, ugljen-monoksida i etilbenzena.

Relativna prednost materijala je u tome što može se reciklirati u većini slučajeva, iskorišćavajući kako direktan otpad tako i jednostavno dotrajale proizvode od njega. Ekstruzija, presovanje i livenje se koriste kao tehnike obrade. Na izlazu se dobijaju proizvodi koji po kvalitetu nisu inferiorni u odnosu na nove, dok se ne formira smeće. Pored toga, poslednjih godina napravljen je novi građevinski materijal na bazi polistirena - polistiren betona, što je pogodno za niskogradnju. Nažalost, ogromne količine polistirenskog otpada, posebno u siromašnim zemljama, jednostavno se spaljuju. Ovakvo ponašanje sa plastičnim otpadom je izuzetno negativno za životnu sredinu.

Sledeći video govori o polistirenu i karakteristikama njegove primene.