Sve o polistirenu

Razne vrste plastike radikalno su promijenile naše shvaćanje svakodnevnog života – danas naš život više nije moguće zamisliti bez određenih plastičnih stvari. Međutim, postoje različite vrste plastike, a svaka od njezinih sorti ima svoje specifične karakteristike koje određuju korištenje određene tvari u određenim područjima. Budući da je polistiren danas jedna od najpopularnijih plastičnih opcija, vrijedno je detaljnije razmotriti njegove značajke.

Polistiren je polimerizirani stiren, odnosno proizvod je kemijske industrije. Njegovu proizvodnju možete postići različitim metodama, od kojih svaka ima svoje prednosti i nedostatke, a najpopularnije ćemo detaljnije razmotriti u ovom članku u nastavku. Pri čemu polistiren sadrži samo molekule uobičajenih tvari kao što su ugljik i vodik, ali je napravljen od tekućeg stirena, koji se, pak, dobiva iz nafte i ugljena.

Po prvi put polistiren je dobiven u ranim fazama industrijske revolucije – poznato je da 1839. sintetiziran je u Njemačkoj... Druga stvar je da je njegova proizvodnja u industrijskoj mjeri počela mnogo kasnije - tek 1920. godine, a čak ni tada u prvim desetljećima nije se koristila tako aktivno. Tek tijekom Drugog svjetskog rata u Državama su se stvarno zainteresirali za njih, proizvodeći umjetnu gumu na bazi polistirena, au SSSR-u je industrijska proizvodnja ovog materijala potpuno odgođena do poslijeratnih godina.

Ne može se reći da moderni polistiren u potpunosti odgovara uzorcima od prije jednog stoljeća. - tijekom cijelog tog vremena znanstvenici su tražili načine kako poboljšati svojstva materijala. Zahvaljujući tome, plastika je nakon Drugoga svjetskog rata postala mnogo trajnija, uključujući i puno bolje otporne na udarce - to je postalo moguće zahvaljujući stvaranju stirenskih kopolimera dobivenih još složenijim kemijskim procesima.

Točno fizičke karakteristike modernog polistirena uvelike ovise o tome kako je proizveden, ali općenito, kada govorimo o jednostavnom polistirenu bez ikakvog pojašnjenja, mislimo na materijal s vrlo specifičnim parametrima. Njegova gustoća nije najveća (1060 kg / m

Molekularna masa tvar također nije specifična i jako ovisi o načinu dobivanja polistirena - obično se kreće od 50 tisuća do 300 tisuća, iako emulzijske varijante ponekad pokazuju znatno veće stope. Topljivost polistiren je značajan u nizu tvari, uključujući vlastiti monomer, kao i aceton, aromatske ugljikovodike i estere.

Polistiren ima izražena dielektrična svojstvakoji se ne mijenjaju bez obzira na okruženje. Ovaj materijal je također praktički ravnodušan prema destruktivnim učincima kiselina i lužina, soli, alkohola. Gore smo već naveli tvari koje ga još mogu otopiti, a također oksidira, halogenira, nitrira i sulfonira.

U izvornom obliku, bez dodatnog nijansiranja, polistiren (barem njegova blok sorta) nije samo bezbojan, već i proziran... Struktura praktički ne zadržava vidljivu svjetlost, prolazeći 90% svoje količine, a to omogućuje korištenje takvog materijala u proizvodnji optičkih naočala. Istodobno, ultraljubičasto i infracrveno zračenje ne prolazi tako pouzdano kroz polistirenske površine.

Uzimamo li u obzir svojstva polistirena kao prednosti koje ga čine tako popularnim u raznim područjima, prije svega, vrijedi istaknuti sljedeće važne točke.

• Kombinacija niske cijene i jednostavnosti obrade... Po svojoj cijeni, polistiren se može smatrati jednim od glavnih motora moderne civilizacije, s obzirom na njegova svojstva. Nije uzalud da se danas toliko proizvoda proizvodi uz izravno sudjelovanje ovog materijala - on jednostavno nema alternativu.
• Dobra kemijska otpornost. Većina tvari koje mogu doći na polistirensku površinu u svakodnevnom životu ne predstavljaju nikakvu opasnost za nju - to je izvrsna vijest za proizvođače koji žele proizvoditi proizvode koji se razlikuju po trajnosti. Istodobno, u kemijskom laboratoriju, koji ima pri ruci impresivan set reagensa, nije teško otopiti polistiren.
• Toksičnost je relativno sigurna. Polistiren emitira relativno malo bilo kakvih štetnih para i s ekološkog stajališta, uz određene rezerve, smatra se bezopasnim. U najmanju ruku, stručnjaci ne iznose nikakva ograničenja u korištenju polistirenskih materijala unutar stambenih prostora, a mogu se napraviti čak i posude od polistirena.
• Širok raspon primjena... Zbog svojih kvaliteta, lakoće obrade i bojenja, polistiren se može koristiti kao sirovina za proizvodnju bilo čega.

Uz sve prednosti polistirena također ima ograničenja, a iako ih nema puno, ponekad imaju vrlo značajnu ulogu.

Jedan od glavnih konkurenata polistirena je još jedan popularan polimer - polipropilena... U nekim područjima, kao što je proizvodnja ambalažnog materijala, oni su izravni konkurenti, no razlika između ta dva materijala je prilično značajna. Vrijedi početi barem od činjenice da polistiren je teško reciklirati, a iako se često može čuti da je siguran, ekolozi mu ipak vole zamjeriti.

Polipropilen također nije bez grijeha, ali o njemu je ipak nešto manje pitanja, a lakše ga je reciklirati. Ako govorimo isključivo o fizičkim kvalitetama dvaju materijala, onda polipropilen također karakterizira povećana fleksibilnost - tamo gdje se polistiren već lomi ili puca, savitljivi polipropilen se jednostavno savija. Što se tiče cijene, polistiren bi možda odavno izgubio konkurenciju od svog rivala, ali više niska cijena To je faktor koji ga do sada održava na površini.

Vizualno razlikovati jedno od drugog nije tako teško, ali morate znati što gledati. Polistiren izgleda ljepše sjajan je i sjajan, bez dodatnog bojanja djeluje prozirno, iako može imati karakterističnu hladnu nijansu plave. Polipropilen se čini malo prljavijim zbog svoje magle, učinak raspršenja svjetlosti je mnogo veći. Također možete razlikovati dva materijala dodirom: polistiren je rezonantan i pri udaru emituje karakteristične klikove, dok polipropilen zvuči prigušeno.

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

Polistiren ne može emitirati toliko otrovnih tvari koje neće toliko utjecati na ljudsko zdravlje, ali to je samo dok niste u stalnom kontaktu s njim, i dok se ne zagrije. Što je temperatura viša, to je opasnije susjedstvo s polistirenskim proizvodima, osobito ako je izbio požar i materijal gori. Najviše od svega, kemijske pare narušavaju jetru, ali problemi mogu biti čak i sa srcem i plućima, a neki stručnjaci smatraju da je banalno udisanje para stirena preplavljeno razvojem hepatitisa.

Također morate razumjeti da se polistiren i polistiren razlikuju: za poboljšanje svojstava plastike, proizvođač može dodati razne plastifikatore, boje i druge aditive koji utječu na čvrstoću i elastičnost materijala.

Kad smo gore polistiren nazvali relativno sigurnim, mislili smo da postoje i drugi, još štetniji proizvodi ljudskog djelovanja, kojih se još uvijek ne možemo odreći - na primjer, automobilski ispušni plin. Osim toga, u teoriji, polistiren se može koristiti gotovo potpuno sigurno - pod uvjetom da znate i striktno slijedite upute, posebno ne promicanjem zagrijavanja materijala, već zaštitom od njega. Ali čak i tako Polistiren ne biste trebali doživljavati kao potpuno sigurnu tvar, jer ni u svijetu plastike, koji posljednjih godina dobiva sve više kritika, stiropor nije najsigurniji.

Sada za proizvodnju polistirena koristi se nekoliko metoda za dobivanje željeni materijal, a u pogledu njegovih svojstava gotovi rezultat neće uvijek biti isti. Da biste razumjeli kako funkcionira, Pogledajmo svaku od tri popularne metode.

Danas ovo metoda je već uvelike zastarjela i praktički se ne koristi u proizvodnji... Princip rada je sljedeći: najprije se stiren pročišćava od inhibitora, nakon čega se kombinira u vodi s emulgatorima (soli masnih i sulfonskih kiselina, sapunom), kao i inicijatorima polimerizacije - kalijevim persulfatom i vodikovim dioksidom. Kada se zagrije na 85-95 stupnjeva, dolazi do kemijske reakcije - postupnog procesa polimerizacije, koji se smatra završenim ako količina stirena padne ispod 0,5%.

Rezultirajuća emulzija se zatim koagulira otopinom obične kuhinjske soli i podliježe sušenju, zbog čega se formira fini zrnati prah, čija svaka granula ima veličinu ne veću od 0,1 mm. Iako se polistiren obično opisuje kao bijel i proziran, ova metoda neće moći postići ove karakteristike. - kuglice imaju žućkastu nijansu, što ukazuje na prisutnost alkalnih nečistoća, koje se ne mogu potpuno eliminirati.

Druga metoda koja se već smatra zastarjelom, iako se još uvijek smatra prikladnom za recikliranje polistirena u kopolimere poput ekspandiranog polistirena. Za proizvodnju vam je potreban pripremljen stiren, odnosno njegova suspenzija u vodi, magnezijev hidroksid, polivinil alkohol, natrijev polimetakrilat i inicijatori polimerizacije. Sve se to šalje u reaktor, gdje se tvar aktivno miješa s postupnim zagrijavanjem do 130 stupnjeva i visokim tlakom. Nakon toga, dobivenu suspenziju još treba podvrgnuti obradi centrifugiranjem, a tek nakon pranja i sušenja prikupljenog materijala dobiva se polistiren.

Ova se metoda danas smatra najpopularnijom i najrelevantnijom, a većina polistirena se danas proizvodi na ovaj način. Obrazloženje je vrlo jednostavno: izlaz je čisti materijal, idealan u smislu tehničkih parametara rasvjete, koji karakterizira stabilnost parametara. U isto vrijeme, korištenje tehnologije koja se razmatra je učinkovita i jamči gotovo potpunu odsutnost proizvodnog otpada.

Proizvodnja blokova polistirena temelji se na miješanju stirena u benzenskoj sredini u dva stupnja - prvo na temperaturi od oko 90 stupnjeva, a zatim uz postupno zagrijavanje od 100 do 220. Proizvodnja blokova se zaustavlja u fazi kada je oko 85% stirena masa se pretvorila u polistiren. Uklanjanje stirena koji nije imao vremena za polimerizaciju provodi se pomoću vakuuma.

Polistiren se koristi u velikom broju područja ljudske djelatnosti, pa se čak koristi i za izradu zanata vlastitim rukama. Kod kuće Od njega se izrađuju mali suveniri, laserskim rezanjem, glodanjem, bojanjem u bilo koje boje - od crvene do zlatne i crne, au nekim slučajevima - i tiska na polistirenskoj površini. Pronađena je najšira primjena polistirena u građevinarstvu, gdje se koristi za izradu zidnih panela i stropnih pločica, raznih pregrada i bagueta. U obliku lima, ovaj se materijal može koristiti i za fasade. Na kraju, na temelju ovog materijala proizvode nedavno popularne polistirenski beton.

Industrija namještaja također sve aktivnije koristi ovaj materijal, iako trenutno nije konkurent drvu i njegovim derivatima. No, tamo gdje je visoka vlažnost, koristi se stalno – primjerice, od nje se danas može u potpunosti napraviti tuš kada. Osim toga, koriste se granule polistirena kao punilo u jastucima, a za te namjene prodaju se gotove u vrećicama.

Običnom čovjeku, prehrambena sorta polistirena dobro je poznata kao gotovo glavni materijal. za proizvodnju jednokratnog posuđa... Većina plastičnih čaša koje su danas toliko popularne za flaširanje bezalkoholnih pića napravljene su od njega. Osim toga, mnogo se koristi polistiren za hranu kao materijal za pakiranje zbog niske cijene i relativne čvrstoće. S obzirom na dielektrična svojstva materijala, vrijedno je napomenuti da je također pronašao široku primjenu u Elektrotehnika.

U svakodnevnom životu najčešće morate raditi s polistirenom, koji se može obraditi i mehanički i termički. Oblikovanje savijanjem, lijepljenjem, rezanjem i bušenjem može biti i običan materijal i otporan na udarce. Obična ubodna pila se koristi za fragmentiranje lima debljine manje od 2 mm, dok se deblji listovi mogu uzeti brusilicom ili ručnim alatom. U industrijskoj radionici moguće lasersko rezanje. Linija rezanja ispada malo hrapava, stoga zahtijeva naknadnu obradu - najprije se prolazi turpijom, a zatim šmirglom.

Ako je potrebno napraviti rupu u limu, upotrijebite bušilicu, za koju vam je potrebna bušilica stvorena posebno za bušenje plastične ploče. Ako je debljina lima mala, tijekom bušenja može se deformirati protiv želja majstora - takav razvoj događaja možete izbjeći postavljanjem drvenog bloka ispod lima. List se formira vakuumskom tehnikom ili upuhvanjem zraka pod visokim tlakom. Obrada bilo kojom od navedenih metoda uključuje značajno (do 160-200 stupnjeva) zagrijavanje 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 kojem slučaju s abrazivnim kotačem - umjesto toga se uzima mekani kotač na koji se nanosi posebna pasta za poliranje. Ako je dio mali, možete ga i ručno polirati ili brusiti.

Između ostalog, bilo koji posebni premazi mogu se nanijeti na polistirensku površinu – od metalnog sloja do zrcalnog filma. Na njega se može tiskati crno ili u boji, na bilo koji od poznatih načina. Istodobno, za zaštitu dobivenog teksta ili slike potrebno je otvoriti površinu lakom, jer polimer ne upija vlagu.

Čini se da u svom čistom obliku polistiren ne nanosi veliku štetu okolišu, ali u isto vrijeme, njegov otpad, kakav bi trebao biti za plastiku, traje dugo vremena, zagađujući planet... Osim toga, u prirodnom okruženju, polimer i njegovi kopolimeri mogu biti izloženi prekomjernom zagrijavanju, uključujući izgaranje u požaru, a onda posljedice mogu biti mnogo strašnije. Isto tako, nepoželjan je nekontrolirani kontakt polistirenskih predmeta s tvarima sposobnim za otapanje materijala, inače se ne može izbjeći oslobađanje otrovnih para stirena, benzena, toluena, ugljičnog monoksida i etilbenzena.

Relativna prednost materijala je u tome što može se reciklirati u većini slučajeva, korištenje i izravnog otpada i jednostavno istrošenih proizvoda iz njega. Ekstruzija, prešanje i lijevanje koriste se kao tehnike obrade. Na izlazu se dobivaju proizvodi koji po kvaliteti nisu lošiji od novih, dok se smeće ne stvara. Osim toga, posljednjih godina napravljen je novi građevinski materijal na bazi polistirena - polistirenski beton, što je prikladno za nisku gradnju. Nažalost, ogromne količine polistirenskog otpada, posebno u siromašnim zemljama, jednostavno se spaljuju. Ovakvo ponašanje s plastičnim otpadom izrazito je negativno za okoliš.

Sljedeći video govori o polistirenu i značajkama njegove primjene.