Полистирол: виды, свойства и характеристики

Содержание   

  1. Основные свойства полистирольных пластиков
  2. Виды
    1. Общего назначения
    2. Ударопрочный
    3. Светорассеивающий полистирол
    4. Полистирол экструдированный
  3. Как с ним работать?
  4. Технология производства
  5. Как безошибочно выбрать пенополистирол
    1. Пола
    2. Стен изнутри
    3. Кровли
  6. Полистирол общего назначения
  7. Механические свойства полистирола
  8. Технические характеристики экструдированного полистирола:
  9. Вреден ли для человека?
  10. Эмульсионный (ПСЭ)
  11. Полистирол: что это и свойства такого материала
    1. Что представляет собой полистирол
    2. Применение
    3. Физические свойства полистирола
  12. Физические и химические свойства
  13. Механическая стойкость полистиролов к кислотам и растворителям:
  14. Блочный (ПСМ)
  15. Теплофизические свойства полистиролов:
  16. Применение
  17. Температурные характеристики:
  18. Пей, ешь, гадь пластиком — солнце его уничтожит всего за 10 лет. Или нет?
    1. Пластиковые отходы уже в Марианской впадине
  19. Показатели пожароопасности полистиролов:
  20. Недостатки
  21. Маркировки
  22. Сравнение c полипропиленом

1 Основные свойства полистирольных пластиков

Свойства полистирола ПС УПС АБС МСН
Плотность, кг/м3 1050 1060 1040 1040
Температура плавления, 0С 190-230 190-230 210-240 205-220
Разрушающее напряжение, МПа, при:
Растяжении 35-40 27-56 36-60 90-100
Изгибе 55-70 55-60 50-87
Сжатии 80-100 46-80
Относительное удлинение при разрыве, % 1,0-1,5 1,0-2,0 1,0-3,0
Ударная вязкость, кДж/м2 12-20 40-50 80-100 11-18
Твердость по Бринеллю, МПа 150 110 100 170
Теплостойкость по Мартенсу, 0С 60-70 65 86-98 70-72
Диэлектическая проницаемость при 106 Гц 2,5 2,7 2,4-5,0 2,9
Тангенс угла диэлектрических потерб при 106 Гц, х104 2-4 4-8 300 1,8
Удельное объемное электрическое сопротивление, Ом∙м 1015 5∙1013 5∙1013 4∙1014
Электрическая мощность, МВ/м 25-40 12-15 24

АБС — пластик является продуктом привитой сополимеризации трех мономеров — акрилонитрила, бутадиена и стирола, причем статический сополимер стирола и акрилонитрила образует жесткую матрицу, в которой распределены частицы каучука размером до 1 мкм. Повышение ударной прочности сопровождается сохранением на высоком уровне основных физико-механических и теплофизических свойств (табл. 1). АБС непрозрачен. Выпускается стабилизированным в виде порошка и гранул. Применяется для изготовления изделий технического назначения. В марке АБС первые две цифры означают величину ударной вязкости по Изоду, следующие две — ПТР (показатель текучести расплава), буква в конце марки указывает на метод переработки или на особые свойства. Например, АБС-0809Т характеризуется ударной вязкость — 8 кДж/м2 , ПТР — 9г/10 мин, повышенной теплостойкостью (Т). В промышленности используются сополимеры стинола с акрилонитрилом (САН), стинола с метилиетакрилатом (МС) и стинола с метиметакрилатом и акрилонитрилом (МСН). Полистирол перерабатывается всеми известными способами.

к меню ↑

2 Виды

По назначению подразделяются на три основных вида:

  • общего назначения;
  • ударопрочный;
  • экструдированный.

к меню ↑

2.1 Общего назначения

Твердый и прозрачный, получается методом суспензионной полимеризации, или непрерывной полимеризации стирола в массе. Выпускается в виде прозрачных гранул. Отличается хрупкостью и жесткостью.

Подходит для изготовления изделий, не имеющих повышенных требований к механической прочности.

Устойчив к влаге, радиации и различным агрессивным воздействиям. Является отличным диэлектриком.

Боится прямых солнечных лучей. Растворяется в ацетоне. Подвержен воздействию технических масел и органических растворителей.

Применяется для производства детских игрушек, рекламных вывесок, одноразовых изделий медицинского назначения, внутренних отделочных и интерьерных работ, внутреннего остекления.

к меню ↑

2.2 Ударопрочный

Модифицированный, созданный путем сополимеризации стирола с акрилонитрилом, бутадиеновыми, бутадион-стирольными привитыми каучуками и другими полимерами. Выпускается в виде стабилизированных окрашенных и неокрашенных однородных гранул.

Присутствие в составе продукта каучука повышает механическую прочность и замедляет образование микротрещин.

Эксплуатационные показатели зависят от пропорций каучука и стирол:

  • средняя ударная прочность (MIPS – Middle Impact Polystyrene) — 3,5-4,5% каучука;
  • высокая ударная прочность (HIPS – High Impact Polystyrene) — 7,5-9% каучука;
  • сверхударопрочный (SHIPS – Super High Impact Polystyrene) — 10-15% каучука.

Ударопрочный непрозрачный — наиболее востребованный полимер, используемый в строительстве, машиностроении, бытовой сфере и рекламной отрасли.

Перерабатывается в термопластавтоматах методом литья под давлением или в экструдерах — вакуумным формованием или пневмоформованием.

к меню ↑

2.3 Светорассеивающий полистирол

Материал разработан специально для изготовления световой рекламы. Обладает идеальными светорассеивающими свойствами. В отличие от оргстекла, имеет только наружную глянцевую поверхность. Благодаря УФ-стабилизирующим добавкам, отражает прямые солнечные лучи.

Используется для изготовления светильников, объемных букв с подсветкой, световых коробов при изготовлении интерьерной и наружной рекламы.

к меню ↑

2.4 Полистирол экструдированный

Легкий синтетический материал изготавливается методом экструзии из полимеризованного стирола.

Экологически безвреден и не токсичен. Легко режется и обрабатывается, прост в монтаже.

Обладает прекрасными теплоизоляционными и звукоизоляционными свойствами. Влагостоек, не восприимчив к плесени и грибку. Устойчив к химическим воздействиям.

Широко применяется в строительстве для утепления и звукоизоляции наружных ограждающих конструкций зданий, в качестве декоративного отделочного материала. Подходит для использования как внутри, так и снаружи помещений.

Вспененный полистирол используют в качестве наполнителя при изготовлении полистирол-бетонных блоков. Этот строительный материал отличаются хорошими тепло- и звукоизоляционными свойствами, долговечностью и экологической безопасностью.

Поверхность может быть матовой, глянцевой, тисненой или гладкой.

Сравнительные характеристики видов полистирола:

Характеристики

Виды

Общего назначения

Ударопрочный

Экструдированный

Плотностькг/м3

1050

1060

1040

Напряжение (МПа) разрушающее при:

-       изгибе

50 — 60

55 — 60

60 — 87

-       сжатии

80-100

80-100

46-80

-       растяжении

35-40

27-56

36-60

Удлинение при разрыве %

1-1,5%

1-2%

1-3%

Теплостойкость °С

60 — 70

65 — 80

85 — 90

Ударная вязкость кДж/м2

12-20

40-50

80-100

Нагревание выше 90°С приводит к снижению технических характеристик.

Одноразовая посуда из полистирола

к меню ↑

3 Как с ним работать?

В быту чаще всего приходится работать с листовым полистиролом, обрабатывать который можно как механически, так и термически. Формовать методом гибки, клеить, резать и сверлить можно как обыкновенную разновидность материала, так и ударопрочную. Для фрагментации листа толщиной менее 2 мм используется обыкновенный лобзик, тогда как более толстые листы получится взять болгаркой либо ручным инструментом. В условиях промышленной мастерской возможна резка лазером. Линия реза получается немного рваной, потому требует последующей обработки – ее проходят сначала напильником, а потом наждаком.

При необходимости проделать в листе отверстие используют дрель, для которой нужно сверло, созданное специально для сверления листового пластика. Если толщина листа невелика, при сверлении он может деформироваться вопреки желанию мастера – избежать такого развития событий можно, подложив под лист деревянный брусок. Формовка листа происходит либо по вакуумной методике, либо нагнетанием воздуха под большим давлением. Обработка любым из обозначенных способов предполагает значительный (до 160-200 градусов) нагрев материала.

Соединение отдельных деталей из полистирола допускается как методом сварки, так и склеиванием. В обоих случаях перед соединением фрагментов поверхности сначала надо старательно обезжирить. Варить надо либо газовым, либо ультразвуковым способом, клеить – полимерными составами на основе цианакрилата или неопрена.

Если говорить о матовом полистироле, то он может подвергаться еще такому виду обработки, как шлифование и полировка. Для этого используется шлифмашина, но ни в коем случае не с абразивным кругом – вместо него берут мягкий круг, на который наносится специальная паста для полировки. Если деталь небольшая, отполировать или зашлифовать ее можно и вручную.

Помимо прочего, на полистирольную поверхность можно наносить любые специальные покрытия – от металлического слоя до зеркальной пленки. По ней можно и печатать черным или цветным, любым из известных способов. При этом для защиты получившегося текста или изображения необходимо вскрыть поверхность лаком, ведь полимер не впитывает влагу.



к меню ↑

4 Технология производства

Литье полистирола под давлением имеет свои особенности. Предварительно масса нагревается до вязко-тягучего состояния, а после этого под давлением выдавливается посредством использования плунжера или шнека. Предварительная пластикация полимера обеспечивает равномерный нагрев материала, снижая вероятность изготовления бракованных деталей. После того, как давление перестаёт оказываться, температура полимера имеет тенденцию к постепенному снижению. На финальном этапе производства детали изымаются из формы и упаковываются для дальнейшей доставки в пункт назначения, отмеченный заказчиком.

Размеры и конструкция литьевой формы определяются задачей, поставленной на первоначальном этапе литья. Возможен вариант создания индивидуальной формы. Однако этому должны обязательно предшествовать проектировочные работы.

выполняет качественное литье из полистирола с 1997 года. Штатные сотрудники фирмы имеют богатый практический опыт разрешения задач любой сложности. Все продукция, представленная на сайте, отличается высоким качеством.

к меню ↑

5 Как безошибочно выбрать пенополистирол

Пенополистирол является одним из самых популярных строительных материалов. Он легкий, теплый и дешевый, а работать с ним очень просто. Так как спрос велик, то и предложений от производителей появляется всё больше. И каждый из них уверяет, что именно его пенополистирол – самый лучший, а с качеством выше всяких похвал.

1. Теряясь от бесчисленного числа предложений, не спешите покупать материал. Сначала внимательно изучите его параметры. Если вам надо утеплить фасад, берите пенополистирол ПСБ-С, позиционирующийся как самозатухающий. Марка его должна быть не ниже сороковой. А если марка имеет число 25 и менее, то и не смотрите в сторону такого материала – он разве что для упаковки годится, но никак не для строительных работ.

2. При покупке материала проверяйте по каким стандартам он изготовлен. Если производитель изготавливает продукцию не по ГОСТ, а по собственным ТУ, то характеристики материла могут отличаться. Например пенополистирол ПБС-С-40 (сороковой марки) может иметь различную плотность – от 28 до 40 килограммов на кубический метр.

Изготовителю выгодно таким образом вводить покупателя в заблуждение – на производство пенополистирола меньшей плотности уходит меньше средств. Поэтому нельзя ориентироваться лишь на число в названии марки, а надо попросить показать документы подтверждающие технические характеристики пенополистирола.

3. Перед покупкой попробуйте отломить кусочек материала с самого края. Если это окажется низкосортный упаковочный пенопласт, то он разломается с неровным краем, по бокам которого будут видны круглые маленькие шарики. Материал же, полученный методом экструзии, на месте аккуратного разлома имеет правильные многогранники. Линия разлома будет проходить через некоторые из них.

4. Что касается производителей пенополистирола, то лучшими из них являются европейские фирмы «Polimeri Europa», «Nova Chemicals», «Styrochem», «BASF». Не отстают от них и российские компании-производители, такие, например, как «Пеноплэкс» и «Технониколь». Они имеют мощность производства, которой вполне хватает для изготовления пенополистирола весьма высокого качества.

к меню ↑

5.1 Пола

Утепление пола проводится под стяжку и по лагам. Термоизоляция под стяжку выполняется в несколько этапов:

готовится основание пола. Полная информация о технологии подготовки основания пола приведена в работе «Подготовка пола к заливке стяжки»; проводятся гидроизоляционные работы; плотно друг к другу укладываются плиты пенопласта. Соседние ряды монтируются со сдвигом, «вразбежку» — поперечные швы не должны совпадать

Здесь необходимо обратить внимание на несколько моментов: листы фиксируются клеем, между стеной и утеплителем должен быть технологический зазор в 1-2 см, стыки между плитами проклеиваются скотчем, щели заделываются клейкой шпатлевкой;

Утепление пола.

  • утеплительный слой армируется;
  • заливается стяжка.

Алгоритм работ утепления пола по лагам следующий:

  1. готовится основание пола;
  2. проводится гидроизоляция чернового пола — подробности можно посмотреть в материале «Гидроизоляция деревянного пола»;
  3. крепятся лаги;
  4. укладывается пенопласт;
  5. щели между лагами и утеплителем запениваются монтажной пеной;
  6. термоизоляционный слой закрывается пароизоляционной пленкой;
  7. по лагам крепится фанера или листы ОСБ;
  8. монтируется чистовой пол.

к меню ↑

5.2 Стен изнутри

Утеплять стены изнутри можно по 2 технологиям:

  • на клей под декоративную штукатурку, покраску или «жидкие» обои;
  • при помощи обрешетки, если финишная отделка керамическая плитка или панели ПВХ.

Во втором случае пенопласт клеится к стене между вертикальными стойками. Щели между плитами утеплителя и каркасом запениваются. Поверх утепления крепятся листы гипсокартона под керамическую плитку или набивается контробрешетка под панели ПВХ.

к меню ↑

5.3 Кровли

Кровля утепляется пенопластом 2-мя способами в зависимости от вида крыши.

Горизонтальная (плоская) крыша покрывается плитами утеплителя толщиной 7-10 см сверху, после чего заливается битумом и проклеивается двумя слоями рубероида. Скатная кровля утепляется с тыльной стороны, по отношению к чердачному пространству. Плиты толщиной 10 см крепятся в обрешетку, смонтированную на настиле под пенопласт

Здесь важно правильно выполнить пароизоляцию и создать вентиляционный зазор между кровлей и утеплителем, чтобы избежать образования конденсата

к меню ↑

6 Полистирол общего назначения

 Другие обозначения: PS, PS-GP, GPPS. Прозрачные неокрашенные марки иногда обозначают: Сrystal PS или XPS.

  Прозрачный жесткий хрупкий аморфный материал. Максимальная температура эксплуатации: 75 – 80 оС (отдельные марки работают при температурах до 105оС). Температура стеклования: 80 – 113 оС. Температура хрупкости: -60  -70 оС. Имеет высокую твердость. При старении наблюдается большое падение прочности. Эксплуатационные свойства:

  •    имеет низкое влагопоглощение,     
  •    высокие диэлектрические свойства, 
  •    радиационно стоек. 
  •    не стоек к УФ-излучению (устойчивость к УФ-излучению повышается при введении специальных добавок). 

Полистирол общего назначенияустойчив к воде, разбавленным кислотам, щелочам, спиртам. Не стоек к органическим растворителям, техническим маслам.  Полистирол общего назначения – прозрачный, хорошо окрашиваемый, легко перерабатываемый материал, представляющий собой продукт полимеризации стирола в массе или в суспензии, или в эмульсии, и предназначенный для изготовления изделий различными методами термоформования и литья под давлением.

При производстве полистирола общего назначения основными являются способы суспензионной полимеризации и полимеризации в массе. Эмульсионную полимеризацию применяют в сравнительно небольшом масштабе.Продукт выпускается в виде стабилизированных гранул в окрашенном или неокрашенном виде с содержанием остаточного мономера в соответствии с требованиями Европейских стандартов.

Полистирол общего назначения, получаемый непрерывной полимеризацией в массе по ряду качественных показателей (прозрачность, теплостойкость, диэлектрические свойства) превосходит аналогичный продукт, полученный суспензионной полимеризацией. Полистирол общего назначения допущен Министерством здравоохранения РФ для изготовления изделий, контактирующий с пищевыми продуктами (тара, упаковка), а также детских игрушек.

к меню ↑

7 Механические свойства полистирола

Полистирол Разрушающее напряжение , МПа при: Е, ГПа
растяжении изгибе сжатии
ПС 95 60 70 1,2

к меню ↑

8 Технические характеристики экструдированного полистирола:

1. Модуль упругости составляет от 3200 МПа до 3500 МПа

2. Предел прочности при изгибе составляет от 75 МПа до 80 МПа

3. Предел прочности при растяжении составляет от 45 МПа до 55 МПа

4. Коэффициент линейного расширения составляет 8×10-5 1/0°C

5. Прозрачность — 90%

6. Относительное удлинение — 1,3%

7. Ударная вязкость — 14 кДж/м2

к меню ↑

9 Вреден ли для человека?

Полистирол является одним из наиболее контроверсионных материалов в плане оценки вреда и опасности для здоровья. С одной стороны, он интенсивно используется в человеческих жилищах и даже для производства посуды, что уже наводит на мысль, что это не запрещено. С другой стороны, многочисленные заявления, ставящие экологичность пластика под сомнение, относятся в первую очередь именно к полистиролу. Справедливо будет сказать, что он, не являясь наиболее опасным из существующих материалов, все-таки далеко не может считаться и безопасным – использовать его можно было бы не так активно.


Надо понимать, что стирол, являющийся сырьем для производства полистирола, считается очень токсичным.

Полистирол может выделять не так уж много отравляющих веществ, которые не так уж сильно скажутся на здоровье человека, но это лишь до тех пор, пока вы не контактируете с ним постоянно, и пока он не нагревается. Чем выше температура, тем опаснее соседство с полистирольными изделиями, особенно если начался пожар, и материал горит. Сильнее всего химические испарения нарушают работу печени, но проблемы могут быть даже с сердцем и легкими, а некоторые специалисты считают, что банальное вдыхание паров стирола чревато развитием гепатита.


Надо также понимать, что полистирол полистиролу рознь: для улучшения свойств пластмассы производитель может добавлять в состав материала различные пластификаторы, красители, другие добавки, влияющие на прочность и эластичность.

В некоторых случаях эти добавки могут оказаться даже более опасными, чем сам стирол, а производитель может и не указать данные о дополнительной опасности, чтобы не терять покупателей.

Когда выше мы назвали полистирол сравнительно безопасным, то имелось в виду, что есть и другие, еще более вредные продукты человеческой деятельности, от которых мы все никак не откажемся – например, автомобильные выхлопы. Кроме того, теоретически полистирол можно использовать и почти полностью безопасно – при условии, что знаешь и четко соблюдаешь инструкции, в частности, не способствуя нагреванию материала, а защищая его от этого. Но даже в этом случае не стоит воспринимать полистирол как полностью безопасное вещество, поскольку даже в мире пластика, который в последние годы получает все больше критики, полистирол не является самым безопасным.




к меню ↑

10 Эмульсионный (ПСЭ)

Это самый старый метод синтеза, который так и не получил широкого промышленного применения. Эмульсионный полистирол получают в процессе полимеризации стирола в водных растворах щелочей при температуре 85-95 °С. Для этой реакции необходимы такие вещества: вода, стирол, эмульгатор и инициатор процесса полимеризации. Стирол предварительно избавляют от ингибиторов (гидрохинона и трибутил-пирокатехина). Инициаторами реакции выступают водорастворимые соединения. Как правило, это персульфат калия или двуокись водорода. В качестве эмульгаторов применяют щелочи, соли сульфокислот и соли жирных кислот.

Процесс происходит следующим образом. В реактор наливают водный раствор касторового масла и при тщательном перемешивании вводят стирол вместе с инициаторами полимеризации. Полученную смесь греют до 85-95 градусов. Растворенный в мицеллах мыла мономер, поступая из капель эмульсии, начинает полимеризоваться. Так получаются полимер-мономерные частицы. На протяжении 20 % времени реакции мицеллярное мыло идет на образование слоев адсорбции. Далее процесс идет внутри частиц полимера. Реакция завершается, когда содержание стирола в смеси будет составлять примерно 0,5 %.

Далее эмульсия поступает на стадию осаждения, позволяющую снизить содержание остаточного мономера. С этой целью ее коагулируют раствором соли (поваренной) и высушивают. В результате получается порошкообразная масса с размером частиц до 0,1 мм. Остаток щелочи сказывается на качестве получаемого материала. Устранить примеси полностью невозможно, а их наличие обуславливает желтоватый оттенок полимера. Этот метод позволяет получить продукт полимеризации стирола с наибольшей молекулярной массой. Получаемое таким способом вещество имеет обозначение ПСЭ, которое периодически можно встретить в технических документах и старых учебниках по полимерам.

Полистирол: применение

к меню ↑

11 Полистирол: что это и свойства такого материала

Читая различную информацию о современных строительных материалах, часто приходится сталкиваться со словом полистирол. Применяя новые технологии в процессах производства, из него получают пенопласты. Все эти материалы находят широкое применение во многих сферах жизнедеятельности, поэтому стоит узнать более подробно, что представляет собой полистирол и как он используется, о его свойствах и характеристиках.

к меню ↑

11.1 Что представляет собой полистирол

Полистирол относится к группе синтетических полимеров класса термопластов, продукт получают в промышленности полимеризацией стирола. Полистирол — твердое и бесцветное стеклоподобное вещество, которое пропускает до 90% лучей видимого спектра, его плотность 1,05г/м 3 , имеет регулярную цепь строения.

Полимер обладает слабой полярностью, имея высокие диэлектрические свойства, они мало зависимы от частоты тока и температур. Он растворим в кетонах, ароматических углеводородах, альдегидах и эфирах, но не растворяется в спиртах, очень устойчив к кислотам, щелочам и воде. Полимер легко формируется и окрашивается, легко обрабатывается механическими способами, хорошо склеивается, он обладает высокой влагостойкостью и морозостойкостью, низким водопоглощением. В производстве его получают 3 способами:

Наиболее устаревший способ получения эмульсионный, поскольку он не нашел своего применения в производстве. Для того чтобы получить полистирол таким методом, необходимо иметь воду, стирол, инициатор полимеризации и эмульгатор, реакция которых происходит при температуре +85 +95 о С. Весь процесс заканчивается, когда свободного стирола остается меньше чем 0,5%. Такой метод дает возможность получить полистирол с повышенной молекулярной массой.

Метод суспензионный производится по периодической схеме в реакторах с теплоотводящей рубашкой и мешалкой, применяя эмульсию, стабилизатор и инициатор полимеризации. В ходе процесса температура постепенно повышается до +130 о С под давлением. Готовый продукт промывают и сушат. Этот метод также почти не используется, поскольку устарел, но его применяют для получения пенополистирола.

Наиболее эффективным является третий способ, он почти безотходный, поэтому нашел применение в производстве полистирола. Используются две схемы -полной и неполной конвенции для общего назначения полистирола. Полимеризация происходит в среде бензола постадийно, начиная с температуры +80 о С постепенно доведя массу до +220 о С, пока стирол не превратится в полистирол на 80-90%. Готовый продукт отличается стабильными параметрами и высокой чистотой.

к меню ↑

11.2 Применение

Выпускается полимер в виде прозрачных гранул, которые имеют цилиндрическую форму. Они перерабатываются методом литься под давлением или экструзии, при температуре +190 +230 о С. На основе полистирола базируется огромное количество пластиков, благодаря простоте полимера, его невысокой цене, большому ассортименту марок.

Из полистирола научились изготавливать массу самых необходимых предметов, которые нашли применение в повседневной жизни. Все изделия совершенно безвредны для здоровья людей, в быту они нас постоянно окружают — одноразовая посуда игрушки для детей, упаковка.

В строительстве полистирол нашел очень большое применение, на его основе производятся теплоизоляционные материалы — плиты, сэндвич-панели, несъемная опалубка и др. Также производится и отделочный декоративный материал для облицовки — потолочный багет и плитка декоративная.

В медицинской промышленности полимер также применим, из него производят некоторые части в системах переливания крови, одноразовые инструменты. Вспененный полистирол также актуален для подготовки и очистке сточных вод.

В пищевой промышленности используется упаковочный материал, который также производится из полистирола. Есть и ударопрочный вид полимера, он стал незаменим для бытовой техники, электроники.

к меню ↑

11.3 Физические свойства полистирола

  1. Плотность — 1050—1080кг/м 3
  2. Насыпная плотность гранул — 550-560кг/м 3
  3. Усадка линейная в форме — 0,4-0,8%
  4. Нижний предел рабочей температуры — ( -40 о С), верхний предел — (+75 о С)
  5. Электрическая прочность с частотой 50Гц — 20-23кВ/мм
  6. Удельное электрическое сопротивление поверхностное — 10 16 Ом, объемное, под напряжением 1 мин — 10 17 Ом-см, под напряжением 15 мин — 10 15 Ом-см.
  7. Коэффициент линейного расширения термического — 6×10 -5 , 7×10 -5 градус -1
  8. Теплопроводность — 0,093-0,140Вт/м*К
  9. Теплоемкость — 34×10 3 Дж/кг*К
  10. Диэлектрическая проницаемость — 2,49-2, 6
  11. Тангенс угла при диэлектрических потерях с частотой 1МГц составляет — 3-4Х10-4.

к меню ↑

12 Физические и химические свойства

Для полимера характерны следующие показатели:

  • устойчивость к удлинению – 3%;
  • прочность на изгибе – 103 МПа;
  • предел прочности на растяжение – 55 МПа;
  • теплопроводность – 0,16 Вт/мК;
  • показатель преломления – 12,59;
  • плотность – 1,05 г/см3.

Молекулярная масса вещества и способ производства влияют на физические свойства полимера. Прочность и температура, при которой вещество становится мягче, находятся в обратной зависимости от размера частиц полистирола.

Производители предлагают широкий выбор размеров готового листового полистирола: от 1200×1800 мм до 2050×3050 мм.

к меню ↑

13 Механическая стойкость полистиролов к кислотам и растворителям:

Полистирол Н2SO4

20-60%

HNO3 50% HCl до 37% Ацетон Этанол Бензол Фенол
ПС 3 2 3 3 1-3
УПС 3 2 3 3 1
АБС 3 2 3

к меню ↑

14 Блочный (ПСМ)

Получение полистирола общего назначения в рамках этого метода можно проводить по двум схемам: полной и неполной конверсии. Термическая полимеризация по непрерывной схеме осуществляется на системе, состоящей из 2-3 последовательно соединенных колонных аппаратов-реакторов, каждый из которых оборудован мешалкой. Реакцию проводят постадийно, увеличивая температуру с 80 до 220 °С. Когда степень превращения стирола доходит до 80-90 %, процесс прекращается. При методе неполной конверсии степень полимеризации достигает 50-60 %. Остатки непрореагировавшего стирола-мономера удаляют из расплава путем вакуумирования, доводя его содержание до 0,01-0,05 %. Полученный блочным методом полистирол отличается высокой стабильностью и чистотой. Эта технология является наиболее эффективной, в том числе и потому, что практически не имеет отходов.

Формула структурного звена полистирола

к меню ↑

15 Теплофизические свойства полистиролов:

Полистирол Теплопроводность, λ, Вт/(м*К) Теплоемкость, с, кДж/(кг*К) Температуропроводность, a*107, м2/с Средний КЛР (β*105),К-1
ПС 0,09-0,14 1,16-1,3 0,94 6-7
АБС 0,12 1,24 0,9 8-10

к меню ↑

16 Применение


Стаканчик для йогурта из ударопрочного полистирола
Выпускается в виде прозрачных гранул цилиндрической формы, которые перерабатываются в готовые изделия литьем под давлением либо экструзией при 190—230 °С. Широкое применение полистирола (ПС) и пластиков базируется на его невысокой стоимости, простоте переработки и огромном ассортименте различных марок.

Наиболее широкое применение (более 60 % производства полистирольных пластиков) получили ударопрочные полистиролы, представляющие собой сополимеры стирола с бутадиеновым и бутадиен-стирольным каучуком. В настоящее время созданы и другие многочисленные модификации сополимеров стирола.

Из полистиролов производят широчайшую гамму изделий, которые в первую очередь применяются в бытовой сфере деятельности человека (одноразовая посуда, упаковка, детские игрушки и т. д.), а также строительной индустрии (теплоизоляционные плиты, несъемная опалубка, сэндвич панели), облицовочные и декоративные материалы (потолочный багет, потолочная плитка, полистирольные звукопоглощающие элементы, клеевые основы, полимерные концентраты), медицинское направление (части систем переливания крови, чашки Петри, вспомогательные одноразовые инструменты). Вспенивающийся полистирол после высокотемпературной обработки водой или паром может использоваться в качестве фильтрующего материала (фильтрующей насадки) в колонных фильтрах при водоподготовке и очистке сточных вод. Высокие электротехнические показатели полистирола в области сверхвысоких частот позволяют применять его в производстве: диэлектрических антенн, опор коаксиальных кабелей. Могут быть получены тонкие пленки (до 100 мкм), а в смеси с со-полимерами (стирол-бутадиен-стирол) до 20 мкм, которые также успешно применяются в упаковочной и кондитерской индустрии, а также производстве конденсаторов.

Ударопрочный полистирол и его модификации получили широкое применение в сфере бытовой техники и электроники (корпусные элементы бытовых приборов).

Военная промышленность

Предельно низкая вязкость полистирола в бензоле, позволяющая даже в предельных концентрациях получать всё ещё подвижные растворы,[4] обусловила использование полистирола в составе одной из разновидностей напалма[5] в качестве загустителя, зависимость «вязкость-температура» которого, в свою очередь, уменьшается с увеличением молекулярной массы полистирола[4].

к меню ↑

17 Температурные характеристики:

Полистирол Пределы рабочих температур, С Температура размягчения по Вика Теплостойкость по Мартенсу Температура плавления С
верхний нижний
ПС 65-70 -40 82-105 76-82 160-175
АБС 75-85 -60 99-100 90-104 165-180

Диэлектрическая проницаемость полистиролов:

Полистиро έ приv, Гц
50 103 106
ПС 2,65 2,6 2,6

Показатель возгораемости (К) — безразмерная величина, выражающая отношение количества тепла, выделенного при горении к количеству тепла, затраченному на поджигание образца материала. Материал с показателем К>0,5 является горючим. Для полистирола показатель К-1,4 материал является горючим

к меню ↑

18 Пей, ешь, гадь пластиком — солнце его уничтожит всего за 10 лет. Или нет?

Пей, ешь, гадь пластиком — солнце его уничтожит всего за 10 лет. Или нет?


Но было известно, что под прямыми солнечным лучами он желтеет и начинает крошиться. Теперь ученые доказали, что ультрафиолет химически разлагает полистирол всего за десятилетие.

Эксперты, используя лампы, имитирующие солнечные лучи, обнаружили, что ультрафиолет медленно химически разлагает полистирол на органический углерод и некоторое количество углекислого газа.

Исследователи считают, что этот факт будет небезынтересно узнать правительствам многих стран мира, которые законодательно запретили его использовать в производстве упаковок.

«Политики обычно считают, что полистирол в окружающей среде сохраняется навечно. Это оправдывает их запреты», — заявил автор исследования и химик Коллин Уорд из Океанографического института Вудс-Хоул (WHOI) штата Массачусетс, США.

Но доктор Уорд и его коллеги решили узнать, действительно ли полистирол вечен.

Пей, ешь, гадь пластиком — солнце его уничтожит всего за 10 лет. Или нет? | Изображение 1

«Мы не говорим, что пластическое загрязнение не так уж и плохо, просто стойкость полистирола к воздействию окружающей среды может быть ниже, и, вероятно, процесс его разложения сложнее, чем мы раньше полагали», — объяснил он.

Полистирол стали использовать в качестве материала для изготовления контейнеров для фаст-фуда и одноразовых стаканчиков в 70-х годах прошлого столетия. Со временем, когда вред окружающей среде был доказан, его стали запрещать. Но ученые знали, что, как и многие пластмассы на основе полимеров, полистирол медленно желтеет и становится ломким под воздействием солнечных ультрафиолетовых лучей. Для этого достаточно взглянуть на старые пластиковые игрушки с детских площадок, скамейки в парке или шезлонги на пляже. Они довольно быстро выцветают.

Теперь ученые выяснили, что полистирол начинает химически разрушаться при прямом воздействии солнечного света, распадаясь на органический углерод и небольшое количество углекислого газа, в концентрации, которая не может повлиять на изменение климата.

Доктор Уорд считает, что понимание процессов преобразования полистирола может иметь жизненно важное значение для будущих оценок того, сколько пластиковых отходов на самом деле выбрасывается в окружающую среду. Предыдущие оценки скорости разрушения полистирола основывались на воздействии микроорганизмов и других факторов.

к меню ↑

18.1 Пластиковые отходы уже в Марианской впадине

Соавтор исследования химик Крис Редди, тоже из Океанографического института Вудс-Хоул, подчеркнул, что пластик — просто еще одна форма органического углерода. Микробы поедают его, хотя и весьма избирательно, так как структура полистирола делает его наименее привлекательным видом корма.

Редди отметил, что выделившийся углекислый газ растворяется в воде, но чтобы выяснить, как взаимодействуют с Мировым океаном другие продукты выделения, нужны дополнительные исследования. Ученые выяснили, что разные добавки к полистиролу влияют на изменение его цвета и гибкость. Весь цикл изменений еще предстоит выяснить.

Пластиковые трубочки, тарелки и вилки запретят в Евросоюзе

Подробнее

Пластмассовое загрязнение считается одним из самых ужасных бедствий, обрушившихся на планету. Причем полистирол все глубже опускается на дно океана. Он был обнаружен даже в Марианской впадине, чья глубина составляет 11 тысяч метров. Это больше, чем высота 33 Эйфелевых башен.

Обломки пластиковых контейнеров дрейфуют в океане годами и удаляются на очень большие расстояния. Один из них был зафиксирован в тысяче километров от ближайшего побережья. Это больше, чем длина Франции от границы до границы.

Пей, ешь, гадь пластиком — солнце его уничтожит всего за 10 лет. Или нет? | Изображение 2

По данным Глобального центра океанографических данных (Godac) Японского агентства по науке и технологиям морской Земли (Jamstec), более 33% найденного в мировом океане мусора составляли макропластичные материалы, металл — 26%, резина — 1,8%, рыболовные снасти — 1,7%, стекло — 1,4%, и другие «антропогенные объекты» — 35%.

Из всех найденных отходов 89% были предназначены для одноразового использования. Это пластиковые пакеты, бутылки и коробки.

к меню ↑

19 Показатели пожароопасности полистиролов:

Полистиро Температура, С Теплота сгорания
Тв Тсв МДж/кг
Полистирол ПС 345 490 39-41

Особенности горения полистирола и ударопрочного полистирола:Поведение пламени: Вспыхивает при поджигании, горит легко. Горит и после удаления из пламени. Окраска пламени: Оранжево-желтое, светящееся. Характер горения: Горит с образованием большого количества копоти, плавится. Запах : Сладковатый цветочный с оттенком запаха бензола. Запах корицы, если уколоть раскаленной иглой. Сладковатый запах стирола.

к меню ↑

20 Недостатки

Как и у любого другого материала, у полистирола есть недостатки. Прежде всего, это экологическая небезопасность (речь идет об отсутствии методов безопасной утилизации), недолговечность и пожароопасность.

к меню ↑

21 Маркировки

В мире используются следующие типовые аббревиатуры:

1. Полистирол — PS (ПС)

2. Полистирол общего назначения — GPPS (ПСЭ, ПСС или ПСМ — маркировка зависит от способа получения материала)

3. Полистирол средней ударопрочности — MIPS

4. Полистирол ударопрочный — HIPS (УПС, УПМ)

5. Полистирол вспенивающийся — EPS (ПСВ)

Аббревиатура MIPS используется сравнительно редко.

к меню ↑

22 Сравнение c полипропиленом

Одним из главных конкурентов полистирола является еще один популярный полимер – полипропилен. В некоторых сферах, вроде производства упаковочных материалов, они являются прямыми конкурентами, но разница между двумя материалами довольно существенна. Начать стоит хотя бы с того, что полистирол сложно перерабатывать, и хотя часто можно услышать, что он безопасен, экологи все-таки любят к нему придираться.

Полипропилен также не безгрешен, но к нему вопросов все-таки немного меньше, и переработать его проще. Если же говорить сугубо о физических качествах двух материалов, то полипропилен еще и отличается повышенной гибкостью – там, где полистирол уже ломается или трескается, податливый полипропилен просто гнется. Что касается цены, то полистирол, возможно, давно проиграл бы конкуренцию своему сопернику, но вот более низкая стоимость – тот фактор, который пока держит его на плаву.

Визуально отличить одно от другого не так уж сложно, однако надо знать, на что смотреть. Полистирол кажется более красивым, он глянцевый и блестящий, без дополнительного окрашивания выглядит прозрачным, хотя может иметь характерный холодный оттенок синего. Полипропилен кажется чуть более грязным ввиду своей мутности, светорассеивающий эффект у него намного выше. Различить два материала можно и методом постукивания: полистирол звонкий и при ударах издает характерные щелчки, тогда как полипропилен звучит глухо.

Источники
  • https://ug-plastics.ru/utilizaciya/razlozhenie-polistirola-2.html
  • https://reklama-mat.ru/articles/vidy-polistirola/
  • https://stroy-podskazka.ru/otdelochnye-materialy/vse-o-polistirole/
  • https://stroycollege12.ru/polistirol-eto/
  • https://engitime.ru/plastiki/polistirol-nachalo.html
  • https://proplast.ru/articles/polistirol-ps-eto/
  • https://kryshaprosto.ru/polistirol-harakteristiki/
  • https://m-strana.ru/articles/chto-takoe-polistirol/
  • https://www.syl.ru/article/337071/polistirol-formula-svoystva-poluchenie-primenenie
[свернуть]

Рассчитайте утепление своего дома

Перейти к расчёту
Adblock
detector