Polystyren (50 Bilder): Vad är Detta Material? Applicering Och Beredning Av Granulat, Densitet Av Transparent Och Annan Polystyren, Smältpunkt Och Andra Egenskaper

2024 Författare: Beatrice Philips | [email protected]. Senast ändrad: 2024-01-18 12:01

Olika typer av plast har radikalt förändrat vår förståelse av vardagen - idag kan vårt liv inte längre föreställas utan vissa plastiska saker. Det finns dock olika typer av plast, och var och en av dess sorter har sina egna specifika egenskaper som bestämmer användningen av ett visst ämne i vissa områden. Eftersom polystyren är ett av de mest populära plastalternativen idag är det värt att överväga dess egenskaper närmare.

Vad är detta material?

Polystyren är polymeriserad styren, det vill säga det är en produkt från den kemiska industrin. Du kan uppnå sin tillverkning med olika metoder, som alla har sina egna fördelar och nackdelar, och vi kommer att överväga de mest populära i mer detalj i den här artikeln nedan. Vart i polystyren innehåller endast molekyler av sådana vanliga ämnen som kol och väte , men den är gjord av flytande styren, som i sin tur erhålls från olja och kol.

Polymeriserad styren ser ut som en hård och elastisk, färglös och till och med transparent substans som kan böjas utan att gå sönder och är mycket hygroskopisk.

För första gången erhölls polystyren i de tidiga stadierna av den industriella revolutionen - det är känt 1839 syntetiserades den i Tyskland … En annan sak är att dess produktion i industriell skala började mycket senare - först 1920, och även då under de första decennierna användes den inte så aktivt. Först under andra världskriget i staterna blev de verkligen intresserade av dem och tillverkade konstgummi baserat på polystyren, och i Sovjetunionen sköts industriproduktionen av detta material helt fram till efterkrigstiden.

Det kan inte sägas att modern polystyren helt motsvarar proverna för ett sekel sedan . - under hela denna tid letade forskare efter sätt att förbättra materialets egenskaper. Tack vare detta blev plast efter andra världskriget mycket mer hållbart, inklusive mycket bättre motståndskraftiga effekter - detta blev möjligt tack vare skapandet av styrensampolymerer som erhållits genom ännu mer komplexa kemiska processer.

Egenskaper

Exakt moderna polystyrens fysiska egenskaper är mycket beroende av hur den tillverkades , men i allmänhet, när vi pratar om enkel polystyren utan några förtydliganden, menar vi ett material med mycket specifika parametrar. Dess densitet är inte den högsta (1060 kg / m

Molekylär massa ämnet är inte heller på något sätt specifikt och beror starkt på metoden för att erhålla polystyren - det sträcker sig vanligtvis från 50 tusen till 300 tusen, även om emulsionsvarianter ibland visar betydligt högre hastigheter. Löslighet polystyren är signifikant i ett antal ämnen, inklusive sin egen monomer, såväl som aceton, aromatiska kolväten och estrar.

Det lämpar sig inte för ett antal lösningsmedel, inklusive etrar, lägre alkoholer, fenoler och alifatiska kolväten.

Polystyren har uttalade dielektriska egenskaper som inte förändras oavsett miljö. Detta material är också praktiskt taget likgiltigt för de destruktiva effekterna av syror och alkalier, salter, alkoholer. Ovan har vi redan listat de ämnen som fortfarande kan lösa upp det, och det oxiderar, halogeneras, nitreras och sulfoneras.

I sin ursprungliga form, utan ytterligare färgning, polystyren (åtminstone dess blockvariant) är inte bara färglös, utan också transparent … Strukturen behåller praktiskt taget inte synligt ljus, passerar 90% av dess mängd, och detta tillåter användning av ett sådant material vid tillverkning av optiska glasögon. Samtidigt passerar inte ultraviolett och infraröd strålning genom polystyrenytor så tryggt.

Om vi betraktar polystyrens egenskaper som de fördelar som gör det så populärt inom olika områden, är det först och främst värt att lyfta fram följande viktiga punkter

• Kombination av låg kostnad och enkel bearbetning … Till dess pris kan polystyren betraktas som en av de viktigaste motorerna i den moderna civilisationen, med tanke på dess egenskaper. Det är inte för ingenting som idag produceras så många produkter med direkt deltagande av detta material - det har helt enkelt inget riktigt alternativ.
• Bra kemikaliebeständighet . De flesta ämnen som kan komma upp på polystyrenytan i vardagen utgör ingen fara för det - detta är goda nyheter för tillverkare som vill producera produkter som utmärks av hållbarhet. Samtidigt, i ett kemiskt laboratorium, med en imponerande uppsättning reagenser till hands, är det inte svårt att lösa upp polystyren.
• Giftigheten är relativt säker . Polystyren avger relativt lite av alla skadliga ångor och anses ur miljösynpunkt, med vissa förbehåll, vara ofarligt. Experter lägger åtminstone inte in några restriktioner för användningen av polystyrenmaterial inne i bostadslokaler, och även polystyrenskålar kan göras.
• Brett utbud av applikationer … På grund av dess egenskaper, enkel bearbetning och färgning kan polystyren användas som råvara för produktion av allt.

Med alla fördelar med polystyren har den också begränsningar , och även om det inte finns många av dem, spelar de ibland en mycket viktig roll.

Först och främst är överhettning för sådan plast farlig, och även i hemmet måste du fortfarande tänka på var du kan använda polystyren och var du inte borde. För de flesta materialtyper, utöver stöttåliga, utgör stötar dessutom en betydande fara, och i allmänhet är allmän skörhet ett problem.

Jämförelse med polypropen

En av polystyrens främsta konkurrenter är en annan populär polymer - polypropen … På vissa områden, till exempel tillverkning av förpackningsmaterial, är de direkta konkurrenter, men skillnaden mellan de två materialen är ganska betydande. Det är värt att börja åtminstone med det faktum att polystyren är svår att återvinna , och även om du ofta kan höra att det är säkert, älskar miljöaktivister fortfarande att hitta fel med det.

Polypropylen är inte heller syndfritt, men det finns fortfarande lite färre frågor till det, och det är lättare att återvinna det. Om vi bara talar om de två materialens fysiska egenskaper, då polypropen kännetecknas också av ökad flexibilitet - där polystyren redan går sönder eller spricker, böjer sig helt enkelt formbar polypropen. När det gäller priset skulle polystyren kanske ha tappat konkurrensen till sin rival för länge sedan, men mer låg kostnad Är faktorn som håller det flytande än så länge.

Att visuellt skilja den ena från den andra är inte så svårt, men du måste veta vad du ska titta på. Polystyren ser vackrare ut det är glansigt och glänsande, utan ytterligare färgning ser det transparent ut, även om det kan ha en karakteristisk kall nyans av blått. Polypropylen verkar lite smutsigare på grund av diset ., ljusspridningseffekten är mycket högre. Du kan också skilja mellan två material genom att trycka på: polystyren är sonorös och avger karakteristiska klick när den träffas, medan polypropen låter dämpad.

Är det skadligt för människor?

Polystyren är ett av de mest kontroversiella materialen när det gäller att bedöma skador och hälsorisker . Å ena sidan används den i stor utsträckning i mänskliga bostäder och till och med för tillverkning av disk, vilket redan tyder på att detta inte är förbjudet. Å andra sidan avser många uttalanden som ifrågasätter plastens miljövänlighet främst polystyren. Det kommer att vara rättvist att säga att även om det inte är det farligaste av de befintliga materialen, kan det fortfarande inte anses vara säkert heller - det kan inte användas så aktivt.

Det bör förstås att styren, som är en råvara för framställning av polystyren, anses vara mycket giftig.

Polystyren kan avge inte så många giftiga ämnen som inte påverkar människors hälsa så mycket , men detta är bara så länge du inte är i ständig kontakt med det, och tills det värms upp. Ju högre temperatur, desto farligare är grannskapet med polystyrenprodukter, särskilt om en brand har startat och materialet brinner. Mest av allt stör kemiska ångor levern, men problem kan till och med vara med hjärta och lungor, och vissa experter tror att banal inandning av styrenångor är fylld av utveckling av hepatit.

Du måste också förstå att polystyren och polystyren är olika: För att förbättra plastens egenskaper kan tillverkaren lägga till olika mjukgörare, färgämnen och andra tillsatser som påverkar materialets hållfasthet och elasticitet.

I vissa fall kan dessa tillsatser visa sig vara ännu farligare än styren själv, och tillverkaren kanske inte anger ytterligare farodata för att inte tappa kunder.

När vi ovan kallade polystyren relativt säkert, menade vi att det finns andra, ännu mer skadliga produkter av mänsklig aktivitet, som vi fortfarande inte kan ge upp - till exempel bilavgaser. Dessutom, i teorin, kan polystyren användas nästan helt säkert - förutsatt att du känner till och strikt följer instruktionerna, särskilt inte genom att främja uppvärmning av materialet, utan genom att skydda det från det. Men även så Man ska inte uppfatta polystyren som ett helt säkert ämne, för även i plastens värld, som har fått mer och mer kritik de senaste åren, är polystyren inte det säkraste.

Översikt över arter

Tills vidare för framställning av polystyren används flera metoder för att erhålla det önskade materialet och vad gäller dess egenskaper kommer det färdiga resultatet inte alltid att vara detsamma. För att förstå hur det fungerar, Låt oss ta en titt på var och en av de tre populära metoderna.

Var och en av dessa material har en märkning med en karakteristisk beteckning på metoden för att erhålla polystyren.

Emulsion

Idag detta metoden är redan i stort sett föråldrad och används praktiskt taget inte i produktionen … Driftsprincipen är följande: först renas styren från hämmare, varefter den kombineras i vatten med emulgeringsmedel (salter av fett- och sulfonsyror, tvål), liksom polymerisationsinitiatorer - kaliumpersulfat och vätgas. Vid uppvärmning till 85-95 grader inträffar en kemisk reaktion - en gradvis polymerisationsprocess, som anses vara klar om mängden styren faller under 0,5%.

Den resulterande emulsionen koaguleras sedan med en lösning av vanlig natriumklorid och utsätts för torkning, vilket resulterar i att ett fint granulärt pulver bildas, vars granuler har en storlek av högst 0,1 mm. Även om polystyren vanligtvis beskrivs som vit och transparent, kommer denna metod inte att kunna uppnå dessa egenskaper . - bollarna har en gulaktig nyans, vilket indikerar förekomsten av alkaliföroreningar, som inte kan elimineras helt.

Även om metoden är opopulär idag, är det just denna metod som ger ett ämne med högsta möjliga molekylvikt.

Suspension

En annan metod som redan anses vara föråldrad, även om den fortfarande anses lämplig för återvinning av polystyren till sampolymerer som expanderad polystyren. För produktion behövs beredd styren, eller snarare dess suspension i vatten, magnesiumhydroxid, polyvinylalkohol, natriumpolymetakrylat och polymerisationsinitiatorer. Allt detta skickas till reaktorn, där ämnet aktivt blandas med gradvis uppvärmning upp till 130 grader och högt tryck. Därefter behöver den resulterande suspensionen fortfarande utsättas för centrifugbehandling, och först efter tvättning och torkning av det uppsamlade materialet erhålls polystyren.

Blockig

Denna metod anses för närvarande vara den mest populära och relevanta, och det mesta av polystyrenen produceras idag på detta sätt . Motivet är ganska enkelt: utgången är ett rent material, perfekt när det gäller belysningstekniska parametrar, kännetecknat av parametrarnas stabilitet. Samtidigt är användningen av den aktuella tekniken både effektiv och garanterar nästan fullständig frånvaro av produktionsavfall.

Blockproduktion av polystyren baseras på omrörning av styren i ett bensenmedium i två steg - först vid en temperatur på cirka 90 grader, och sedan med gradvis uppvärmning från 100 till 220. Blockproduktionen stoppas i det skede då cirka 85% av styren massan har förvandlats till polystyren. Avlägsnande av styren som inte har hunnit polymerisera utförs med vakuum.

Ansökan

Polystyren används på ett stort antal områden av mänsklig aktivitet och används till och med för att göra hantverk med egna händer. Hemma små souvenirer är gjorda av det, med laserskärning, fräsning, målning i alla färger - från rött till guld och svart, och i vissa fall - och tryckning på en polystyrenyta. Den bredaste applikationen av polystyren har hittats under konstruktion , där den används för att göra väggpaneler och takplattor, olika skiljeväggar och baguetter. I arkform kan detta material också användas för fasader. Till slut, på grundval av detta material, producerar de det nyligen populära polystyrenbetong.

Möbelindustrin använder också detta material mer och mer aktivt, även om det för närvarande inte är en konkurrent för trä och dess derivat. Men där luftfuktigheten är hög används den konstant - till exempel kan ett duschkar helt tillverkas av det idag. Dessutom används polystyrenkorn som fyllmedel i kuddar , och för dessa ändamål säljs färdiga i påsar.

För en vanlig människa är polystyrenens livsmedel välkänt som nästan huvudmaterialet. för tillverkning av engångsservis … De flesta plastkoppar som är så populära för tappning av läsk idag är gjorda av det. Dessutom används polystyren av livsmedelskvalitet kraftigt som förpackningsmaterial på grund av dess låga kostnad och relativa styrka. Med tanke på materialets dielektriska egenskaper är det värt att notera att det också har funnits stor tillämpning i elektroteknik.

Samtidigt finns det faktiskt så många alternativ för att använda polystyrenprodukter att det helt enkelt inte är möjligt att lista dem alla.

Hur jobbar man med honom?

I vardagen måste du oftast arbeta med polystyrenplåt , som kan bearbetas både mekaniskt och termiskt. Formning genom böjning, limning, skärning och borrning kan vara både en vanlig typ av material och en slagtålig. En vanlig sticksåg används för att fragmentera ett ark som är mindre än 2 mm tjockt, medan tjockare ark kan tas med en slipmaskin eller ett handverktyg. I en industriverkstad laserskärning är möjlig . Skärlinjen visar sig vara lite trasig, därför kräver den efterföljande bearbetning - den skickas först med en fil och sedan med emery.

Om det är nödvändigt att göra ett hål i arket, använd en borrmaskin, för vilken du behöver en borr skapad speciellt för borrning av plåt. Om plåtens tjocklek är liten kan det under borrning deformeras mot befälhavarens önskemål - du kan undvika en sådan utveckling av händelser genom att placera ett träblock under arket. Arket formas antingen genom en vakuumteknik eller genom att blåsa luft under högt tryck. Bearbetning med någon av de angivna metoderna innebär betydande (upp till 160-200 grader) uppvärmning av materialet.

Anslutningen av enskilda delar av polystyren är tillåten både genom svetsning och limning. I båda fallen måste du först avfetta försiktigt innan du förenar fragmenten på ytan. Det är nödvändigt att laga mat antingen med gas eller ultraljud, för att limma - med polymerkompositioner baserade på cyanoakrylat eller neopren.

Om vi pratar om matt polystyren, kan det också genomgå en sådan typ av behandling som slipning och polering . För detta används en slipmaskin, men i inget fall med ett slipande hjul - istället tas ett mjukt hjul, på vilket en speciell polermassa appliceras. Om delen är liten kan du också polera eller slipa den för hand.

Bland annat, alla specialbeläggningar kan appliceras på polystyrenytan – från ett metallskikt till en spegelfilm . Den kan tryckas på den i svart eller färg, på något av de kända sätten. Samtidigt är det nödvändigt att öppna ytan med lack för att skydda den resulterande texten eller bilden, eftersom polymeren inte absorberar fukt.

Bearbetning

I sin rena form verkar polystyren inte göra mycket skada på miljön, men samtidigt kvarstår dess avfall, som det borde vara för plast, under en enorm tid och förorenar planeten … Dessutom kan polymeren och dess sampolymerer i den naturliga miljön utsättas för överhettning, inklusive förbränning i en brand, och då kan konsekvenserna bli mycket allvarligare. På samma sätt är okontrollerad kontakt av polystyrenföremål med ämnen som kan lösa materialet oönskad, annars kan utsläpp av giftiga ångor av styren, bensen, toluen, kolmonoxid och etylbensen inte undvikas.

Den relativa fördelen med materialet är att det kan återvinnas i de flesta fall , använder både direktavfall och helt enkelt slitna produkter från det. Extrudering, pressning och gjutning används som bearbetningsteknik. Vid utgången erhålls produkter som inte är sämre i kvalitet än nya, medan inget skräp bildas. Dessutom har under de senaste åren ett nytt byggmaterial tillverkats på basis av polystyren - polystyrenbetong , vilket är lämpligt för lågkonstruktion. Tyvärr brinner enorma mängder polystyrenavfall, särskilt i fattiga länder, helt enkelt. Detta beteende med plastavfall är extremt negativt för miljön.