Alt om polystyren

Forskellige typer plastik har radikalt ændret vores forståelse af hverdagen – i dag kan vores liv ikke længere forestilles uden visse plastikting. Der er dog forskellige typer plastik, og hver af dens varianter har sine egne specifikke egenskaber, der bestemmer brugen af ​​et bestemt stof i visse områder. Da polystyren er en af ​​de mest populære plastmuligheder i dag, er det værd at overveje dets funktioner nærmere.

Polystyren er polymeriseret styren, det vil sige, at det er et produkt fra den kemiske industri. Du kan opnå dets fremstilling ved hjælp af forskellige metoder, som hver har sine egne fordele og ulemper, og vi vil overveje de mest populære mere detaljeret i denne artikel nedenfor. Hvori polystyren indeholder kun molekyler af så almindelige stoffer som kulstof og brint, men det er lavet af flydende styren, som igen er udvundet af olie og kul.

For første gang blev polystyren opnået i de tidlige stadier af den industrielle revolution - det er kendt i 1839 blev det syntetiseret i Tyskland... En anden ting er, at dens produktion i industriel skala begyndte meget senere - kun i 1920, og selv da i de første årtier blev den ikke brugt så aktivt. Først under Anden Verdenskrig i staterne blev de virkelig interesseret i dem, der producerede kunstigt gummi baseret på polystyren, og i USSR blev den industrielle produktion af dette materiale helt udskudt til efterkrigsårene.

Det kan ikke siges, at moderne polystyren fuldt ud svarer til prøverne for et århundrede siden. - i al denne tid har forskere ledt efter måder at forbedre materialets egenskaber på. Takket være dette blev plastik efter Anden Verdenskrig meget mere holdbart, herunder meget bedre at modstå påvirkninger - dette blev muligt takket være skabelsen af ​​styrencopolymerer opnået gennem endnu mere komplekse kemiske processer.

Eksakt de fysiske egenskaber ved moderne polystyren er meget afhængige af, hvordan det blev fremstillet, men generelt, når vi taler om simpel polystyren uden nogen afklaring, mener vi et materiale med meget specifikke parametre. Dens tæthed er ikke den højeste (1060 kg / m

Molekylær masse stoffet er heller ikke på nogen måde specifikt og afhænger stærkt af metoden til opnåelse af polystyren - det spænder normalt fra 50 tusind til 300 tusind, selvom emulsionsvarianter nogle gange viser betydeligt højere rater. Opløselighed polystyren er signifikant i en række stoffer, herunder sin egen monomer, samt acetone, aromatiske kulbrinter og estere.

Polystyren har udtalte dielektriske egenskabersom ikke ændrer sig uanset miljøet. Dette materiale er også praktisk talt ligeglad med de destruktive virkninger af syrer og alkalier, salte, alkoholer. Ovenfor har vi allerede listet de stoffer, der stadig kan opløse det, og det oxiderer, halogeneres, nitreres og sulfoneres også.

I sin originale form, uden yderligere toning, polystyren (i det mindste dets blokvariant) er ikke kun farveløs, men også gennemsigtig... Strukturen bevarer praktisk talt ikke synligt lys og passerer 90% af dets mængde, og dette tillader brugen af ​​et sådant materiale til fremstilling af optiske briller. Samtidig passerer ultraviolet og infrarød stråling ikke så sikkert gennem polystyrenoverflader.

Hvis vi betragter polystyrens egenskaber som de fordele, der gør det så populært på forskellige områder, er det først og fremmest værd at fremhæve følgende vigtige punkter.

• Kombination af lave omkostninger og nem forarbejdning... Til sin pris kan polystyren betragtes som en af ​​hovedmotorerne i moderne civilisation, givet dets egenskaber. Ikke underligt i dag, så mange produkter er produceret med direkte deltagelse af dette materiale - det har bare virkelig ikke noget alternativ.
• God kemikalieresistens. De fleste af de stoffer, der kan komme på polystyrenoverfladen i hverdagen, udgør ingen fare for den - det er gode nyheder for producenter, der ønsker at producere produkter, der er kendetegnet ved holdbarhed. Samtidig er det i et kemisk laboratorium, der har et imponerende sæt reagenser ved hånden, ikke svært at opløse polystyren.
• Toksiciteten er relativt sikker. Polystyren udleder relativt lidt af eventuelle skadelige dampe og anses ud fra et miljømæssigt synspunkt med visse forbehold for uskadeligt. I det mindste fremsætter eksperter ingen begrænsninger for brugen af ​​polystyrenmaterialer i boliger, og endda polystyrenretter kan laves.
• Bred vifte af applikationer... På grund af dets kvaliteter, lette forarbejdning og farvning kan polystyren bruges som råmateriale til fremstilling af hvad som helst.

Med alle fordelene ved polystyren har den også begrænsninger, og selvom der ikke er så mange af dem, spiller de nogle gange en meget væsentlig rolle.

En af polystyrens hovedkonkurrenter er en anden populær polymer - polypropylen... På nogle områder, såsom produktion af emballagematerialer, er de direkte konkurrenter, men forskellen mellem de to materialer er ret betydelig. Det er i det mindste værd at starte med det polystyren er svært at genbruge, og selvom man ofte kan høre, at det er sikkert, elsker miljøforkæmpere stadig at finde fejl i det.

Polypropylen er heller ikke uden synd, men der er stadig lidt færre spørgsmål om det, og det er nemmere at genbruge det. Hvis vi udelukkende taler om de to materialers fysiske kvaliteter, så polypropylen er også kendetegnet ved øget fleksibilitet - hvor polystyren allerede går i stykker eller revner, bøjes formbar polypropylen simpelthen. Hvad angår prisen, ville polystyren måske have tabt konkurrencen til sin rival for længe siden, men mere lavpris Er den faktor, der holder det flydende indtil videre.

Visuelt at skelne den ene fra den anden er ikke så svært, men du skal vide, hvad du skal se på. Polystyren ser smukkere ud den er blank og skinnende, uden yderligere farvning ser den gennemsigtig ud, selvom den kan have en karakteristisk kold nuance af blå. Polypropylen virker lidt mere snavset på grund af dets dis., lysspredningseffekten er meget højere. Du kan også skelne mellem to materialer ved at trykke på: polystyren er resonans og udsender karakteristiske klik, når det bliver ramt, mens polypropylen lyder dæmpet.

Polystyren er et af de mest kontroversielle materialer i forhold til vurdering af skader og sundhedsfare. På den ene side bruges det flittigt i menneskers boliger og endda til fremstilling af retter, hvilket allerede tyder på, at dette ikke er forbudt. På den anden side henviser adskillige udtalelser, der sætter spørgsmålstegn ved plastens miljøvenlighed, primært til polystyren. Det vil være rimeligt at sige, at selvom det ikke er det farligste af de eksisterende materialer, kan det stadig heller ikke betragtes som sikkert - det kunne ikke bruges så aktivt.

Polystyren kan udsende ikke så mange giftige stoffer, som ikke vil påvirke menneskers sundhed så meget, men dette er kun så længe du ikke er i konstant kontakt med det, og indtil det bliver varmt. Jo højere temperatur, jo farligere er nabolaget med polystyrenprodukter, især hvis der er startet brand, og materialet er i brand. Mest af alt forstyrrer kemiske dampe leveren, men problemer kan endda være med hjerte og lunger, og nogle eksperter mener, at den banale indånding af styrendampe er fyldt med udvikling af hepatitis.

Du skal også forstå, at polystyren og polystyren er forskellige: For at forbedre plastens egenskaber kan producenten tilføje forskellige blødgøringsmidler, farvestoffer og andre tilsætningsstoffer, der påvirker styrken og elasticiteten til materialet.

Da vi ovenfor kaldte polystyren relativt sikkert, mente vi, at der er andre, endnu mere skadelige produkter af menneskelig aktivitet, som vi stadig ikke kan opgive - for eksempel biludstødning. Derudover kan polystyren i teorien bruges næsten helt sikkert - forudsat at du kender og nøje følger instruktionerne, især ikke ved at fremme opvarmning af materialet, men ved at beskytte det mod det. Men alligevel Man skal ikke opfatte polystyren som et helt sikkert stof, for selv i plastverdenen, som har fået mere og mere kritik de seneste år, er polystyren ikke det sikreste.

I øjeblikket til fremstilling af polystyren anvendes flere metoder til opnåelse det ønskede materiale, og med hensyn til dets egenskaber vil det færdige resultat ikke altid være det samme. For at forstå, hvordan det fungerer, Lad os tage et kig på hver af de tre populære metoder.

I dag dette metoden er allerede stort set forældet og bruges praktisk talt ikke i produktionen... Funktionsprincippet er som følger: først renses styren fra inhibitorer, hvorefter det kombineres i vand med emulgatorer (salte af fedt- og sulfonsyrer, sæbe) samt polymerisationsinitiatorer - kaliumpersulfat og hydrogendioxid. Ved opvarmning til 85-95 grader sker der en kemisk reaktion - en gradvis polymerisationsproces, som anses for afsluttet, hvis mængden af ​​styren falder til under 0,5%.

Den resulterende emulsion koaguleres derefter med en opløsning af almindeligt bordsalt og udsættes for tørring, som et resultat af hvilket der dannes et fint granulært pulver, hvis granulat har en størrelse på højst 0,1 mm. Selvom polystyren normalt beskrives som hvidt og gennemsigtigt, vil denne metode ikke være i stand til at opnå disse egenskaber. - kuglerne har en gullig farvetone, hvilket indikerer tilstedeværelsen af ​​alkaliske urenheder, som ikke kan fjernes fuldstændigt.

En anden metode, der allerede anses for at være forældet, selvom den stadig anses for at være egnet til genanvendelse af polystyren til copolymerer som ekspanderet polystyren. Til produktion har du brug for forberedt styren, eller rettere, dets suspension i vand, magnesiumhydroxid, polyvinylalkohol, natriumpolymethacrylat og polymerisationsinitiatorer. Alt dette sendes til reaktoren, hvor stoffet blandes aktivt med gradvis opvarmning op til 130 grader og højt tryk. Derefter skal den resulterende suspension stadig underkastes centrifugebehandling, og først efter vask og tørring af det opsamlede materiale opnås polystyren.

Denne metode anses for at være den mest populære og relevante i dag, og det meste af polystyren fremstilles i dag på denne måde. Rationalet er ret simpelt: outputtet er et rent materiale, ideelt med hensyn til lystekniske parametre, karakteriseret ved parametrenes stabilitet. Samtidig er brugen af ​​den pågældende teknologi både effektiv og garanterer næsten fuldstændig fravær af produktionsspild.

Blokproduktion af polystyren er baseret på omrøring af styren i et benzenmedium i to trin - først ved en temperatur på omkring 90 grader, og derefter med gradvis opvarmning fra 100 til 220. Blokproduktion stoppes på det stadium, hvor omkring 85% af styrenen masse er blevet til polystyren. Fjernelse af styren, der ikke har haft tid til at polymerisere, udføres ved hjælp af et vakuum.

Polystyren bruges i et stort antal områder af menneskelig aktivitet og bruges endda til at lave håndværk med dine egne hænder. Hjemme små souvenirs er lavet af det, ved hjælp af laserskæring, fræsning, maling i alle farver - fra rød til guld og sort, og i nogle tilfælde - og udskrivning på en polystyrenoverflade. Den bredeste anvendelse af polystyren findes i byggeriet, hvor den bruges til at lave vægpaneler og loftplader, forskellige skillevægge og baguetter. I pladeform kan dette materiale også bruges til facader. I sidste ende, på grundlag af dette materiale, producerer de det nyligt populære polystyrenbeton.

Møbelindustrien bruger også dette materiale mere og mere aktivt, selvom det i øjeblikket ikke er en konkurrent til træ og dets derivater. Men hvor luftfugtigheden er høj, bruges den konstant – for eksempel kan der i dag laves en brusebakke helt af den. Derudover anvendes polystyrengranulat som fyldstof i puder, og til disse formål sælges færdiglavede i poser.

For en almindelig person er fødevarevarianten polystyren velkendt som næsten hovedmaterialet. til fremstilling af engangsservice... De fleste af de plastikkopper, der er så populære til aftapning af læskedrikke i dag, er lavet af det. Derudover er fødevaregodkendt polystyren meget brugt som emballagemateriale på grund af dens lave pris og relative styrke. I betragtning af materialets dielektriske egenskaber er det værd at bemærke, at det også har fundet bred anvendelse i Elektroteknik.

I hverdagen skal du oftest arbejde med plade polystyren, som kan behandles både mekanisk og termisk. Formning ved bukning, limning, skæring og boring kan både være en almindelig type materiale og en slagfast. En almindelig stiksav bruges til at fragmentere en plade mindre end 2 mm tyk, mens tykkere plader kan tages med en kværn eller et håndværktøj. I et industriværksted laserskæring er mulig. Skærelinjen viser sig at være lidt revet, derfor kræver den efterfølgende behandling - den passeres først med en fil og derefter med smergel.

Hvis det er nødvendigt at lave et hul i arket, skal du bruge en boremaskine, hvortil du har brug for en boremaskine, der er skabt specielt til at bore pladeplast. Hvis tykkelsen af ​​arket er lille, kan det under boring deformeres mod mesterens ønsker - du kan undgå en sådan udvikling af begivenheder ved at placere en træklods under arket. Arket dannes enten ved en vakuumteknik eller ved at blæse luft under højt tryk. Forarbejdning ved enhver af de angivne metoder involverer betydelig (op til 160-200 grader) opvarmning af materialet.

Hvis vi taler om mat polystyren, så kan det også gennemgå en sådan form for behandling som slibning og polering. Til dette bruges en slibemaskine, men i intet tilfælde med et slibeskive - i stedet tages et blødt hjul, hvorpå der påføres en speciel poleringspasta. Hvis delen er lille, kan du også polere eller slibe den i hånden.

Blandt andet, eventuelle specielle belægninger kan påføres polystyrenoverfladen – fra et metallag til en spejlfilm. Det kan printes på det i sort eller farve, på enhver af de kendte måder. På samme tid, for at beskytte den resulterende tekst eller billede, er det nødvendigt at åbne overfladen med lak, fordi polymeren ikke absorberer fugt.

I sin rene form ser polystyren ikke ud til at gøre meget skade på miljøet, men på samme tid forbliver dets affald, som det burde være for plastik, i en enorm periode og forurener planeten... Desuden kan polymeren og dens copolymerer, når de er i det naturlige miljø, blive udsat for overdreven opvarmning, herunder forbrænding i en brand, og så kan konsekvenserne være meget mere alvorlige. Ligeledes er ukontrolleret kontakt af polystyrengenstande med stoffer, der er i stand til at opløse materialet, uønsket, ellers kan frigivelsen af ​​giftige dampe af styren, benzen, toluen, kulilte og ethylbenzen ikke undgås.

Den relative fordel ved materialet er det det kan i de fleste tilfælde genbruges, udnytter både direkte affald og simpelthen udtjente produkter fra det. Ekstrudering, presning og støbning anvendes som forarbejdningsteknikker. Ved udgangen opnås produkter, der ikke er ringere i kvalitet i forhold til nye, mens der ikke dannes affald. Derudover er der i de senere år lavet et nyt byggemateriale på basis af polystyren - polystyrenbeton, som er velegnet til lavt byggeri. Desværre bliver enorme mængder polystyrenaffald, især i fattige lande, simpelthen forbrændt. Denne adfærd med plastikaffald er ekstremt negativ for miljøet.

Den næste video fortæller om ark polystyren og funktionerne i dets anvendelse.