Vse o polistirenu

Različne vrste plastike so korenito spremenile naše razumevanje vsakdanjega življenja – danes si našega življenja brez nekaterih plastičnih stvari že ni mogoče predstavljati. Vendar pa obstajajo različne vrste plastike in vsaka sorta ima svoje posebne značilnosti, ki določajo uporabo določene snovi na določenih področjih. Ker je polistiren danes ena najbolj priljubljenih plastičnih možnosti, je vredno podrobneje razmisliti o njegovih značilnostih.

Polistiren je polimeriziran stiren, to je proizvod kemične industrije. Njegovo izdelavo lahko dosežete z različnimi metodami, od katerih ima vsaka svoje prednosti in slabosti, najbolj priljubljene pa bomo podrobneje obravnavali v tem članku spodaj. pri čemer polistiren vsebuje samo molekule tako običajnih snovi, kot sta ogljik in vodik, vendar je narejen iz tekočega stirena, ki se pridobiva iz nafte in premoga.

Polistiren je bil prvič pridobljen v zgodnjih fazah industrijske revolucije - znano je, da leta 1839 so ga sintetizirali v Nemčiji. Druga stvar je, da se je njegova proizvodnja v industrijskem obsegu začela veliko pozneje - šele od leta 1920, pa še takrat v prvih desetletjih ni bila tako aktivno uporabljena. Šele med drugo svetovno vojno so se v ZDA začeli resnično zanimati za to, saj so izdelovali sintetično gumo na osnovi polistirena, v ZSSR pa je bila industrijska proizvodnja tega materiala popolnoma odložena do povojnih let.

Ne moremo reči, da je sodobni polistiren popolnoma skladen z vzorci izpred sto let. – ves ta čas so znanstveniki iskali načine za izboljšanje lastnosti materiala. Zahvaljujoč temu je postala plastika po drugi svetovni vojni veliko bolj trpežna, vključno z veliko boljšo odpornostjo na udarce – to je postalo mogoče zaradi ustvarjanja kopolimerov stirena, pridobljenih s še bolj zapletenimi kemičnimi postopki.

Natančno Fizikalne lastnosti sodobnega polistirena so zelo odvisne od tega, kako je bil proizveden, vendar na splošno, ko govorijo o preprostem polistirenu brez kakršnih koli pojasnil, mislijo na material z zelo specifičnimi parametri. Njegova gostota ni najvišja (1060 kg / m3), vendar material nima določenega tališča - že pri 60 stopinjah nad ničlo začne izgubljati obliko, pri 105 se lahko spontano vname, ko se segreje na 200 stopinj, njegova kemična struktura se začne uničevati.

Molekulska masa snov tudi nikakor ni specifična in je močno odvisna od načina pridobivanja polistirena - običajno se giblje od 50 tisoč do 300 tisoč, čeprav emulzijske možnosti včasih kažejo bistveno višje stopnje. Topnost polistiren je pomemben v številnih snoveh, vključno z lastnim monomerom, kot tudi acetonom, aromatskimi ogljikovodiki in estri.

Polistiren ima izrazite dielektrične lastnostiki se ne spreminjajo ne glede na okolje. Ta material je tudi praktično brezbrižen do škodljivih učinkov kislin in alkalij, soli, alkoholov. Zgoraj smo že našteli snovi, ki ga še lahko topijo, poleg tega pa je oksidiran, halogeniran, nitriran in sulfoniran.

V izvirni obliki, brez dodatnega niansiranja, polistiren (vsaj njegova blok sorta) ni samo brezbarven, ampak tudi prozoren. Struktura praktično ne zadržuje vidne svetlobe, prehaja 90% njene količine, kar omogoča uporabo tega materiala pri izdelavi optičnih stekel. Hkrati ultravijolično in infrardeče sevanje ne prehaja tako zanesljivo skozi polistirenske površine.

Če upoštevamo lastnosti polistirena kot prednosti, zaradi katerih je tako priljubljen na različnih področjih, je treba najprej poudariti naslednje pomembne točke.

• Kombinacija nizkih stroškov in enostavne obdelave. Glede na to, kakšne lastnosti ima, lahko polistiren po svoji ceni štejemo za enega glavnih motorjev sodobne civilizacije.Ni zaman, da se danes proizvaja toliko izdelkov z neposredno udeležbo tega materiala - preprosto nima alternative.
• Dobra kemična odpornost. Večina snovi, ki lahko v vsakdanjem življenju pridejo na polistirensko površino, zanjo ne predstavlja nobene nevarnosti – to je odlična novica za proizvajalce, ki želijo proizvajati trajne izdelke. Hkrati v kemijskem laboratoriju, ki ima pri roki impresiven nabor reagentov, ni težko raztopiti polistirena.
• Strupenost v razmeroma varnih mejah. Polistiren oddaja razmeroma malo kakršnih koli škodljivih hlapov in z določenimi pridržki velja za neškodljivega z okoljskega vidika. Vsaj strokovnjaki ne postavljajo nobenih omejitev glede uporabe polistirenskih materialov v stanovanjskih prostorih, iz polistirena pa je mogoče izdelati celo posodo.
• Širok spekter uporabe. Zaradi svojih lastnosti, enostavnosti obdelave in barvanja se polistiren lahko uporablja kot surovina za izdelavo česa.

Ob vseh prednostih polistirena ima tudi omejitve, in čeprav jih ni tako veliko, imajo včasih zelo pomembno vlogo.

Eden glavnih konkurentov polistirena je še en priljubljen polimer - polipropilen. Na nekaterih področjih, kot je proizvodnja embalažnih materialov, sta neposredna tekmeca, vendar je razlika med obema materialoma precejšnja. Vredno je začeti vsaj z dejstvom, da polistiren je težko reciklirati, in čeprav je pogosto slišati, da je varen, mu okoljevarstveniki še vedno radi očitajo.

Tudi polipropilen ni brezgrešen, a je še vedno nekoliko manj vprašanj in ga je lažje reciklirati. Če govorimo zgolj o fizičnih lastnostih obeh materialov, torej za polipropilen je značilna tudi povečana fleksibilnost - tam, kjer polistiren že lomi ali poči, se upogljivi polipropilen enostavno upogne. Kar zadeva ceno, bi polistiren morda že zdavnaj izgubil konkurenco svojemu tekmecu, a več poceni - dejavnik, ki ga tako daleč obdrži.

Vizualno ločiti enega od drugega ni tako težko, vendar morate vedeti, kaj gledati. Polistiren se zdi lepši, je sijajna in sijoča, brez dodatnega barvanja je videti prozorna, čeprav ima lahko značilen hladen odtenek modre barve. Polipropilen se zaradi meglice zdi nekoliko bolj umazan, je njegov učinek razprševanja svetlobe veliko večji. Med dvema materialoma lahko razlikujete tudi tako, da tapnete: polistiren je zvočen in ob udarcu oddaja značilne klike, medtem ko polipropilen zveni pridušeno.

Polistiren je eden najbolj kontroverznih materialov v smislu ocene škodljivosti in nevarnosti za zdravje. Po eni strani se intenzivno uporablja v človeških bivališčih in celo za izdelavo posode, kar že nakazuje, da to ni prepovedano.Po drugi strani pa se številne izjave, ki postavljajo pod vprašaj okoljsko prijaznost plastike, nanašajo predvsem na polistiren. Pošteno je reči, da čeprav ni najnevarnejši od obstoječih materialov, ga še vedno ne moremo šteti za varnega - ni ga bilo mogoče tako aktivno uporabljati.

Polistiren lahko sprosti manj strupenih snovi, ki ne bodo toliko vplivale na zdravje ljudi, ampak to je samo dokler ga ne kontaktiraš stalno in dokler se ne zagreje. Višja kot je temperatura, bolj nevarna je bližina izdelkov iz polistirena, še posebej, če se začne požar in material zagori. Predvsem kemični hlapi motijo ​​​​jetra, težave pa so lahko celo s srcem in pljuči, nekateri strokovnjaki pa menijo, da je banalno vdihavanje hlapov stirena preobremenjeno z razvojem hepatitisa.

Prav tako je treba razumeti, da je polistiren polistiren drugačen: za izboljšanje lastnosti plastike lahko proizvajalec sestavi materiala doda različne plastifikatorje, barvila in druge dodatke, ki vplivajo na trdnost in elastičnost.

Ko smo polistiren zgoraj označili za razmeroma varnega, je to pomenilo, da obstajajo drugi, še bolj škodljivi produkti človeške dejavnosti, ki jih še vedno ne moremo zavrniti - na primer avtomobilski izpuhi.Poleg tega je teoretično polistiren mogoče uporabiti in skoraj popolnoma varen - pod pogojem, da poznate in dosledno upoštevate navodila, zlasti ne prispevate k segrevanju materiala, ampak ga zaščitite pred njim. A tudi v tem primeru Polistirena ne jemljite kot popolnoma varno snov, saj tudi v svetu plastike, ki je zadnja leta deležna vse več kritik, polistiren ni najbolj varen.

V tem trenutku Za proizvodnjo polistirena se uporablja več metod pridobivanja želenega materiala, glede na njegove lastnosti pa končni rezultat ne bo vedno enak. Da bi razumeli, kako deluje, Razmislite o vsaki od treh priljubljenih metod.

Do danes, to metoda je že precej zastarela in se v proizvodnji praktično ne uporablja. Načelo delovanja je naslednje: najprej se stiren očisti iz inhibitorjev, nato pa se v vodi združi z emulgatorji (soli maščobnih in sulfonskih kislin, mila), pa tudi z iniciatorji polimerizacije - kalijevim persulfatom in vodikovim dioksidom. Pri segrevanju na 85-95 stopinj pride do kemične reakcije - postopen proces polimerizacije, ki se šteje za dokončan, če količina stirena pade pod 0,5%.

Nastalo emulzijo nato koaguliramo z raztopino navadne kuhinjske soli in posušimo, pri čemer nastane fin zrnat prah, katerega velikost vsakega zrnca ne presega 0,1 mm. Čeprav je polistiren običajno opisan kot bel in prozoren, takšnih lastnosti s to metodo ni mogoče doseči. - kroglice imajo rumenkast odtenek, kar kaže na prisotnost alkalijskih nečistoč, ki jih ni mogoče popolnoma odstraniti.

Druga metoda, ki že velja za zastarelo, čeprav še vedno velja za primerno za recikliranje polistirena v kopolimere, kot je ekspandirani polistiren. Za proizvodnjo je potreben pripravljen stiren oziroma njegova suspenzija v vodi, magnezijev hidroksid, polivinil alkohol, natrijev polimetakrilat in iniciatorji polimerizacije. Vse to se pošlje v reaktor, kjer se snov aktivno meša s postopnim segrevanjem do 130 stopinj in povečanim tlakom. Po tem je treba nastalo suspenzijo še obdelati v centrifugi in šele po pranju in sušenju zbranega materiala dobimo polistiren.

Ta metoda trenutno velja za najbolj priljubljeno in relevantno, večina polistirena pa se danes proizvaja na ta način. Utemeljitev je zelo preprosta: izhod je čist, idealen material glede svetlobnih parametrov, ki se odlikuje po stabilnosti parametrov. Hkrati je uporaba obravnavane tehnologije učinkovita in zagotavlja skoraj popolno odsotnost proizvodnih odpadkov.

Proizvodnja blokov polistirena temelji na mešanju stirena v mediju benzena v dveh stopnjah - najprej pri temperaturi približno 90 stopinj, nato pa s postopnim segrevanjem od 100 do 220. Proizvodnja blokov se ustavi na stopnji, ko je približno 85% masa stirena se je spremenila v polistiren. Odstranjevanje stirena, ki ni imel časa za polimerizacijo, se izvede z uporabo vakuuma.

Polistiren se uporablja na številnih področjih človeške dejavnosti in se uporablja celo za izdelavo domačih obrti. Doma Iz njega so izdelani majhni spominki z laserskim rezanjem, rezkanjem, barvanjem v kateri koli barvi - od rdeče do zlate in črne, v nekaterih primerih pa tudi s tiskanjem na polistirensko površino. Polistiren je našel najširšo uporabo v gradbeništvu, kjer iz njega izdelujejo stenske plošče in stropne ploščice, različne predelne stene in bagete. V obliki listov se ta material lahko uporablja tudi za dodelavo fasad. Na koncu je na podlagi tega materiala izdelan v zadnjem času priljubljen. polistiren beton.

Pohištvena industrija vse pogosteje uporablja tudi ta material, čeprav trenutno ni konkurenca lesu in njegovim derivatom. Kjer pa je vlaga visoka, se uporablja nenehno – že danes je lahko na primer tuš kad v celoti izdelana iz nje. Poleg tega se uporabljajo granule polistirena kot polnilo za blazino in za te namene se že pripravljeni prodajajo v vrečah.

Povprečnemu laiku je živilski polistiren dobro znan kot skoraj glavni material. za izdelavo posode za enkratno uporabo. Iz nje je danes narejena večina plastičnih kozarcev, tako priljubljenih za polnjenje brezalkoholnih pijač. Poleg tega se močno uporablja polistiren za živila kot embalažni material zaradi nizkih stroškov in primerjalne moči. Glede na dielektrične lastnosti materiala je treba omeniti, da je našel tudi široko uporabo v elektrotehnika.

V vsakdanjem življenju morate najpogosteje delati s polistirenom, ki se lahko obdeluje tako mehansko kot termično. Oblikovanje z upogibanjem, lepljenjem, rezanjem in vrtanjem je možno tako kot navadnega materiala, kot tudi odpornega na udarce. Za drobljenje pločevine z debelino manj kot 2 mm se uporablja navadna vbodna žaga, debelejše liste pa lahko vzamete z brusilnikom ali ročnim orodjem. V industrijski delavnici možno lasersko rezanje. Linija reza se izkaže za nekoliko raztrgano, zato je potrebna nadaljnja obdelava - najprej se preide s pilo, nato pa s smirkovim smirkom.

Če je treba narediti luknjo v plošči, uporabite sveder, za katerega potrebujete sveder, zasnovan posebej za vrtanje pločevine iz plastike. Če je debelina pločevine majhna, se lahko pri vrtanju deformira proti volji mojstra - takšnemu razvoju dogodkov se lahko izognete tako, da pod pločevino postavite leseno kocko. Plošča je oblikovana z vakuumsko metodo ali z vbrizgavanjem zraka pod visokim pritiskom. Obdelava s katero koli od navedenih metod vključuje znatno (do 160-200 stopinj) segrevanje materiala.

Če govorimo o mat polistirenu, potem ga lahko podvržemo tudi taki vrsti obdelave, kot je brušenje in poliranje. Za to se uporablja brusilnik, vendar v nobenem primeru z abrazivnim kolesom - namesto njega se vzame mehko kolo, na katerega se nanese posebna polirna pasta. Če je del majhen, ga lahko polirate ali brusite ročno.

Med drugim, na polistirensko površino se lahko nanašajo kakršni koli posebni premazi – od kovinske plasti do zrcalne folije. Tiska se lahko črno ali barvno, na kateri koli od znanih načinov. Hkrati je za zaščito nastalega besedila ali slike potrebno površino odpreti z lakom, ker polimer ne absorbira vlage.

Zdi se, da v svoji čisti obliki polistiren ne povzroča veliko škode okolju, hkrati pa njegovi odpadki, kot bi morali biti plastični, vztrajajo ogromno časa in onesnažujejo planet.. Poleg tega so lahko polimer in njegovi kopolimeri v naravnem okolju izpostavljeni prekomernemu segrevanju, vključno z gorenjem v ognju, posledice pa so lahko veliko bolj grozne. Prav tako je nezaželen nenadzorovan stik predmetov iz polistirena s snovmi, ki lahko raztopijo material, sicer se ni mogoče izogniti sproščanju strupenih hlapov stirena, benzena, toluena, ogljikovega monoksida in etilbenzena.

Relativna prednost materiala je v tem v večini primerov ga je mogoče reciklirati, z uporabo neposrednih odpadkov in preprosto obrabljenih izdelkov iz njih. Kot metode obdelave se zatekajo k ekstrudiranju, stiskanju in litju. Izhod so izdelki, ki po kakovosti niso slabši od novih, medtem ko smeti ne nastajajo. Poleg tega je bil v zadnjih letih izdelan nov gradbeni material na osnovi polistirena - polistiren beton, kar je primerno za nizko gradnjo.Na žalost se ogromne količine odpadnega polistirena, zlasti v revnih državah, preprosto sežgejo. Takšno vedenje s plastičnimi odpadki izjemno negativno vpliva na okolje.

Naslednji video govori o polistirenski plošči in značilnostih njene uporabe.