Sa isang malawak na pagkakaiba-iba mga materyales na polimer Ang polystyrene ay sumasakop sa isang espesyal na lugar. Ang materyal na ito ay ginagamit upang makagawa malaking halaga iba't ibang mga produktong plastik para sa parehong gamit sa bahay at pang-industriya. Ngayon ay makikilala natin ang formula ng polystyrene, ang mga katangian nito, mga pamamaraan ng paggawa at mga direksyon ng paggamit.
Ang polystyrene ay isang synthetic polymer na kabilang sa klase ng thermoplastics. Gaya ng ipinahihiwatig ng pangalan, ito ay isang polymerization na produkto ng vinylbenzene (styrene). Ito ay isang matigas na materyal na malasalamin. Polystyrene formula sa pangkalahatang pananaw ganito ang hitsura: [CH 2 CH (C 6 H 5)] n. Sa isang pinaikling bersyon, ganito ang hitsura: (C 8 H 8) n. Ang pinaikling polystyrene formula ay mas karaniwan.
Ang pagkakaroon ng mga phenolic group sa formula ng istrukturang yunit ng polystyrene ay pumipigil sa nakaayos na pag-aayos ng mga macromolecule at ang pagbuo ng mga kristal na istruktura. Sa bagay na ito, ang materyal ay matigas ngunit malutong. Ito ay isang amorphous polymer na may mababang mekanikal na lakas at mataas na liwanag na paghahatid. Ginagawa ito sa anyo ng mga transparent cylindrical granules, kung saan ang mga kinakailangang produkto ay nakuha sa pamamagitan ng pagpilit.
Ang polystyrene ay isang magandang dielectric. Natutunaw ito sa mabangong hydrocarbon, acetone, mga ester, at sarili nitong monomer. Ang polystyrene ay hindi matutunaw sa mas mababang alkohol, phenol, aliphatic hydrocarbons, at eter. Kapag ang substansiya ay nahahalo sa iba pang mga polimer, ang "cross-linking" ay nangyayari, na nagreresulta sa pagbuo ng mga styrene copolymer na may mas mataas na mga katangian ng istruktura.
Ang sangkap ay may mababang moisture absorption at paglaban sa radioactive radiation. Kasabay nito, nawasak ito sa ilalim ng impluwensya ng glacial acetic at puro nitric acid. Kapag nalantad sa ultraviolet radiation, lumalala ang polystyrene - ang mga microcrack at yellowness ay nabuo sa ibabaw, at ang pagkasira nito ay tumataas. Kapag ang isang sangkap ay pinainit hanggang 200 °C, nagsisimula itong mabulok sa paglabas ng monomer. Kasabay nito, simula sa temperatura na 60 ° C, ang polystyrene ay nawawala ang hugis nito. Sa normal na temperatura ang sangkap ay hindi nakakalason.
Mga pangunahing katangian ng polystyrene:
Sa industriya, ang polystyrene ay ginawa gamit ang radical polymerization ng styrene. Mga makabagong teknolohiya payagan ang prosesong ito na maisagawa nang may pinakamababang halaga ng hindi na-react na substance. Ang reaksyon upang makagawa ng polystyrene mula sa styrene ay isinasagawa sa tatlong paraan. Isaalang-alang natin ang bawat isa sa kanila nang hiwalay.
Ito ang pinakalumang paraan ng synthesis, na hindi pa gaanong ginagamit. pang-industriya na aplikasyon. Ang emulsion polystyrene ay ginawa ng polymerization ng styrene sa mga may tubig na solusyon ng alkalis sa temperatura na 85-95 °C. Ang reaksyong ito ay nangangailangan ng mga sumusunod na sangkap: tubig, styrene, isang emulsifier at isang initiator ng proseso ng polimerisasyon. Ang styrene ay unang inalis mula sa mga inhibitor (hydroquinone at tributyl-pyrocatechol). Ang mga nagsisimula ng reaksyon ay mga compound na nalulusaw sa tubig. Kadalasan, ito ay potassium persulfate o hydrogen dioxide. Alkalies, sulfonic acid salts at fatty acid salts ay ginagamit bilang mga emulsifier.
Ang proseso ay sumusunod. Ibuhos sa reaktor solusyon sa tubig castor oil at, na may masusing paghahalo, magdagdag ng styrene kasama ng polymerization initiators. Ang nagresultang timpla ay pinainit sa 85-95 degrees. Ang monomer na natunaw sa mga micelles ng sabon, na nagmumula sa mga patak ng emulsyon, ay nagsisimulang mag-polymerize. Ito ay kung paano nakuha ang mga particle ng polymer-monomer. Sa 20% ng oras ng reaksyon, ang micellar soap ay bumubuo ng mga layer ng adsorption. Susunod, ang proseso ay nangyayari sa loob ng mga particle ng polimer. Ang reaksyon ay kumpleto kapag ang styrene na nilalaman sa pinaghalong ay humigit-kumulang 0.5%.
Susunod, ang emulsion ay pumapasok sa yugto ng pag-ulan, na nagpapahintulot sa nilalaman ng natitirang monomer na mabawasan. Para sa layuning ito, ito ay pinagsama sa isang solusyon ng asin (table salt) at tuyo. Ang resulta ay isang pulbos na masa na may laki ng butil na hanggang 0.1 mm. Ang alkali residue ay nakakaapekto sa kalidad ng nagresultang materyal. Imposibleng ganap na maalis ang mga impurities, at ang kanilang presensya ay nagiging sanhi ng madilaw-dilaw na tint ng polimer. Ang pamamaraang ito ay nagpapahintulot sa isa na makakuha ng styrene polymerization na produkto na may pinakamataas na molekular na timbang. Ang sangkap na nakuha sa ganitong paraan ay itinalagang PSE, na maaaring pana-panahong matatagpuan sa mga teknikal na dokumento at mga lumang aklat-aralin sa polimer.
Ang pamamaraang ito ay isinasagawa sa isang batchwise na paraan, sa isang reactor na nilagyan ng stirrer at isang dyaket na nag-aalis ng init. Upang maghanda ng styrene, ito ay sinuspinde sa isang kemikal malinis na tubig gamit ang mga emulsion stabilizer (polyvinyl alcohol, sodium polymethacrylate, magnesium hydroxide), pati na rin ang polymerization initiators. Ang proseso ng polimerisasyon ay nagaganap sa ilalim ng presyon, na may patuloy na pagtaas sa temperatura, hanggang sa 130 ° C. Ang resulta ay isang suspensyon kung saan ang pangunahing polystyrene ay pinaghihiwalay ng centrifugation. Pagkatapos nito, ang sangkap ay hugasan at tuyo. Ang pamamaraang ito ay itinuturing din na hindi na ginagamit. Ito ay higit sa lahat ay angkop para sa synthesis ng styrene copolymers. Ito ay pangunahing ginagamit sa paggawa ng pinalawak na polystyrene.
Pagkuha ng polystyrene Pangkalahatang layunin sa loob ng balangkas ng pamamaraang ito, maaari itong isagawa ayon sa dalawang pamamaraan: kumpleto at hindi kumpletong conversion. Thermal polymerization ayon sa tuloy-tuloy na circuit Isinasagawa sa isang sistema na binubuo ng 2-3 series-connected column reactors, bawat isa ay nilagyan ng stirrer. Ang reaksyon ay isinasagawa sa mga yugto, pagtaas ng temperatura mula 80 hanggang 220 °C. Kapag ang antas ng conversion ng styrene ay umabot sa 80-90%, hihinto ang proseso. Sa hindi kumpletong paraan ng conversion, ang antas ng polymerization ay umabot sa 50-60%. Ang mga labi ng unreacted styrene monomer ay inalis mula sa natunaw sa pamamagitan ng vacuum, na dinadala ang nilalaman nito sa 0.01-0.05%. Ang polystyrene na ginawa ng block method ay lubos na matatag at dalisay. Ang teknolohiyang ito ay ang pinaka-epektibo, dahil ito ay halos walang basura.
Ang polimer ay ginawa sa anyo ng mga transparent cylindrical granules. Pinoproseso ang mga ito sa mga huling produkto sa pamamagitan ng extrusion o paghahagis sa temperatura na 190-230 °C. Ang isang malaking bilang ng mga plastik ay ginawa mula sa polystyrene. Nagkamit ito ng katanyagan dahil sa pagiging simple nito, mababa ang presyo at isang malawak na hanay ng mga tatak. Maraming mga bagay ang nakuha mula sa sangkap, na naging mahalagang bahagi ng ating Araw-araw na buhay(mga laruan ng mga bata, packaging, disposable tableware, atbp.).
Ang polystyrene ay malawakang ginagamit sa konstruksyon. Ang mga thermal insulation na materyales ay ginawa mula dito - mga panel ng sandwich, mga slab, permanenteng formwork, atbp. Bilang karagdagan, ang mga materyales sa pagtatapos ay ginawa mula sa sangkap na ito. pandekorasyon na materyales - mga hulma sa kisame at mga pandekorasyon na tile. Sa medisina, ang polimer ay ginagamit upang makagawa ng mga disposable na instrumento at ilang bahagi sa mga sistema ng pagsasalin ng dugo. Ang foamed polystyrene ay ginagamit din sa mga sistema ng paglilinis ng tubig. Ang industriya ng pagkain ay gumagamit ng tonelada ng materyal sa packaging ginawa mula sa polimer na ito.
Mayroon ding impact-resistant polystyrene, ang formula nito ay binago sa pamamagitan ng pagdaragdag ng butadiene at butadiene styrene rubber. Ang ganitong uri ng polymer ay nagkakahalaga ng higit sa 60% ng kabuuang produksyon ng polystyrene plastic.
Dahil sa sobrang mababang lagkit ng sangkap sa benzene, posible na makakuha ng mga mobile na solusyon sa mga tiyak na konsentrasyon. Tinutukoy nito ang paggamit ng polystyrene sa isa sa mga uri ng napalm. Ito ay gumaganap ng papel ng isang pampalapot, kung saan, habang ang molekular na timbang ng polystyrene ay tumataas, ang lagkit-temperatura na relasyon ay bumababa.
Maaaring maging puting thermoplastic polymer isang mahusay na kapalit PVC na plastik, at transparent - plexiglass. Ang sangkap ay nakakuha ng katanyagan pangunahin dahil sa kakayahang umangkop at kadalian ng pagproseso. Ito ay perpektong nabuo at naproseso, pinipigilan ang pagkawala ng init at, mahalaga, ay may mababang gastos. Dahil sa ang katunayan na ang polystyrene ay maaaring magpadala ng liwanag nang maayos, ito ay ginagamit kahit sa glazing ng mga gusali. Gayunpaman, ang paglalagay ng naturang glazing sa maaraw na bahagi Hindi ito posible, dahil ang sangkap ay lumala sa ilalim ng impluwensya ng ultraviolet radiation.
Matagal nang ginagamit ang polystyrene sa paggawa ng mga foam plastic at mga kaugnay na materyales. Ang mga katangian ng thermal insulation ng polystyrene sa isang foamed state ay nagpapahintulot na magamit ito para sa mga insulating wall, sahig, bubong at kisame sa mga gusali para sa iba't ibang layunin. Ito ay salamat sa kasaganaan mga materyales sa pagkakabukod, na pinamumunuan ng polystyrene foam, alam ng mga ordinaryong tao ang tungkol sa sangkap na aming isinasaalang-alang. Ang mga materyales na ito ay madaling gamitin, lumalaban sa mabulok at agresibong mga kapaligiran, pati na rin ang mahusay na mga katangian ng thermal insulation.
Tulad ng anumang iba pang materyal, ang polystyrene ay may mga disadvantages. Una sa lahat, ito ay hindi kaligtasan sa kapaligiran (pinag-uusapan natin ang tungkol sa kakulangan ng mga ligtas na paraan ng pagtatapon), pagkasira at panganib sa sunog.
Ang polystyrene mismo ay hindi nagdudulot ng panganib kapaligiran, gayunpaman, ang ilang mga produkto na nagmula dito ay nangangailangan ng espesyal na paghawak.
Naiipon ang mga basura at mga copolymer nito sa anyo ng mga end-of-life na produkto at basurang pang-industriya. Ang pag-recycle ng mga polystyrene plastic ay ginagawa sa maraming paraan:
Ang pag-recycle ng polystyrene ay nagbibigay-daan sa iyo upang makakuha ng mga bagong de-kalidad na produkto mula sa mga lumang hilaw na materyales nang hindi dumudumi sa kapaligiran. Ang isa sa mga promising na lugar ng pagproseso ng polimer ay ang paggawa ng polystyrene concrete, na ginagamit sa pagtatayo ng mga mababang gusali.
Ang mga produktong polymer decomposition na nabuo sa panahon ng thermal destruction o thermal oxidative destruction ay nakakalason. Sa panahon ng pagproseso ng polimer, ang mga singaw ng benzene, styrene, ethylbenzene, carbon monoxide at toluene ay maaaring ilabas sa pamamagitan ng bahagyang pagkasira.
Kapag nasunog ang mga polymer, ang carbon dioxide, carbon monoxide at soot ay inilalabas. Sa pangkalahatan, ang equation para sa combustion reaction ng polystyrene ay ganito ang hitsura: (C 8 H 8) n + O 2 = CO 2 + H 2 O. Ang combustion ng isang polymer na naglalaman ng mga additives (mga sangkap na nagpapataas ng lakas, mga tina, atbp. ) ay humahantong sa pagpapalabas ng maraming iba pang nakakapinsalang sangkap.
Polisterin– ito ay may mataas na dielectric na halaga. Siya lumalaban sa kemikal, lumalaban sa tubig, walang kulay, transparent, natutunaw sa aromatic at chlorinated hydrocarbons, ethers at esters. Gayunpaman, mayroon ang polystyrene mababang mekanikal At mababang init na pagtutol.
Ang pangmatagalang paggamot ng polystyrene sa mga temperatura na higit sa 500 °C sa pagkakaroon ng atmospheric oxygen ay humahantong sa pagkawasak.
Ang polystyrene ay nakuha polimerisasyon ng monomeric. Upang mapabuti ang mga katangian ng polystyrene, ito ay copolymerized na may iba't ibang mga vinyl. Ang partikular na kahalagahan ay ang graft at block copolymers ng styrene na may mga goma, na nagpapataas ng lakas ng epekto ( mga polystyrene na lumalaban sa epekto).
Ang polystyrene ay unang ginawa sa Alemanya noong 1839, ngunit ang pang-industriyang produksyon nito sa pamamagitan ng thermal polymerization ng styrene ay pinagkadalubhasaan lamang noong 1920 (ayon sa patent ni Ostromyslensky).
Ang isang pangunahing stimulus para sa pagtaas ng produksyon ng styrene at polystyrene ay ang organisasyon ng styrene-butadiene rubber production sa Estados Unidos noong World War II.
Sa USSR, ang pananaliksik sa larangan ng synthesis at polymerization ng styrene ay isinagawa noong 30-40s ni Zalkind, Zelinsky, Vanscheidt at iba pa. Pang-industriya na produksyon polystyrene na binuo sa mga taon pagkatapos ng digmaan.
Ang mga proseso ng produksyon ay binuo noong 50s at 60s mga styrene copolymer kasama ang iba pang vinyl monomer, pinagsasama ang polystyrene at copolymers ng styrene na may acrylonitrile at rubbers, nakuha isotactic polystyrene. Ginawa nitong posible na makabuluhang mapabuti lakas ng makina polystyrene, dagdagan ang paglaban ng init nito.
Noong dekada 1980, ang pinakamalawak na ginagamit na impact-resistant polystyrene ay ginawa sa industriya sa pamamagitan ng graft copolymerization ng styrene o styrene at acrylonitrile sa butadiene rubber.
Noong 1980s, pinagkadalubhasaan ng USSR ang mga tuluy-tuloy na proseso para sa paggawa ng mga homo- at copolymer ng styrene sa mga device na may mataas na yunit ng kapangyarihan, na nagbibigay ng mataas na pagganap at magandang kalidad ng mga produktong polystyrene.
Ang styrene ay maaaring mag-polymerize sa pamamagitan ng parehong radical at ionic na mekanismo. Ang polimer na ginawa ng polimerisasyon ay may atactic na istraktura at walang hugis; Ang polimer na nakuha sa pamamagitan ng ion-coordination polymerization, depende sa uri ng catalyst, ay maaaring amorphous o crystalline (isotactic).
Ang amorphous polystyrene ay ginawa sa iba't ibang paraan - sa bloke (sa masa), mga emulsyon, mga pagsususpinde o solusyon sa pagkakaroon ng mga initiator o wala ang mga ito (sa pamamagitan ng thermal polymerization).
Isotactic polystyrene nakuha sa pagkakaroon ng mga stereospecific catalysts Ziegler - Natta. Sa panahon ng pagproseso, kapag pinainit sa itaas ng melting point (mga 250 °C), ang isotactic polystyrene ay hindi maibabalik sa isang amorphous na estado, na naglilimita sa paggamit nito.
Sa industriya, ang styrene polymerization ay isinasagawa sa block, mga emulsyon At mga pagsususpinde. Solusyon polimerisasyon ay hindi natagpuan ang malawakang paggamit, dahil ang nagresultang polimer ay medyo maliit at ang paghihiwalay nito mula sa solusyon ay nagpapakita ng mga makabuluhang paghihirap. Bilang karagdagan, ang isang polystyrene solution (halimbawa, barnisan, pandikit) ay hindi maaaring gamitin dahil sa mababang lakas ng epekto ng resultang varnish coating, pinagtahian ng pandikit.
Ang pinaka-maaasahan na pang-industriya na pamamaraan para sa paggawa ng polystyrene ay:
Ang block polymerization ng styrene na may kumpletong conversion ng monomer ay halos nawala ang kahalagahan nito dahil sa mababang intensity ng proseso at ang paggawa ng isang polimer na may mga katangian na hindi nakakatugon sa mga modernong kinakailangan.
SA Kamakailan lamang Ang suspension polymerization ng styrene (batch method) sa mga device na may malaking unit capacity (100 m 3 o higit pa) ay lalong nagiging mahalaga.
(paraan ng batch) ay hindi gaanong ginagamit sa industriya kaysa sa block, suspension at block-suspension.
Emulsion polystyrene ginagamit lamang para sa paggawa ng mga tile mga foam na plastik para sa mga layunin ng istruktura, kung kinakailangan mataas na molekular na timbang polimer. Ang paggawa ng emulsion polystyrene ay nagsasangkot ng labor-intensive na mga hakbang ng pagpapatuyo ng pinong polimer at paglilinis. malaking dami Wastewater kontaminado ng nakakalason na styrene at iba pang mga sangkap. Ang pangangailangan para sa paunang granulation ng pinong dispersed emulsion polystyrene bago ang pagproseso nito ay lumilikha din ng ilang mga teknolohikal na paghihirap. Ang resultang emulsion polystyrene ay may mas masahol na dielectric na katangian kaysa sa polystyrene na na-synthesize ng block at suspension na pamamaraan.
Ang polystyrene ay isang solidong amorphous na produkto density 1050-1080 kg/m 3. Ang molekular na timbang ng mga pang-industriyang grado ng polystyrene ay nakasalalay sa paraan ng paggawa nito at mula sa mga saklaw 50 000 dati 300 000 . Ang pagbubukod ay , ang molekular na timbang nito ay maaaring mas mataas.
Ang mga katangian ng polystyrene ay lubos na naiimpluwensyahan ng nito polydispersity, na medyo makabuluhan para sa block polystyrene.
Para sa mga pang-industriyang grado ng polystyrene, ang pamamahagi ng molekular na timbang ay nailalarawan sa pamamagitan ng ratio М̅ w /M̅ n, tumutugon 2-4 (depende sa mga kondisyon ng pagtanggap).
Pagkakaroon ng mababang molekular na timbang na mga fraction sa polimer:
Sa bagay na ito, mga pagpapabuti teknolohikal na proseso ang produksyon ng block polystyrene ay naglalayong upang mabawasan ang polydispersity nito.
Sa teknolohiya, ginagamit ang polystyrene sa index ng matunaw na daloy 2-30 .
Sa pagkakaroon ng mga katalista ng Ziegler-Natta, lumalabas ito isotactic crystalline polystyrene, na iba sa amorphous mataas na punto ng pagkatunaw(230-240 °C) o higit pa mataas na mekanikal na pagganap. Gayunpaman, ang isotactic polystyrene ay mahirap iproseso sa mga produkto.
Mga tagapagpahiwatig ng mga pangunahing katangian ng pangkalahatang layunin ng polystyrene na nakuha iba't ibang paraan, ay ibinigay sa talahanayan 1.
Talahanayan 1: Physico-mechanical na katangian ng polystyrene na nakuha sa iba't ibang pamamaraan
| Index | Polisterin | ||
| Blocky | Emulsyon | Pagsuspinde | |
| Densidad, kg/m 3 | 1050-1060 | 1050-1070 | 1050-1060 |
| Breaking tensile stress, MPa | 39,2 | 39,2-44 | 41,1 |
| Lakas ng impact, kJ/m 2 | 19,6-21,6 | 21,6 | 19,6-27,4 |
| Pagpahaba sa break, % | 2,0 | 2,0 | 2,0 |
| Katigasan ng Brinell, MPa | 137-157 | 137-196 | 137-157 |
| Panlaban sa init ayon sa Vicat, °C | 95-100 | 100-105 | 105 |
| Dielectric loss tangent sa 10 6 Hz | 4·10 -4 | 2·10 -4 -3·10 -4 | 4·10 -4 |
| Dielectric na pare-pareho sa 10 6 Hz | 2,4-2,7 | 2,6 | 2,5-2,6 |
| Natirang nilalaman ng monomer, % | 0,5-0,8* | 0,15-0,2 | 0,1-0,5 |
| sa loob ng 24 na oras, % | 0 | 0,07 | 0,01-0,02 |
* Kapag gumagamit ng vacuum chamber o mga extruder na may vacuum suction, ang styrene content sa polystyrene ay nababawasan sa 0.2%.
Upang madagdagan ang lakas sa paggawa ng mga polystyrene film at mga thread, ang polimer ay sumasailalim sa oryentasyon.
Ang polystyrene ay nailalarawan sa pamamagitan ng mataas mga tagapagpahiwatig ng dielectric, paglaban sa kemikal, paglaban sa tubig at mabuti optical properties.
Ito ay isang napakahusay na dielectric. Ang kanyang mga katangian ng dielectric hindi umaasa sa kahalumigmigan sa kapaligiran at halos hindi nagbabago sa mga temperatura mula -80 hanggang 90 ° C at kapag nagbabago ang dalas mula 1·10 2 hanggang 1·10 9 Hz. Ang mga dielectric na katangian ng emulsion polystyrene ay mas mababa kaysa sa block at suspension polystyrene.
Ang polystyrene ay may mataas na acid at alkali resistance, ito ay lumalaban sa inorganic non-oxidizing acids (hydrochloric, sulfuric, hydrofluoric), pati na rin sa mga alkohol at asin. Gayunpaman, polystyrene natutunaw sa carbon tetrachloride, benzene, hindi matatag sa pagkilos ng mga eter at ester, aromatic, aliphatic at chlorinated hydrocarbons. Ito ay medyo madaling oxidized, sulfonated, halogenated, at nitrated.
I-block ang polystyrene transparent, walang kulay, nagpapadala ito ng 90% ng nakikitang liwanag. Sa ultraviolet at infrared na mga rehiyon, ang transparency ng polystyrene ay mas mababa. Mataas refractive index n D 25 =1,5-1,6 tinutukoy ang paggamit ng block polystyrene para sa paggawa ng optical glasses.
Ang mga disadvantages ng polystyrene ay mababang init na pagtutol At lakas ng epekto, pagkahilig sa pagtanda.
Ang paglaban ng init ng polystyrene ayon kay Martens ay hindi hihigit 70-75 °C. Ang emulsion polystyrene ay mas lumalaban sa init (sa pamamagitan ng 5-10°C) kaysa block polystyrene, dahil sa mas mataas na molekular na timbang nito at mas mababang polydispersity. Gayunpaman, ito ay masyadong maliit upang matiyak ang mas malawak na paggamit nito.
80-82°C;
Temperatura ng pagpapatakbo ng mga produktong polystyrene hindi dapat lumampas sa 60 °C (10-15 °C sa ibaba ng Martens heat resistance).
Kapag pinainit sa 300-400 °C polystyrene depolymerizes sa pagbuo ng isang monomer.
Lakas ng epekto ng polystyrene ay lamang 19.6-27.4 kJ/m2. Sa panahon ng operasyon, ang pagkasira nito ay tumataas dahil sa pagtanda ng polimer. Sa pagsasaalang-alang na ito, ang paggamit ng pangkalahatang layunin na polystyrene bilang isang materyal na istruktura ay limitado.
Kung ikukumpara sa iba pang thermoplastics, ang polystyrene ay mayroon mataas na tigas sa ibabaw. Ang kanyang tensile modulus of elasticity medyo mataas (12.9-103 MPa), at tungkol sa mataas na pagpahaba sa break kakaunti (1,5%) ; tensile failure stress bumababa sa pagtaas ng temperatura.
Ang polystyrene ay madaling iproseso sa mga produkto gamit ang lahat ng mga pamamaraan na ginagamit para sa pagproseso ng mga thermoplastics. Ang pangunahing paraan ng pagproseso nito sa mga produkto ay
Ang isang pelikula (o mga thread) ay nakuha mula sa polystyrene sa pamamagitan ng isang singsing o flat slotted head (o grid). Sa labasan mula sa extruder, ang mga polystyrene na pelikula at mga thread ay napapailalim sa pag-uunat, kung saan oryentasyon ng macromolecules. Ito ay humahantong sa isang makabuluhang pagpapalakas ng mga pelikula at mga thread sa direksyon ng pag-uunat at isang pagtaas sa kanilang flexibility.
Ang mga polystyrene film na may kapal na 10-100 microns, na nakuha sa pamamagitan ng oryentasyon sa dalawang patayong direksyon, ay tinatawag Styroflex. Ang mga ito ay nakikilala sa pamamagitan ng mahusay na lakas at mataas na mga katangian ng dielectric.
Para sa pagtitina ng polystyrene ang mga tina ay ginagamit: pula C, thioindigo, mataba na dilaw na Zh, atbp. Kapag nag-synthesize ng polystyrene gamit ang block method, ang pangkulay nito ay isinasagawa sa isang extruder sa pamamagitan ng pagpapakain ng melt, na isang puro pinaghalong polystyrene, dye at stabilizer, gamit ang isang turnilyo.
Pangkulay ng suspension polystyrene at ito ay isinasagawa sa pamamagitan ng paunang paghahalo sa dye (dusting) na sinusundan ng granulation sa isang extruder.
Ang polystyrene ay malawakang ginagamit bilang electrical insulating material para sa high frequency technology. Ang pangunahing mga mamimili ng polystyrene bilang isang dielectric ay ang industriya ng paggawa ng instrumento (mga bahagi ng mga de-koryenteng at radio-electronic na aparato, pelikula para sa paggawa ng mga capacitor) at ang industriya ng cable (cable insulation na may Styroflex at mga thread).
Ang polystyrene ay ginagamit bilang isang construction material sa industriya mga materyales sa gusali para sa paggawa ng mga bahagi na hindi gumagana sa ilalim ng mabibigat na mekanikal na pagkarga (mga panel, nakaharap sa mga tile, mga hawakan ng pinto, atbp.)
Mataas na refractive index block polystyrene ay nagbibigay-daan ito upang magamit para sa paggawa ng optical glasses.
Ang polystyrene ay malawakang ginagamit para sa produksyon mga produkto gamit sa bahay: pinggan, haberdashery, laruan, lalagyan, atbp.
Para sa electrical insulating At mga layunin ng anti-corrosion polystyrene varnishes ang ginagamit.
Ang emulsion polystyrene ay malawakang ginagamit sa paggawa ng ilang mga tatak pinalawak na polisterin sa pamamagitan ng paraan ng pagpindot.
Ang pinalawak na polystyrene ay ginagamit bilang materyal na thermal insulation sa mga kagamitan sa konstruksiyon, mga sasakyan sa tren at mga refrigerator.
I-block ang polystyrene ay may pinakamataas na nilalaman ng natitirang monomer, kaya ang paggamit nito sa limitado ang industriya ng pagkain. Para sa paggawa ng mga produktong nakikipag-ugnayan sa produktong pagkain, pangunahing ginagamit suspensyon polystyrene.
Para sa paggawa ng mga teknikal na detalye at maraming mga produktong pambahay ang gumagamit ng block polystyrene.
Upang mapabuti ang mga katangian ng polystyrene, halimbawa, dagdagan ang paglaban ng init, idinagdag ito mga tagapuno ng mineral: marble dust, mica at quartz flour, talc, atbp., gayunpaman, binabawasan nito ang mga katangian ng dielectric. Ang pagpapakilala ng mga plasticizer (triphenyl phosphate, tricresyl phosphate, atbp.) sa polystyrene ay pumipigil sa pag-crack, gayunpaman, kapag ang nilalaman ng plasticizer ay higit sa 2%, ang init na resistensya ng polystyrene at ang breaking tensile stress ay kapansin-pansing nababawasan.
Ang paglaban sa init at mekanikal na lakas ng polystyrene ay maaaring tumaas sa pamamagitan ng pagpapatibay nito gamit ang glass fiber(Ang glass fiber ay pinapagbinhi ng isang may tubig na polystyrene dispersion, pagkatapos ay tuyo at pinindot). Reinforced polystyrene nailalarawan sa pamamagitan ng pagtaas ng breaking stress sa pag-igting at baluktot, mataas na lakas ng epekto, at pagtaas ng paglaban sa init.
Ang mga polymer ng mga pinalit na styrene ay may mas mataas na paglaban sa init.
Upang mapabuti ang mga katangian ng polystyrene, ito ay copolymerized sa iba pang mga monomer.
SA mga nakaraang taon makabuluhang tumaas ang dami ng produksyon polystyrene na lumalaban sa epekto mga selyo OOPS(isang grafted copolymer ng styrene sa goma), na may mataas na lakas ng epekto at iba pang pinahusay na mekanikal na katangian.
Ang produksyon, na isang copolymer ng styrene, acrylonitrile at butadiene, ay lalong umuunlad.
Ang direktang copolymerization ng tatlong monomer na ito ay nabigo upang makakuha ng isang produkto na may ninanais na mga katangian, samakatuwid, tulad ng kapag gumagawa ng polystyrene na lumalaban sa epekto grade UPS, magsagawa ng graft copolymerization ng styrene sa polybutadiene at styrene-butadiene rubber. Ang bahagi ng styrene homopolymer sa kabuuang produksyon ng mga polystyrene plastic ay patuloy na bumababa.
Bibliograpiya:
Zubakova L. B. Tvelika A. S., Davankov A. B. Sintetikong ion-exchange na materyales. M., Chemistry, 1978. 183 p.
Saldadze K. M., Valova-Kopylova V. D. Complex-forming ionites (complexites). M., Chemistry, 1980. 256 p.
Kazantsev E. Ya., Pakholkov V. S., Kokoshko Z. /O., Chupakhin O. Ya. Mga materyales sa pagpapalitan ng Ion, ang kanilang synthesis at mga katangian. Sverdlovsk Ed. Ural Polytechnic Institute, 1969. 149 p.
Samsonov G.V., Trostyanskaya E.B., Elkin G.E. Sorption organikong bagay. L., Nauka, 1969. 335 p.
Tulupov P. E. Paglaban ng mga materyales sa pagpapalit ng ion. M., Chemistry, 1984. 240 p. Polyansky Ya. G. Catalysis ng mga palitan ng ion. M., Chemistry, 1973. 213 p.
Cassidy G. J. Kuhn K. A. Redox polymers. M., Chemistry, 1967. 214 p. Hernig R. Chelating ion exchangers. M., Mir, 1971. 279 p.
Tremillon B. Paghihiwalay sa ion exchange resins. M., Mir, 1967. 431 p.
Laskorin B. Ya., Smirnova Ya M., Gantman M. Ya. M., Gosatomizdat, 1961. 162 p.
Egorov E. V., Novikov P. D. Aksyon ionizing radiation para sa mga materyales sa pagpapalitan ng ion. M., Atomizdat, 1965. 398 p.
Egorov E. V., Makarova S. B. Ion exchange sa radiochemistry. M., Atomizdat,
Ang polystyrene ay isang thermoplastic na plastik sa anyo ng mga plato na may makinis na ibabaw o may naselyohang pattern, na ginawa sa pamamagitan ng pagpilit. Ang polystyrene ay natagpuan na laganap praktikal na gamit, mula sa safety glazing hanggang residential interior design. Ang katanyagan ng polystyrene at ang iba't ibang mga aplikasyon nito ay isang resulta ng napakahusay teknikal na katangian at mababang presyo.
Ang puting polystyrene ay isang matipid na alternatibo sa PVC plastic, habang ang malinaw na polystyrene ay isang alternatibo sa plexiglass. Ang katanyagan ng materyal ay dahil sa mataas na resistensya ng epekto nito, kadalian ng pagproseso at kakayahang umangkop. Ito ay perpektong hugis at naproseso. Pinipigilan din ng polystyrene ang pagkawala ng init at lumalaban sa iba't ibang mga kemikal, ngunit hindi matatag sa mga pagbabago sa temperatura at halumigmig. Ang pangunahing bentahe nito ay ang mas mababang halaga nito kaysa sa iba pang mga plastik.
1. Mga katangian at pangkalahatang katangian
Isang perpektong kapalit ng salamin. Napakahusay na kalinawan at kadalian ng paggamit. Ang hilaw na materyal ay isang polimer na may mahusay na pisikal at kemikal na mga katangian, na nagreresulta sa isang produkto na maginhawa para sa paggamit sa loob at labas. Bilang karagdagan, ang polystyrene ay mas mura kaysa sa plexiglass.
Ang makinis at transparent na polystyrene ay nagsisilbing alternatibo sa salamin kung saan kinakailangan ang panloob na glazing. Ang transparent na polystyrene ay perpektong nagpapadala ng liwanag, ngunit ang pagkakalantad sa direktang sikat ng araw ay maaaring magdulot ng pagdidilaw, pag-ulap, at pagbaba ng mga katangian ng lakas.
Sa transparent at translucent (iba't ibang mga shade) na anyo ito ay perpekto para sa panloob na glazing, perpekto para sa paggawa pandekorasyon na mga partisyon, mga shower cabin, pati na rin para sa paggawa ng mga kagamitan sa kalakalan at eksibisyon, ay maaaring gamitin para sa paggawa ng mga light diffuser, at maaari ding gamitin para sa paggawa ng mga palatandaan. Ang pakikipag-ugnay sa transparent na polystyrene na may pagkain ay pinapayagan.
Ang textured polystyrene (durog na yelo, pinspot, prism) at may kulay na polystyrene ay kadalasang ginagamit para sa paggawa ng mga stained glass na bintana, partisyon, suspendido na kisame, at lamp, kabilang ang mga built-in. Ang naka-texture na polystyrene ay nakakalat ng liwanag, na kumikinang kapag nakikita mula sa maraming mga gilid sa ibabaw.
Anti-reflective polystyrene - na may one-sided surface treatment, pinipigilan ang pagmuni-muni ng mga pinagmumulan ng liwanag, pinipigilan ang hindi gustong mga anino, pinapanatili ang natural na mga kulay ng larawan.
Upang maiwasan ang pinsala sa ibabaw, ang mga sheet ay pinahiran proteksiyon na pelikula sa magkabilang panig.
Ang pangunahing bentahe ng polystyrene, kumpara sa silicate glass, ay binabawasan nito ang pagkawala ng init, pinatataas ang thermal insulation, pinipigilan ang mga draft at moisture condensation, binabawasan ang mga gastos sa pag-init, at chemically inert. Ang puting polystyrene ay perpektong hinulma, pantay na namamahagi ng kapal ng pader ng tapos na produkto. Hindi tulad ng PVC, mayroon itong mas matibay, matibay na istraktura.
2. Basic mga pagtutukoy polisterin
| Mga katangian | Pamantayan | Yunit pagbabago | |
| 1. Pangkalahatan: | |||
| tiyak na gravity | D 1505 | g/cm³ | 1,05 |
| Katigasan ng Rockwell | D-785 | M scale | 76 |
| 2. Optical: | |||
| light transmittance | 5036 | % | 93,7 |
| refractive index | 53491 | 1,59 | |
| 3. Mekanikal: | |||
| flexibility module | 53452 | MPa | 3200 |
| baluktot na pagtutol | 53452 | MPa | 100 |
| tensile modulus | 53455 | MPa | 3100 |
| lakas ng makunat | 53455 | MPa | 50 |
| paglaban sa pagpahaba | 53455 | % | 3 |
| 4. Thermal: | |||
| Vicat softening point | 53460 | °C | >98 |
| temperatura ng paglihis | 53461 | °C | 86/98 |
| dami ng thermal | D-2766 | J/g K | 1,8 |
| linear expansion coefficient | 53752 | K-1 x 10-5 | 8 |
| thermal conductivity | 52612 | W/m K | 0,17 |
| temperatura ng agnas | °C | >280 | |
| maximum na temperatura ng pagpapatakbo | °C | 80 | |
| temperatura ng paghubog | °C | 130 — 170 | |
| 5. Drums: | |||
| Lakas ng impact ng bingot (Izod) | ISO 180 | kJ/m² | 10 |
| Lakas ng epekto kapag nasubok gamit ang isang bingaw (Harp) | 53453 | kJ/m² | 14 |
3. Aplikasyon:
- paggawa ng mga palatandaan
— produksyon ng mga advertising board, mga haligi
— paggawa ng mga palatandaan at plato ng impormasyon
- produksyon ng mga dekorasyon para sa tatlong-dimensional na mga titik, na maaaring magsilbi pader sa likod tatlong-dimensional na mga titik
- paggawa ng panloob na glazing ng mga lugar
- pagpapalit ng salamin sa bintana
- panloob at panlabas na pagtatapos
— produksyon ng mga kagamitan sa kalakalan at eksibisyon, mga partisyon
- produksyon ng mga shower cabin
- sa mga greenhouse at greenhouses
- paggawa ng mga de-koryenteng kagamitan: mga proteksiyon na screen para sa mga digital na display, lamp diffuser, pandekorasyon na elemento mga socket at switch
— paglikha ng mga three-dimensional na bagay gamit ang thermoforming.
4. Pagproseso ng materyal
1. Pagproseso ng gilid
2. Thermoforming
3. Hinang
4. Pagdikit
5. Ilimbag
6. Varnishing
7. Metalisasyon
8. dumadagsa
9.Mainit na panlililak
10. Paggiling
11. Pagbubuo ng vacuum
Ang polystyrene ay medyo magaan. Mayroon itong mahusay na mga katangian ng insulating elektrikal at nailalarawan sa pamamagitan ng mababang pagkalugi ng dielectric. Ang maximum na inirerekomendang temperatura para sa paggamit ay 70 o C. Ang polystyrene ay madaling maproseso gamit ang mga tool at makina para sa pagproseso ng kahoy at metal.
1. Pagproseso ng gilid
Upang iproseso ang mga gilid, gumamit ng isang eroplano, isang magaspang na file, isang rasp, o isang scraper. Ang tool ay dapat na mahusay na hasa.
2. Thermoforming
Ang polystyrene ay ang perpektong materyal para sa ganitong uri ng pagproseso at nag-aalok ng napakalaking posibilidad para sa paglikha ng mga three-dimensional na hugis. Ang mga volumetric na titik, bas-relief, kumplikadong three-dimensional na figure at marami pang iba ay maaaring gawin gamit ang thermo- o vacuum forming. Ang pinakasimpleng tool para sa paggamot sa init - isang pang-industriya na hair dryer.
Temperatura sa pagpoproseso: 130-150 o C.
Sa matinding kaso: hanggang 200 o C.
Pagbuo ng temperatura:
— para sa mga teknikal na bahagi hanggang sa 75 o C
— para sa packaging na walang heating, halaga ng pag-urong: approx. 0.5%
Draw ratio:
- na may negatibong matrix -1:1.25
— na may positibong matrix — 1:2
— oras ng pag-init: depende sa pinagmulan ng pag-init. Kapag ang kapal ng materyal ay higit sa 2 mm, kinakailangan ang pagpainit sa magkabilang panig.
3. Hinang
Inirerekomenda namin ang gas welding (mainit na hangin) sa temperatura na 260-330 oC, hinang elemento ng pag-init(temperatura 180-260 oC, oras ng pag-init 20-60 segundo), at lalo na ang ultrasonic welding (oscillation amplitude 35 mm, ultrasound irradiation ay isinasagawa nang mas mababa sa 1 segundo).
4. Pagdikit
Ang mga bahagi ng polystyrene ay madaling nakadikit sa isa't isa at sa iba pang mga materyales, na bumubuo ng matibay at maaasahang mga koneksyon. Napakahusay para sa layuning ito contact adhesives, water-soluble adhesives, neoprene adhesives, at solvent o cyanoacrylate adhesives.
5. Ilimbag
Ang pag-print na inilapat gamit ang offset o screen na paraan ay madaling ilapat sa ibabaw ng polystyrene at tumatagal ng mahabang panahon. Hindi ito nangangailangan pre-treatment ibabaw. Gumagamit ang offset printing ng mga tinta para sa "mga hindi sumisipsip na ibabaw". Kapag nagpi-print ng silk-screen at gumagamit ng mga solvents, dapat mong bigyang pansin ang mga rekomendasyon ng mga tagagawa ng tinta.
6. Varnishing
Ang ibabaw ng plastik ay mahusay na pinahiran ng mga katugmang barnis.
7. Metalisasyon
Metallization ng polystyrene sa pagbuo ibabaw ng salamin maaaring isagawa gamit ang high-vacuum na teknolohiya pagkatapos ng naaangkop na paggamot sa ibabaw.
8. dumadagsa
Ang polystyrene ay angkop sa flocking (electrostatic application of fibers).
9.Mainit na panlililak
Ginawa gamit ang embossing foil, na angkop para sa thermoplastics at magagamit sa komersyo.
10. Paggiling
11. Pagbubuo ng vacuum
Solid, matibay, amorphous polimer. Ang PS ay madaling pininturahan at naproseso nang mekanikal.Pangunahing katangiang pisikal at kemikalpolisterin
Ang mga plastik na polystyrene ay isang malaking grupo ng mga thermoplastic na materyales, ang kemikal na komposisyon ng bahagi ng polimer na naglalaman ng monomer styrene o mga produktong copolymerization nito. Ang general purpose polystyrene (PS), expanded polystyrene, high impact polystyrene (HIPS) at ABS copolymer ay malawakang ginagamit.
May polystyrene pinakamahalaga kabilang sa modernong species mga plastik sa engineering. Bagaman ang kasalukuyang bahagi ng polystyrene sa paggawa ng mga sintetikong resin at plastik ay mas mababa sa 6%, ang mga lugar ng aplikasyon ng ganitong uri ng polimer ay tinutukoy ng malawak na saklaw Ang pisikal at mekanikal na mga katangian ay sumasaklaw sa lahat ng mga lugar ng industriya, mula sa produksyon ng mga kalakal ng consumer hanggang sa industriya ng automotive at konstruksiyon.
Sa mga tuntunin ng pisikal na katangian, ang polystyrene ay isang thermoplastic polymer na may linear na istraktura. Amorphous, walang kulay, transparent, marupok na produkto. Hindi nakakalason. Ang polystyrene ay nailalarawan sa pamamagitan ng kadalian ng pagproseso, adhesiveness, magandang colorability sa masa at napakahusay na mga katangian ng dielectric.
mesa. Mga katangiang pisikal polisterin.|
Mga katangiang pisikal |
Pagtatalaga | Yunit |
Ibig sabihin |
| Densidad | g/cm3 | 1,05 | |
| Temperatura ng paglipat ng salamin | Tst. | °C | 93 |
| Temperatura ng auto-ignition | Tsv. | °C | 440 |
| lakas ng makunat | σrast. | 40-50 | |
| Flexural modulus | GPa | 3,2 | |
| Kamag-anak na extension | % | 1,2-2 | |
| Thermal conductivity | W(m∙K) | 0,08-0,12 | |
| Heat resistance ayon kay Martens | °C | 70 | |
| Katigasan ng Brinell | MPa | 140-200 | |
| Pag-urong ng casting | % | 0,4-0,8 | |
| Electrical resistivity | ρv | 1015 | |
|
Ang dielectric na pare-pareho |
ε | 2,5-2,6 | |
| Mas mababang limitasyon ng flammability | CPV | g/m3 | 25-27,5 |
Upang makakuha ng mga materyales na may mas mataas na paglaban sa init at lakas ng epekto kaysa sa polystyrene, ang mga paghahalo nito sa iba pang mga polymer at styrene copolymer ay ginagamit. Ang pinakamalaking pang-industriya na kahalagahan ay block at graft copolymers, pati na rin ang mga random na copolymer ng styrene na may acrylonitrile, acrylates at methacrylates, α-methylstyrene at maleic anhydride.
Ang PS ay may average na gas permeability (mas mataas kaysa sa PP, ngunit mas mababa kaysa sa LDPE), ngunit mataas ang vapor permeability. Mabilis na bumababa ang vapor transmission kapag negatibong temperatura, na nagpapahintulot sa paggamit ng PS para sa mga produktong packaging sa mababang temperatura.
Ang PS ay may mahusay na mga katangian ng kuryente - mababang pagkalugi ng dielectric, mataas na lakas ng kuryente, mataas na volumetric na pagtutol. Sa kemikal, ito ay lumalaban sa malakas na acids at alkalis, hindi matutunaw sa aliphatic hydrocarbons at mahinang alkohol; natutunaw sa aromatic hydrocarbons, mas mataas na alkohol, ester at chlorinated hydrocarbons. Ang napakakomplikadong mga produkto ay maaaring gawin mula sa mga pelikulang nakatuon sa PS sa pamamagitan ng thermoforming.
Pangunahing grupo ng mga polystyrene plastic / Styrene polymers
Sa pamamagitan ng istrukturang kemikal Ang mga polystyrene plastic ay nahahati sa apat na pangunahing grupo:
Biaxially oriented na pelikula ay may mahusay na transparency. Ang temperatura ng paglambot ay 90-95°C. Ang oriented polystyrene ay may average na gas permeability (mas mataas kaysa sa PP, ngunit mas mababa kaysa sa LDPE), ngunit mataas na vapor permeability. Mabilis na bumababa ang vapor permeability sa mga temperaturang mas mababa sa 0°C, na ginagawang posible na gumamit ng PS para sa mga produktong packaging sa mababang temperatura. Ang mga produkto ng kumplikadong mga pagsasaayos ay maaaring makuha mula sa nakatuon sa mga pelikulang PS gamit ang thermoforming.
Ang oriented na PS na may kapal na mas mababa sa 75 microns ay ginagamit para sa "mga bintana" sa mga karton na packaging box. Ang mas makapal na mga pelikula ay ginagamit upang makagawa ng mga tasa para sa mga vending machine, mga tray para sa nakabalot na sariwang karne, para makita mo ang magkabilang panig ng nakabalot na produkto kapag bumibili.
Impact resistant polystyrene (HIPS) ay isang block copolymer ng styrene at goma. Sa hindi nabagong estado nito, ang PS ay isang malutong na materyal at ang tiyak na lakas ng epekto nito ay hindi sapat para sa maraming aplikasyon.
Ang PS na lumalaban sa epekto ay mas nababaluktot, may mas malaking lakas ng epekto, ngunit mas mababa ang lakas ng makunat at thermal resistance kaysa sa hindi nabagong PS. Ang mga kemikal na katangian ng hindi nabagong PS ay kapareho ng sa. Ang PS na lumalaban sa epekto ay isang mahusay na materyal para sa paggawa ng iba't ibang mga produkto sa pamamagitan ng thermoforming. Ang pagpapakilala ng mga sintetikong goma sa PS, na binabawasan ang pagkasira, binabawasan ang transparency ng PS.
Foamed polystyrene ay may mataas na paglaban sa taba at isang mahusay na insulator ng init. Ginagamit ito para sa paggawa ng iba't ibang mga produkto ng packaging sa pamamagitan ng thermoforming (mga lining para sa mga kahon ng mansanas, mga kahon para sa pag-iimpake ng mga itlog, mga tray at tray para sa pag-iimpake ng sariwang karne, isda, chips, atbp.).
Mga copolymer ng styrene na may acrylonitrile (SAN) ay may mas mataas na paglaban sa kemikal kumpara sa base polymer PS.
Ang plastik na ABS ay isang copolymer ng styrene, butadiene, acrylonitrile. Ang mga katangian nito ay malawak na nag-iiba depende sa komposisyon at paraan ng produksyon. Ang plastik na ABS ay may mas mataas na lakas ng epekto, paglaban sa kemikal at ductility kaysa sa UPS. Ginamit sa anyo ng mga garapon at tray.
