Polistiren (50 Fotografija): Koji Je To Materijal? Primjena I Priprema Granula, Gustoća Prozirnog I Drugog Polistirena, Talište I Druga Svojstva

Sadržaj:

Video: Polistiren (50 Fotografija): Koji Je To Materijal? Primjena I Priprema Granula, Gustoća Prozirnog I Drugog Polistirena, Talište I Druga Svojstva

Video: Polistiren (50 Fotografija): Koji Je To Materijal? Primjena I Priprema Granula, Gustoća Prozirnog I Drugog Polistirena, Talište I Druga Svojstva
Video: Melting Point and Plastic Processing Temperature || Melting Temperature and Processing Temperature|| 2024, Ožujak
Polistiren (50 Fotografija): Koji Je To Materijal? Primjena I Priprema Granula, Gustoća Prozirnog I Drugog Polistirena, Talište I Druga Svojstva
Polistiren (50 Fotografija): Koji Je To Materijal? Primjena I Priprema Granula, Gustoća Prozirnog I Drugog Polistirena, Talište I Druga Svojstva
Anonim

Razne vrste plastike radikalno su promijenile naše razumijevanje svakodnevnog života - danas se naš život više ne može zamisliti bez određenih plastičnih stvari. Međutim, postoje različite vrste plastike, a svaka njezina sorta ima svoje specifične karakteristike koje određuju uporabu određene tvari u određenim područjima. Budući da je polistiren danas jedna od najpopularnijih plastičnih opcija, vrijedi pobliže razmotriti njegove značajke.

Slika
Slika

Što je ovaj materijal?

Polistiren je polimerizirani stiren, odnosno proizvod je kemijske industrije. Njegovu proizvodnju možete postići različitim metodama, od kojih svaka ima svoje prednosti i nedostatke, a najpopularnije ćemo razmotriti detaljnije u ovom članku u nastavku. Pri čemu polistiren sadrži samo molekule uobičajenih tvari poput ugljika i vodika , ali je napravljen od tekućeg stirena, koji se pak dobiva iz nafte i ugljena.

Slika
Slika
Slika
Slika

Polimerizirani stiren izgleda kao tvrda i elastična, bezbojna, pa čak i prozirna tvar koja se može saviti bez lomljenja, a izrazito je higroskopna.

Po prvi put polistiren je dobiven u ranim fazama industrijske revolucije - poznato je da 1839. sintetiziran je u Njemačkoj … Druga je stvar što je njegova proizvodnja u industrijskim razmjerima započela mnogo kasnije - tek 1920., pa čak ni tada u prvim desetljećima nije se koristila tako aktivno. Tek tijekom Drugog svjetskog rata u državama su se zaista zainteresirali za njih, proizvodeći umjetnu gumu na bazi polistirena, a u SSSR-u je industrijska proizvodnja ovog materijala potpuno odgođena do poslijeratnih godina.

Slika
Slika
Slika
Slika

Ne može se reći da suvremeni polistiren u potpunosti odgovara uzorcima od prije jednog stoljeća . - za sve to vrijeme znanstvenici su tražili načine za poboljšanje svojstava materijala. Zahvaljujući tome, plastika je nakon Drugog svjetskog rata postala mnogo izdržljivija, uključujući i mnogo bolje izdržavanje udara - to je postalo moguće zahvaljujući stvaranju stiren -kopolimera dobivenih još složenijim kemijskim procesima.

Slika
Slika
Slika
Slika

Svojstva

Točno fizičke karakteristike suvremenog polistirena uvelike ovise o načinu na koji je proizveden , ali općenito, kada govorimo o jednostavnom polistirenu bez ikakvih pojašnjenja, mislimo na materijal sa vrlo specifičnim parametrima. Njegova gustoća nije najveća (1060 kg / m

Slika
Slika
Slika
Slika

Molekularna masa tvar također nipošto nije specifična i jako ovisi o načinu dobivanja polistirena - obično se kreće od 50 tisuća do 300 tisuća, iako varijante emulzija ponekad pokazuju znatno veće stope. Topljivost polistiren je značajan u brojnim tvarima, uključujući vlastiti monomer, kao i u acetonu, aromatskim ugljikovodicima i esterima.

Slika
Slika
Slika
Slika

Ne podliježe brojnim otapalima, uključujući etere, niže alkohole, fenole i alifatske ugljikovodike.

Polistiren ima izražena dielektrična svojstva koje se ne mijenjaju bez obzira na okruženje. Ovaj materijal je također praktički ravnodušan prema razornim učincima kiselina i lužina, soli, alkohola. Gore smo već naveli tvari koje ga još uvijek mogu otopiti, a također oksidira, halogenira, nitrira i sulfonira.

Slika
Slika
Slika
Slika

U svom izvornom obliku, bez dodatnog nijansiranja, polistiren (barem njegova raznolikost blokova) nije samo bezbojan, već i proziran … Struktura praktički ne zadržava vidljivu svjetlost, propuštajući 90% svoje količine, a to omogućuje uporabu takvog materijala u proizvodnji optičkih naočala. Istodobno, ultraljubičasto i infracrveno zračenje ne prolaze tako pouzdano kroz površine polistirena.

Slika
Slika
Slika
Slika

Ako svojstva polistirena smatramo prednostima koje ga čine tako popularnim u raznim područjima, prije svega vrijedi istaknuti sljedeće važne točke

  • Kombinacija niske cijene i jednostavnosti obrade … S obzirom na njegova svojstva, polistiren se može smatrati jednim od glavnih motora moderne civilizacije. Nije uzalud što se danas toliko proizvoda proizvodi izravnim sudjelovanjem ovog materijala - jednostavno nema prave alternative.
  • Dobra kemijska otpornost . Većina tvari koje u svakodnevnom životu mogu dospjeti na površinu polistirena ne predstavljaju nikakvu opasnost za njega - ovo je izvrsna vijest za proizvođače koji žele proizvoditi proizvode koji se odlikuju trajnošću. Istodobno, u kemijskom laboratoriju, s impresivnim setom reagensa pri ruci, nije teško otopiti polistiren.
  • Toksičnost je relativno sigurna . Polistiren emitira relativno malo štetnih isparenja i sa stajališta okoliša, uz određene rezerve, smatra se bezopasnim. Barem stručnjaci ne postavljaju nikakva ograničenja u korištenju polistirenskih materijala u stambenim prostorima, pa se čak može napraviti i polistirensko posuđe.
  • Širok raspon primjena … Zbog svojih kvaliteta, lakoće obrade i bojenja, polistiren se može koristiti kao sirovina za proizvodnju bilo čega.
Slika
Slika
Slika
Slika
Slika
Slika
Slika
Slika

Uz sve prednosti polistirena, on također ima ograničenja , i iako ih nema mnogo, ponekad igraju vrlo značajnu ulogu.

Prije svega, svako pregrijavanje takve plastike opasno je, pa čak i u kućnim uvjetima morate još razmisliti gdje možete koristiti polistiren, a gdje ne. Osim toga, za većinu vrsta materijala, osim otpornih na udarce, udarci predstavljaju i značajnu opasnost, a općenito predstavlja problem opća krhkost.

Usporedba s polipropilenom

Jedan od glavnih konkurenata polistirena je još jedan popularan polimer - polipropilena … U nekim područjima, poput proizvodnje ambalažnog materijala, izravni su konkurenti, no razlika između dva materijala je prilično značajna. Vrijedi početi barem s činjenicom da polistiren je teško reciklirati , i iako često možete čuti da je siguran, ekolozi i dalje vole pronaći greške u tome.

Slika
Slika

Polipropilen također nije bezgrešan, ali još uvijek ima malo manje pitanja o njemu, pa ga je lakše reciklirati. Ako govorimo isključivo o fizičkim svojstvima dvaju materijala, onda polipropilen također karakterizira povećana fleksibilnost - gdje se polistiren već lomi ili puca, kovani se polipropilen jednostavno savija. Što se tiče cijene, polistiren bi možda već odavno izgubio konkurenciju od suparnika, ali više niska cijena Je li faktor koji ga do sada drži na površini.

Slika
Slika
Slika
Slika

Vizualno razlikovati jedno od drugog nije tako teško, ali morate znati što gledati. Polistiren izgleda ljepše sjajna je i sjajna, bez dodatne boje izgleda prozirno, iako može imati karakterističnu hladnu nijansu plave. Polipropilen se čini malo prljavijim zbog izmaglice ., učinak rasipanja svjetla je mnogo veći. Također možete razlikovati dva materijala dodirom: polistiren je zvučan i ispušta karakteristične klikove pri udarcu, dok polipropilen zvuči prigušeno.

Slika
Slika
Slika
Slika

Je li štetno za ljude?

Polistiren je jedan od najkontroverznijih materijala u smislu procjene štete i opasnosti po zdravlje . S jedne strane, naširoko se koristi u ljudskim stanovima, pa čak i za proizvodnju posuđa, što već sugerira da to nije zabranjeno. S druge strane, brojne izjave koje dovode u pitanje ekološku prihvatljivost plastike odnose se prvenstveno na polistiren. Bit će pošteno reći da, iako nije najopasniji od postojećih materijala, ipak se ne može smatrati ni sigurnim - nije se mogao koristiti tako aktivno.

Slika
Slika
Slika
Slika

Treba shvatiti da se stiren, koji je sirovina za proizvodnju polistirena, smatra vrlo otrovnim.

Polistiren ne može ispuštati toliko otrovnih tvari koje neće toliko utjecati na zdravlje ljudi , ali to je samo dok niste s njim u stalnom kontaktu i dok se ne zagrije. Što je viša temperatura, to je susjedstvo s polistirenskim proizvodima opasnije, osobito ako je došlo do požara i materijal gori. Ponajviše, kemijski isparenja remete jetru, no problemi mogu biti čak i sa srcem i plućima, a neki stručnjaci vjeruju da je banalno udisanje para stirena ispunjeno razvojem hepatitisa.

Slika
Slika
Slika
Slika

Također morate shvatiti da se polistiren i polistiren razlikuju: kako bi poboljšao svojstva plastike, proizvođač može dodati različite plastifikatore, boje i druge dodatke koji utječu na čvrstoću i elastičnost materijala.

Slika
Slika

U nekim slučajevima ti se aditivi mogu pokazati čak i opasnijima od samog stirena, a proizvođač možda neće navesti dodatne podatke o opasnosti kako ne bi izgubio kupce.

Kad smo gore polistiren nazvali relativno sigurnim, mislili smo da postoje i drugi, još štetniji proizvodi ljudske aktivnosti, kojih se još uvijek ne možemo odreći - na primjer, ispušni plinovi automobila. Osim toga, u teoriji se polistiren može koristiti gotovo potpuno sigurno - pod uvjetom da poznajete i strogo slijedite upute, osobito ne poticanjem zagrijavanja materijala, već zaštitom od njega. Ali čak i tako Polistiren ne biste trebali doživljavati kao potpuno sigurnu tvar, jer čak ni u svijetu plastike, koji je posljednjih godina dobio sve više kritika, polistiren nije najsigurniji.

Slika
Slika
Slika
Slika

Pregled vrsta

Zasad za proizvodnju polistirena koristi se nekoliko metoda za dobivanje željeni materijal, a u pogledu njegovih svojstava gotov rezultat neće uvijek biti isti. Da biste razumjeli kako to funkcionira, Pogledajmo svaku od tri popularne metode.

Slika
Slika

Svaki od ovih materijala ima oznaku s karakterističnom oznakom metode dobivanja polistirena.

Emulzija

Danas ovo metoda je već uvelike zastarjela i praktički se ne koristi u proizvodnji … Princip rada je sljedeći: prvo se stiren pročišćava od inhibitora, nakon čega se u vodi kombinira s emulgatorima (soli masnih i sulfonskih kiselina, sapun), kao i inicijatorima polimerizacije - kalijevim persulfatom i vodikovim dioksidom. Kada se zagrije na 85-95 stupnjeva, dolazi do kemijske reakcije - postupnog procesa polimerizacije, koji se smatra dovršenim ako količina stirena padne ispod 0,5%.

Slika
Slika
Slika
Slika

Dobivena emulzija se zatim koagulira otopinom običnog natrijevog klorida i podliježe sušenju, uslijed čega nastaje sitni zrnati prah, čija veličina svake granule nije veća od 0,1 mm. Iako se polistiren obično opisuje kao bijeli i prozirni, ova metoda neće moći postići ove karakteristike . - kuglice imaju žućkastu nijansu, što ukazuje na prisutnost alkalnih nečistoća, koje se ne mogu potpuno ukloniti.

Slika
Slika

Iako je metoda danas nepopularna, upravo ta metoda daje tvar najveće moguće molekularne težine.

Suspenzija

Još jedna metoda koja se već smatra zastarjelom, iako se još uvijek smatra prikladnom za recikliranje polistirena u kopolimer poput ekspandiranog polistirena. Za proizvodnju je potreban pripremljeni stiren, odnosno njegova suspenzija u vodi, magnezijev hidroksid, polivinil alkohol, natrijev polimetakrilat i inicijatori polimerizacije. Sve se to šalje u reaktor, gdje se tvar aktivno miješa s postupnim zagrijavanjem do 130 stupnjeva i visokim tlakom. Nakon toga dobivenu suspenziju još treba podvrgnuti obradi centrifugi, a tek nakon pranja i sušenja prikupljenog materijala dobiva se polistiren.

Slika
Slika
Slika
Slika

Blokiran

Ova se metoda trenutno smatra najpopularnijom i najrelevantnijom, a većina polistirena danas se proizvodi na ovaj način . Obrazloženje je vrlo jednostavno: izlaz je čist materijal, idealan u pogledu svjetlosnih tehničkih parametara, karakteriziran stabilnošću parametara. Istodobno, upotreba razmatrane tehnologije učinkovita je i jamči gotovo potpunu odsutnost proizvodnog otpada.

Blokovna proizvodnja polistirena temelji se na miješanju stirena u benzenskom mediju u dvije faze - prvo na temperaturi od oko 90 stupnjeva, a zatim postupnim zagrijavanjem od 100 do 220. Proizvodnja bloka se zaustavlja u fazi kada oko 85% stirena masa se pretvorila u polistiren. Uklanjanje stirena koji nije imao vremena za polimerizaciju provodi se pomoću vakuuma.

Slika
Slika
Slika
Slika

Primjena

Polistiren se koristi u velikom broju područja ljudske aktivnosti, pa se čak koristi i za izradu zanata vlastitim rukama. Kod kuće od njega se izrađuju mali suveniri, laserskim rezanjem, glodanjem, slikanjem u bilo kojim bojama - od crvene do zlatne i crne, a u nekim slučajevima - i ispisom na polistirenskoj površini. Najšira primjena polistirena je pronađena u građevinarstvu , gdje se koristi za izradu zidnih ploča i stropnih pločica, raznih pregrada i bageta. U obliku lima, ovaj materijal se može koristiti i za fasade. Na kraju, na temelju ovog materijala proizvode nedavno popularne polistirenski beton.

Slika
Slika
Slika
Slika

Industrija namještaja također sve aktivnije koristi ovaj materijal, iako u ovom trenutku nije konkurent drvu i njegovim derivatima. Međutim, tamo gdje je velika vlaga, koristi se stalno - na primjer, danas se od nje u potpunosti može napraviti tuš kada. Osim toga, koriste se polistirenske granule poput punila u jastucima , te se u te svrhe prodaju gotovi u vrećicama.

Slika
Slika
Slika
Slika

Običnoj osobi raznolikost hrane od polistirena poznata je kao gotovo glavni materijal. za proizvodnju jednokratnog pribora za jelo … Većina plastičnih čaša koje su danas toliko popularne za punjenje bezalkoholnih pića izrađene su od nje. Osim toga, polistiren za hranu jako se koristi kao ambalažni materijal zbog niske cijene i relativne snage. S obzirom na dielektrična svojstva materijala, vrijedno je napomenuti da je također našao široku primjenu u Elektrotehnika.

Slika
Slika

Istodobno, zapravo postoji toliko mnogo mogućnosti korištenja proizvoda od polistirena da ih jednostavno nije moguće sve nabrojati.

Kako raditi s njim?

U svakodnevnom životu najčešće morate raditi s polistirenom , koji se mogu obrađivati i mehanički i termički. Formiranje savijanjem, lijepljenjem, rezanjem i bušenjem može biti i obična vrsta materijala i ona otporna na udarce. Obična ubodna pila služi za fragmentiranje lima debljine manje od 2 mm, dok se deblji listovi mogu uzeti brusilicom ili ručnim alatom. U industrijskoj radionici moguće je lasersko rezanje . Linija za rezanje ispalo je malo otrcano, pa zahtijeva naknadnu obradu - prvo se prosljeđuje turpijom, a zatim šmirglom.

Slika
Slika

Ako je potrebno napraviti rupu u listu, upotrijebite bušilicu, za koju vam je potrebna bušilica stvorena posebno za bušenje limove. Ako je debljina lima mala, tijekom bušenja može se deformirati protivno željama majstora - takav razvoj događaja možete izbjeći postavljanjem drvenog bloka ispod lima. List se formira ili vakuumskom tehnikom ili puhanjem zraka pod visokim tlakom. Obrada bilo kojom od navedenih metoda uključuje značajno zagrijavanje materijala (do 160-200 stupnjeva).

Slika
Slika

Spajanje pojedinih dijelova od polistirena dopušteno je i zavarivanjem i lijepljenjem. U oba slučaja, prije spajanja ulomaka površine, najprije morate pažljivo odmastiti. Potrebno je kuhati ili plinskom ili ultrazvučnom metodom, zalijepiti - polimernim sastavima na bazi cijanoakrilata ili neoprena.

Ako govorimo o mat polistirenu, tada se također može podvrgnuti takvoj vrsti obrade kao brušenje i poliranje . Za to se koristi brusilica, ali ni u kojem slučaju s abrazivnim kotačem - umjesto toga uzima se mekani kotač na koji se nanosi posebna pasta za poliranje. Ako je dio mali, možete ga i polirati ili samljeti ručno.

Između ostalog, na površinu polistirena mogu se nanijeti bilo kakvi posebni premazi – od metalnog sloja do zrcalnog filma . Na njemu se može ispisati crno ili u boji, na bilo koji od poznatih načina. Istodobno, za zaštitu nastalog teksta ili slike potrebno je otvoriti površinu lakom, jer polimer ne upija vlagu.

Slika
Slika

Obrada

Čini se da polistiren u svom čistom obliku ne nanosi mnogo štete okolišu, ali istodobno, njegov otpad, kakav bi trebao biti za plastiku, traje dugo vremena, zagađujući planet … Osim toga, budući da se nalaze u prirodnom okruženju, polimer i njegovi kopolimeri mogu biti izloženi prekomjernom zagrijavanju, uključujući izgaranje u požaru, a tada posljedice mogu biti mnogo strašnije. Isto tako, nekontroliran kontakt predmeta od polistirena sa tvarima koje mogu otopiti materijal je nepoželjan, inače se ne može izbjeći oslobađanje otrovnih para stirena, benzena, toluena, ugljičnog monoksida i etilbenzena.

Slika
Slika

Relativna prednost materijala je ta u većini se slučajeva može reciklirati , koristeći izravni otpad i jednostavno istrošene proizvode iz njega. Kao tehnike obrade koriste se ekstruzija, prešanje i lijevanje. Na izlazu se dobivaju proizvodi koji po kvaliteti nisu lošiji od novih, dok se ne stvara smeće. Osim toga, posljednjih godina izrađen je novi građevinski materijal na bazi polistirena - polistirenski beton , što je prikladno za niskogradnju. Nažalost, ogromne količine polistirenskog otpada, posebno u siromašnim zemljama, jednostavno se spaljuju. Ovakvo ponašanje s plastičnim otpadom izrazito je negativno za okoliš.

Preporučeni: