Polystyren (50 Fotos): Hvad Er Dette Materiale? Anvendelse Og Forberedelse Af Granulat, Densitet Af Transparent Og Andet Polystyren, Smeltepunkt Og Andre Egenskaber

2024 Forfatter: Beatrice Philips | [email protected]. Sidst ændret: 2024-01-18 12:07

Forskellige typer plast har radikalt ændret vores forståelse af hverdagen - i dag kan vores liv ikke længere forestilles uden visse plastiske ting. Der er imidlertid forskellige plasttyper, og hver af dens sorter 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.

Hvad er dette materiale?

Polystyren er polymeriseret styren, det vil sige, det er et produkt fra den kemiske industri. Du kan opnå fremstillingen ved hjælp af forskellige metoder, der 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 sådanne almindelige stoffer som kulstof og brint , men det er fremstillet af flydende styren, som til gengæld er fremstillet af olie og kul.

Polymeriseret styren ligner et hårdt og elastisk, farveløst og endda gennemsigtigt stof, der kan bøje uden at gå i stykker og er meget hygroskopisk.

For første gang blev polystyren opnået i de tidlige stadier af den industrielle revolution - det vides det i 1839 blev den syntetiseret i Tyskland … En anden ting er, at dets produktion i industriel skala begyndte meget senere - først 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 og producerede kunstgummi baseret på polystyren, og i Sovjetunionen blev industriproduktionen 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 ledte forskere efter måder at forbedre materialets egenskaber. Takket være dette blev plastik efter Anden Verdenskrig meget mere holdbar, herunder meget bedre modstandsdygtige påvirkninger - dette blev muligt takket være oprettelsen af styrencopolymerer opnået gennem endnu mere komplekse kemiske processer.

Ejendomme

Eksakt de moderne egenskaber ved moderne polystyren er stærkt afhængige af, hvordan det blev fremstillet , men generelt, når vi taler om simpelt 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 på ingen måde specifikt og afhænger stærkt af metoden til opnåelse af polystyren - det varierer normalt fra 50 tusind til 300 tusind, selvom emulsionsvarianter undertiden viser signifikant højere hastigheder. Opløselighed polystyren er signifikant i en række stoffer, herunder sin egen monomer, såvel som acetone, aromatiske kulbrinter og estere.

Det egner sig ikke til en række opløsningsmidler, herunder ethere, lavere alkoholer, phenoler og alifatiske kulbrinter.

Polystyren har udtalte dielektriske egenskaber der 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 oprindelige form, uden yderligere farvning, polystyren (i det mindste dens blokvariant) er ikke kun farveløs, men også gennemsigtig … Strukturen bevarer praktisk talt ikke synligt lys og passerer 90% af dens mængde, og dette tillader brug 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 behandling … Til sin pris kan polystyren betragtes som en af de vigtigste motorer i den moderne civilisation i betragtning af dets egenskaber. Det er ikke for ingenting, at der i dag produceres så mange produkter med direkte deltagelse af dette materiale - det har simpelthen ikke noget reelt alternativ.
• God kemisk resistens . De fleste af de stoffer, der kan komme på polystyrenoverfladen i hverdagen, udgør ingen fare for det - det er gode nyheder for producenter, der ønsker at producere produkter, der kendetegnes ved holdbarhed. På samme tid i et kemisk laboratorium, med et imponerende sæt reagenser ved hånden, er det ikke svært at opløse polystyren.
• Toksiciteten er relativt sikker . Polystyren afgiver relativt lidt af skadelige dampe og betragtes miljømæssigt med visse forbehold som ufarligt. Eksperter fremsætter i hvert fald ikke nogen begrænsninger for brugen af polystyrenmaterialer inde i beboelseslokaler, og selv polystyrenskåle kan laves.
• Bred vifte af applikationer … På grund af dets kvaliteter, lette forarbejdning og farvning kan polystyren bruges som råmateriale til fremstilling af alt.

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

Først og fremmest er enhver overophedning for sådan plast farlig, og selv under huslige forhold skal du stadig tænke over, hvor du kan bruge polystyren, og hvor du ikke bør. Desuden udgør stød for de fleste materialetyper ud over stødsikre en betydelig fare, og generelt er generel skrøbelighed et problem.

Sammenligning med polypropylen

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

Polypropylen er heller ikke syndfrit, men der er stadig lidt færre spørgsmål til det, og det er lettere at genbruge det. Hvis vi udelukkende taler om de to materialers fysiske kvaliteter, så polypropylen er også kendetegnet ved øget fleksibilitet - hvor polystyren allerede er ved at bryde eller revne, bøjer formbar polypropylen sig simpelthen. Hvad angår prisen, ville polystyren måske have tabt konkurrencen til sin rival for længe siden, men mere lavpris Er den faktor, der holder den 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 blå nuance. Polypropylen virker lidt mere snavset på grund af disen ., lysspredningseffekten er meget højere. Du kan også skelne mellem to materialer ved at trykke på: polystyren er sonorøs og udsender karakteristiske klik, når den rammer, mens polypropylen lyder dæmpet.

Er det skadeligt for mennesker?

Polystyren er et af de mest kontroversielle materialer med hensyn til vurdering af sundhedsskader og sundhedsfarer . På den ene side bruges den i vid udstrækning i menneskelige boliger og endda til fremstilling af tallerkener, hvilket allerede tyder på, at dette ikke er forbudt. På den anden side refererer talrige udsagn, der sætter spørgsmålstegn ved plasts 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.

Det skal forstås, at styren, som er et råmateriale til fremstilling af polystyren, betragtes som meget giftigt.

Polystyren kan afgive ikke så mange giftige stoffer, der ikke påvirker menneskers sundhed så meget , men dette er kun, så længe du ikke er i konstant kontakt med det, og indtil det varmes op. Jo højere temperatur, desto farligere er nabolaget med polystyrenprodukter, især hvis der er startet en 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 banal indånding af styrendampe er behæftet med udvikling af hepatitis.

Du skal også forstå, at polystyren og polystyren er forskellige: For at forbedre plastens egenskaber kan producenten tilføje forskellige blødgørere, farvestoffer og andre tilsætningsstoffer, der påvirker materialets styrke og elasticitet.

I nogle tilfælde kan disse tilsætningsstoffer vise sig at være endnu farligere end styren selv, og producenten angiver muligvis ikke yderligere faredata for ikke at miste kunder.

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 Du skal ikke opfatte polystyren som et helt sikkert stof, for selv i plastikverdenen, som har fået mere og mere kritik i de senere år, er polystyren ikke det sikreste.

Oversigt over arter

For nu til fremstilling af polystyren bruges flere metoder til at opnå det ønskede materiale, og hvad angår 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.

Hvert af disse materialer har en mærkning med en karakteristisk betegnelse for metoden til opnåelse af polystyren.

Emulsion

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

Den resulterende emulsion koaguleres derefter med en opløsning af almindeligt natriumchlorid og tørres, hvilket resulterer i, at der dannes et fint granulatpulver, hvis granulat ikke har en størrelse på mere end 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 alkali -urenheder, som ikke kan elimineres fuldstændigt.

Selvom metoden er upopulær i dag, er det netop denne metode, der giver et stof med den højest mulige molekylvægt.

Affjedring

En anden metode, der allerede betragtes som forældet, selvom den stadig anses for egnet til genbrug af polystyren til copolymerer som ekspanderet polystyren. Til fremstilling er forberedt styren nødvendig, eller rettere dens suspension i vand, magnesiumhydroxid, polyvinylalkohol, natriumpolymethacrylat og polymerisationsinitiatorer. Alt dette sendes til reaktoren, hvor stoffet aktivt blandes med gradvis opvarmning op til 130 grader og højt tryk. Derefter skal den resulterende suspension stadig udsættes for centrifugering, og først efter vask og tørring af det opsamlede materiale opnås polystyren.

Blocky

Denne metode betragtes i øjeblikket som den mest populære og relevante, og det meste af polystyren produceres i dag på denne måde . Begrundelsen er ganske enkel: output er et rent materiale, ideelt med hensyn til belysningstekniske parametre, kendetegnet ved parametrernes stabilitet. Samtidig er brugen af den overvejede teknologi både effektiv og garanterer næsten fuldstændigt fravær af produktionsaffald.

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

Ansøgning

Polystyren bruges på et stort antal områder af menneskelig aktivitet og bruges endda til at lave håndværk med egne hænder. Hjemme der laves små souvenirs af det ved hjælp af laserskæring, fræsning, maling i alle farver - fra rød til guld og sort og i nogle tilfælde - og tryk på en polystyrenoverflade. Den bredeste anvendelse af polystyren har fundet i byggeriet , hvor det bruges til at lave vægpaneler og loftsten, forskellige skillevægge og baguetter. I arkform kan dette materiale også bruges til facader. I sidste ende, på grundlag af dette materiale, producerer de det for nylig populære polystyrenbeton.

Møbelindustrien bruger også dette materiale mere og mere aktivt, selvom det i øjeblikket ikke er en konkurrent om træ og dets derivater. Men hvor luftfugtigheden er høj, bruges den konstant - for eksempel kan en brusekar helt fremstilles af den i dag. Derudover anvendes polystyrenkorn som fyldstof i puder , og til disse formål sælges færdige i poser.

For en almindelig person er polystyrens fødevaresortiment velkendt som næsten hovedmaterialet. til fremstilling af engangsservice … De fleste plastikkopper, der er så populære til aftapning af læskedrikke i dag, er fremstillet af det. Derudover bruges polystyren i fødevarekvalitet kraftigt som emballagemateriale på grund af dens lave omkostninger og relative styrke. I betragtning af materialets dielektriske egenskaber er det værd at bemærke, at det også har fundet bred anvendelse i Elektroteknik.

Samtidig er der faktisk så mange muligheder for at bruge polystyrenprodukter, at det simpelthen ikke er muligt at liste dem alle.

Hvordan arbejder man med ham?

I hverdagen skal du oftest arbejde med pladepolystyren , som kan behandles både mekanisk og termisk. Formning ved bøjning, limning, skæring og boring kan både være en almindelig type materiale og en slagfast. En almindelig stiksav bruges til at fragmentere et ark under 2 mm tykt, mens tykkere ark kan tages med en kværn eller et håndværktøj. På et industrielt værksted laserskæring er mulig . Skærelinjen viser sig at være lidt slidt, derfor kræver den efterfølgende behandling - den sendes først med en fil og derefter med emery.

Hvis det er nødvendigt at lave et hul i arket, skal du bruge en boremaskine, til hvilken du har brug for en boremaskine, der er skabt specielt til at bore arkplast. Hvis tykkelsen af arket er lille, kan den under boring deformeres mod skibsførerens 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. Behandling ved en hvilken som helst af de angivne metoder indebærer betydelig (op til 160-200 grader) opvarmning af materialet.

Tilslutning af individuelle dele lavet af polystyren er tilladt både ved svejsning og limning. I begge tilfælde skal du først affedte omhyggeligt, før du forbinder overfladens fragmenter. Det er nødvendigt at tilberede enten med gas eller ultralydsmetode til limning - med polymersammensætninger baseret på cyanoacrylat eller neopren.

Hvis vi taler om mat polystyren, så kan det også undergå en sådan form for behandling som slibning og polering . Til dette bruges en kværn, men under ingen omstændigheder med et slibende hjul - i stedet tages et blødt hjul, hvorpå der påføres en speciel polermasse. Hvis delen er lille, kan du også polere eller male den i hånden.

Blandt andet, enhver speciel belægning kan påføres på polystyrenoverfladen – fra et metallag til en spejlfilm . Det kan udskrives på det i sort eller farve på enhver af de kendte måder. For at beskytte den resulterende tekst eller billede er det samtidig nødvendigt at åbne overfladen med lak, fordi polymeren ikke absorberer fugt.

Forarbejdning

I sin rene form ser det ud til, at polystyren ikke gør meget skade på miljøet, men på samme tid vedvarer dets affald, som det burde være for plast, i en enorm periode og forurener planeten … Desuden kan polymeren og dens copolymerer være i det naturlige miljø udsat for overdreven opvarmning, herunder forbrænding i en brand, og derefter kan konsekvenserne være meget mere alvorlige. På samme måde er ukontrolleret kontakt mellem polystyrengenstande og stoffer, der er i stand til at opløse materialet, uønsket, ellers kan frigivelse af giftige dampe af styren, benzen, toluen, carbonmonoxid og ethylbenzen ikke undgås.

Den relative fordel ved materialet er, at det kan genbruges i de fleste tilfælde , udnytter både direkte affald og simpelthen slidte produkter fra det. Ekstrudering, presning og støbning bruges som behandlingsteknikker. Ved udgangen opnås produkter, der ikke er dårligere i kvalitet end nye, mens der ikke dannes affald. Desuden er der i de senere år blevet lavet et nyt byggemateriale på basis af polystyren - polystyrenbeton , som er passende til lavbyggeri. Desværre forbrændes enorme mængder polystyrenaffald, især i fattige lande. Denne adfærd med plastaffald er ekstremt negativ for miljøet.