Kaikki polystyreenistä

Erilaiset muovityypit ovat muuttaneet radikaalisti käsitystämme jokapäiväisestä elämästä - nykyään elämäämme ei voi enää kuvitella ilman tiettyjä muoviasioita. Muoveja on kuitenkin erilaisia, ja jokaisella sen lajikkeella on omat erityispiirteensä, jotka määräävät tietyn aineen käytön tietyillä alueilla. Koska polystyreeni on yksi suosituimmista muovivaihtoehdoista nykyään, sen ominaisuuksia kannattaa harkita tarkemmin.

Polystyreeni on polymeroitua styreeniä, eli se on kemianteollisuuden tuote. Voit saavuttaa sen valmistuksen erilaisilla menetelmillä, joista jokaisella on omat etunsa ja haittansa, ja tarkastelemme suosituimpia yksityiskohtaisemmin tässä artikkelissa alla. Jossa polystyreeni sisältää vain molekyylejä sellaisista yleisistä aineista kuin hiiltä ja vetyä, mutta se on valmistettu nestemäisestä styreenistä, jota puolestaan ​​saadaan öljystä ja hiilestä.

Ensimmäistä kertaa polystyreeni saatiin teollisen vallankumouksen alkuvaiheessa - se tiedetään vuonna 1839 se syntetisoitiin Saksassa... Toinen asia on, että sen tuotanto teollisessa mittakaavassa alkoi paljon myöhemmin - vasta vuonna 1920, ja silloinkaan ensimmäisten vuosikymmenten aikana sitä ei käytetty niin aktiivisesti. Vasta toisen maailmansodan aikana osavaltioissa he todella kiinnostuivat niistä, tuottamalla polystyreenipohjaista tekokumia, ja Neuvostoliitossa tämän materiaalin teollinen tuotanto lykättiin kokonaan sodan jälkeisiin vuosiin.

Ei voida sanoa, että moderni polystyreeni vastaa täysin vuosisadan takaisia ​​näytteitä. - Koko tämän ajan tiedemiehet ovat etsineet tapoja parantaa materiaalin ominaisuuksia. Tämän ansiosta muovista tuli toisen maailmansodan jälkeen paljon kestävämpi, mukaan lukien paljon paremmin iskujen kestävyys - tämä tuli mahdolliseksi vielä monimutkaisemmilla kemiallisilla prosesseilla saatujen styreenikopolymeerien luomisen ansiosta.

Tarkka nykyaikaisen polystyreenin fyysiset ominaisuudet riippuvat suuresti sen valmistustavasta, mutta yleensä, kun puhumme yksinkertaisesta polystyreenistä ilman selvennystä, tarkoitamme materiaalia, jolla on erittäin tarkat parametrit. Sen tiheys ei ole suurin (1060 kg / m

Molekyylimassa aine ei myöskään ole millään tavalla spesifinen ja riippuu voimakkaasti polystyreenin hankintamenetelmästä - se vaihtelee yleensä 50 000 - 300 000, vaikka emulsiomuunnelmat osoittavat joskus huomattavasti korkeampia osia. Liukoisuus polystyreeni on merkittävä useissa aineissa, mukaan lukien sen oma monomeeri, samoin kuin asetoni, aromaattiset hiilivedyt ja esterit.

Polystyreenillä on selvät dielektriset ominaisuudetjotka eivät muutu ympäristöstä riippumatta. Tämä materiaali on myös käytännössä välinpitämätön happojen ja alkalien, suolojen, alkoholien tuhoisille vaikutuksille. Yllä olemme jo listanneet aineet, jotka voivat vielä liuottaa sitä, ja se myös hapettaa, halogenoituu, nitrautuu ja sulfonoituu.

Alkuperäisessä muodossaan, ilman lisäsävytystä, polystyreeni (ainakin sen lohkolajitelma) ei ole vain väritön, vaan myös läpinäkyvä... Rakenne ei käytännössä säilytä näkyvää valoa, joka kulkee 90% sen määrästä, ja tämä mahdollistaa tällaisen materiaalin käytön optisten lasien valmistuksessa. Samaan aikaan ultravioletti- ja infrapunasäteily ei kulje polystyreenipintojen läpi niin luotettavasti.

Jos pidämme polystyreenin ominaisuuksia etuina, jotka tekevät siitä niin suositun eri aloilla, on ensinnäkin syytä korostaa seuraavia tärkeitä kohtia.

• Yhdistelmä alhaiset kustannukset ja helppo käsittely... Hintaansa nähden polystyreeniä voidaan pitää yhtenä modernin sivilisaation pääkoneista sen ominaisuuksien vuoksi. Ei ihme, että nykyään niin monet tuotteet valmistetaan tämän materiaalin suoralla osallistumisella - sillä ei vain oikeastaan ​​ole vaihtoehtoa.
• Hyvä kemikaalinkestävyys. Suurin osa aineista, jotka voivat joutua polystyreenipinnalle jokapäiväisessä elämässä, eivät aiheuta sille mitään vaaraa - tämä on hieno uutinen valmistajille, jotka haluavat valmistaa tuotteita, jotka erottuvat kestävyydestä. Samaan aikaan kemiallisessa laboratoriossa, jossa on käsillä vaikuttava joukko reagensseja, ei ole vaikeaa liuottaa polystyreeniä.
• Myrkyllisyys on suhteellisen turvallista. Polystyreeni vapauttaa suhteellisen vähän haitallisia höyryjä, ja ympäristön kannalta sitä pidetään tietyin varauksin vaarattomana. Asiantuntijat eivät ainakaan esitä rajoituksia polystyreenimateriaalien käytölle asuintiloissa, ja jopa polystyreeniastioita voidaan valmistaa.
• Laaja valikoima sovelluksia... Ominaisuuksiensa, käsittelyn ja värjäyksen helppouden ansiosta polystyreeniä voidaan käyttää raaka-aineena minkä tahansa valmistukseen.

Kaikilla polystyreenin eduilla siinä on myös rajoituksia, ja vaikka niitä ei ole niin paljon, niillä on joskus erittäin merkittävä rooli.

Yksi polystyreenin tärkeimmistä kilpailijoista on toinen suosittu polymeeri - polypropeeni... Joillakin aloilla, kuten pakkausmateriaalien tuotannossa, ne ovat suoria kilpailijoita, mutta ero näiden kahden materiaalin välillä on varsin merkittävä. Kannattaa aloittaa ainakin siitä tosiasiasta polystyreeniä on vaikea kierrättää, ja vaikka voit usein kuulla, että se on turvallista, ympäristönsuojelijat rakastavat silti löytää siitä virheitä.

Polypropeeni ei myöskään ole synnitön, mutta siitä on silti hieman vähemmän kysymyksiä, ja se on helpompi kierrättää. Jos puhumme puhtaasti näiden kahden materiaalin fyysisistä ominaisuuksista, niin polypropeenille on ominaista myös lisääntynyt joustavuus - Jos polystyreeni jo murtuu tai halkeilee, muokattava polypropeeni yksinkertaisesti taipuu. Mitä tulee hintaan, polystyreeni olisi ehkä menettänyt kilpailun kilpailijalleen kauan sitten, mutta enemmän halpa Se on tekijä, joka pitää sen pinnalla toistaiseksi.

Visuaalinen erottaminen toisistaan ​​ei ole niin vaikeaa, mutta sinun on tiedettävä, mitä katsoa. Polystyreeni näyttää kauniimmalta se on kiiltävä ja kiiltävä, ilman lisävärjäystä se näyttää läpinäkyvältä, vaikka sillä voi olla tyypillinen kylmä sinisen sävy. Polypropeeni näyttää hieman likaisemmalta sen sameuden vuoksi, valonsirontavaikutus on paljon suurempi. Voit myös erottaa kaksi materiaalia napauttamalla: polystyreeni on äänekäs ja antaa tunnusomaisia ​​naksahduksia osuessaan, kun taas polypropeeni kuulostaa vaimealta.

Polystyreeni on yksi kiistanalaisimmista materiaaleista terveyshaittojen ja -vaaran arvioinnissa. Toisaalta sitä käytetään runsaasti ihmisten asunnoissa ja jopa astioiden valmistukseen, mikä jo viittaa siihen, että tämä ei ole kiellettyä. Toisaalta monet muovin ympäristöystävällisyyttä epäilevät lausunnot liittyvät ensisijaisesti polystyreeniin. On reilua sanoa, että vaikka se ei ole vaarallisin olemassa olevista materiaaleista, sitä ei silti voida pitää turvallisena - sitä ei voitu käyttää niin aktiivisesti.

Polystyreeni ei voi päästää niin paljon myrkyllisiä aineita, jotka eivät vaikuta niin paljon ihmisten terveyteen, mutta tämä on vain niin kauan, kun et ole jatkuvassa kosketuksessa sen kanssa ja kunnes se lämpenee. Mitä korkeampi lämpötila, sitä vaarallisempi ympäristö polystyreenituotteiden kanssa, varsinkin jos tulipalo on syttynyt ja materiaali palaa. Ennen kaikkea kemialliset höyryt häiritsevät maksan toimintaa, mutta ongelmia voi olla jopa sydämessä ja keuhkoissa, ja jotkut asiantuntijat uskovat, että styreenihöyryjen banaalinen hengittäminen on täynnä hepatiitin kehittymistä.

Sinun on myös ymmärrettävä, että polystyreeni ja polystyreeni ovat erilaisia: Muovin ominaisuuksien parantamiseksi valmistaja voi lisätä erilaisia ​​pehmittimiä, väriaineita ja muita lisäaineita, jotka vaikuttavat materiaalin lujuuteen ja joustavuuteen.

Kun edellä kutsuimme polystyreeniä suhteellisen turvalliseksi, tarkoitimme, että on olemassa muita, vieläkin haitallisempia ihmisen toiminnan tuotteita, joista emme voi silti luopua - esimerkiksi auton pakokaasut. Lisäksi teoriassa polystyreeniä voidaan käyttää lähes täysin turvallisesti - edellyttäen, että tiedät ja noudatat tiukasti ohjeita, etenkään edistämällä materiaalin kuumenemista, vaan suojaamalla sitä siltä. Mutta jopa niin Polystyreeniä ei pidä pitää täysin turvallisena aineena, sillä viime vuosina yhä enemmän kritiikkiä saaneessa muovimaailmassakaan polystyreeni ei ole turvallisin.

Tällä hetkellä polystyreenin valmistukseen käytetään useita menetelmiä halutun materiaalin ja sen ominaisuuksien perusteella lopputulos ei aina ole sama. Ymmärtääksesi kuinka se toimii, Katsotaanpa kutakin kolmesta suositusta menetelmästä.

Tänään tämä menetelmä on jo pitkälti vanhentunut, eikä sitä käytännössä käytetä tuotannossa... Toimintaperiaate on seuraava: ensinnäkin styreeni puhdistetaan inhibiittoreista, minkä jälkeen se yhdistetään veteen emulgointiaineiden (rasva- ja sulfonihappojen suolat, saippua) sekä polymeroinnin initiaattoreiden - kaliumpersulfaatin ja vetydioksidin - kanssa. Kuumennettaessa 85-95 asteeseen tapahtuu kemiallinen reaktio - asteittainen polymerointiprosessi, jota pidetään täydellisenä, jos styreenin määrä laskee alle 0,5%.

Saatu emulsio koaguloidaan sitten tavallisen ruokasuolan liuoksella ja kuivataan, minkä seurauksena muodostuu hienorakeinen jauhe, jonka jokaisen rakeen koko on enintään 0,1 mm. Vaikka polystyreeniä kuvataan yleensä valkoiseksi ja läpinäkyväksi, tätä menetelmää ei voida käyttää näiden ominaisuuksien saavuttamiseen. - palloissa on kellertävä sävy, mikä osoittaa alkali-epäpuhtaudet, joita ei voida täysin poistaa.

Toinen menetelmä, jota pidetään jo vanhentuneena, vaikka sitä pidetään edelleen sopivana polystyreenin kierrättämiseen kopolymeereiksi, kuten paisutettu polystyreeni. Tuotantoa varten tarvitset valmistettua styreeniä tai pikemminkin sen suspensiota veteen, magnesiumhydroksidia, polyvinyylialkoholia, natriumpolymetakrylaattia ja polymeroinnin initiaattoreita. Kaikki tämä lähetetään reaktoriin, jossa aine sekoitetaan aktiivisesti asteittaisella lämmityksellä 130 asteeseen ja korkeaan paineeseen. Sen jälkeen tuloksena oleva suspensio on vielä sentrifugoitava, ja vasta kerätyn materiaalin pesun ja kuivaamisen jälkeen saadaan polystyreeni.

Tätä menetelmää pidetään nykyään suosituimpana ja merkityksellisimpana, ja suurin osa polystyreenistä valmistetaan nykyään tällä tavalla. Perustelu on hyvin yksinkertainen: lähtö on puhdasta materiaalia, joka on ihanteellinen valaistusteknisten parametrien kannalta, jolle on ominaista parametrien vakaus. Samalla tarkasteltavana olevan teknologian käyttö on sekä tehokasta että takaa lähes täydellisen tuotantojätteen puuttumisen.

Polystyreenin lohkovalmistus perustuu styreenin sekoittamiseen bentseeniympäristössä kahdessa vaiheessa - ensin noin 90 asteen lämpötilassa ja sitten asteittaisella lämmityksellä 100:sta 220 asteeseen. Lohkojen valmistus lopetetaan vaiheessa, jolloin noin 85 % styreenistä massa on muuttunut polystyreeniksi. Styreeni, joka ei ole ehtinyt polymeroitua, poistetaan tyhjiöllä.

Polystyreeniä käytetään monilla ihmisen toiminnan aloilla, ja sitä käytetään jopa käsitöiden tekemiseen omin käsin. Kotona siitä valmistetaan pieniä matkamuistoja laserleikkauksella, jyrsimällä, maalaamalla millä tahansa väreillä - punaisesta kultaan ja mustaan, ja joissakin tapauksissa - ja tulostamalla polystyreenipinnalle. Polystyreenin käyttökohde on laajin rakenteilla, jossa siitä valmistetaan seinäpaneeleja ja kattolaattoja, erilaisia ​​väliseiniä ja patonkeja. Levymuodossa tätä materiaalia voidaan käyttää myös julkisivuihin. Lopulta he tuottavat tämän materiaalin perusteella suosittuja viime aikoina polystyreeni betoni.

Huonekaluteollisuus käyttää myös tätä materiaalia yhä aktiivisemmin, vaikka se ei tällä hetkellä ole puun ja sen johdannaisten kilpailija. Korkean kosteuden paikoissa sitä käytetään kuitenkin jatkuvasti – vaikkapa siitä voidaan nykyään tehdä kokonaan suihkuallas. Lisäksi käytetään polystyreenirakeita kuin täyteaine tyynyissä, ja näitä tarkoituksia varten myydään valmiina pusseissa.

Tavalliselle ihmiselle elintarvikelajike polystyreeni tunnetaan lähes päämateriaalina. kertakäyttöisten astioiden valmistukseen... Suurin osa muovimukeista, jotka ovat nykyään niin suosittuja virvoitusjuomien pullotukseen, on valmistettu siitä. Lisäksi elintarvikelaatuista polystyreeniä käytetään runsaasti pakkausmateriaalina alhaisten kustannustensa ja suhteellisen lujuutensa vuoksi. Materiaalin dielektriset ominaisuudet huomioon ottaen on syytä huomata, että se löysi laajan käyttökohteen myös mm Sähkötekniikka.

Jokapäiväisessä elämässä joudut useimmiten työskentelemään polystyreenin kanssa, joita voidaan käsitellä sekä mekaanisesti että termisesti. Muotoilu taivuttamalla, liimaamalla, leikkaamalla ja poraamalla voi olla sekä tavallista että iskunkestävää materiaalia. Alle 2 mm paksuisen levyn sirpalointiin käytetään tavallista palapeliä, kun taas paksummat levyt voidaan ottaa hiomakoneella tai käsityökalulla. Teollisuuspajassa laserleikkaus on mahdollista. Leikkausviiva osoittautuu hieman repaleiseksi, joten se vaatii myöhempää käsittelyä - se ohitetaan ensin viilalla ja sitten hiomakoneella.

Jos levyyn on tehtävä reikä, käytä poraa, johon tarvitset erityisesti levymuovin poraamiseen luodun poran. Jos levyn paksuus on pieni, se voi porauksen aikana vääntyä vastoin päällikön toiveita - voit välttää tällaisen kehityksen asettamalla puupalkin levyn alle. Levy muodostetaan joko tyhjiötekniikalla tai puhaltamalla ilmaa korkeassa paineessa. Prosessointi millä tahansa ilmoitetuista menetelmistä edellyttää materiaalin merkittävää (jopa 160-200 astetta) kuumennusta.

Jos puhumme mattapolystyreenistä, se voidaan myös käsitellä sellaisella tavalla kuin hionta ja kiillotus. Tätä varten käytetään hiomakonetta, mutta ei missään tapauksessa hiomalaikalla - sen sijaan otetaan pehmeä pyörä, johon levitetään erityinen kiillotuspasta. Jos osa on pieni, voit myös kiillottaa tai hioa sen käsin.

Muun muassa, polystyreenipinnalle voidaan levittää erikoispinnoitteita – metallikerroksesta peilikalvoksi. Se voidaan painaa siihen mustana tai värillisenä millä tahansa tunnetuista tavoista. Samanaikaisesti tuloksena olevan tekstin tai kuvan suojaamiseksi pinta on avattava lakalla, koska polymeeri ei ime kosteutta.

Puhtaassa muodossaan polystyreeni ei näytä aiheuttavan suurta haittaa ympäristölle, mutta samaan aikaan sen jäte, kuten muovinkin kuuluu olla, säilyy valtavan ajan saastuttaen planeettaa... Lisäksi luonnollisessa ympäristössä polymeeri ja sen kopolymeerit voivat altistua liialliselle kuumennukselle, mukaan lukien palaminen tulipalossa, jolloin seuraukset voivat olla paljon vakavammat. Samoin polystyreeniesineiden hallitsematon kosketus materiaalin liuottaviin aineisiin ei ole toivottavaa, muuten styreenin, bentseenin, tolueenin, hiilimonoksidin ja etyylibentseenin myrkyllisten höyryjen vapautumista ei voida välttää.

Materiaalin suhteellinen etu on se se voidaan useimmissa tapauksissa kierrättää, hyödyntäen sekä suoraa jätettä että siitä yksinkertaisesti kuluneita tuotteita. Prosessointitekniikoina käytetään ekstruusiota, puristamista ja valua. Poistuessa saadaan tuotteita, jotka eivät ole laadultaan huonompia kuin uudet, mutta roskia ei muodostu. Lisäksi viime vuosina on valmistettu uusi rakennusmateriaali polystyreenin pohjalta - polystyreeni betoni, joka sopii matalalle rakentamiselle. Valitettavasti valtavia määriä polystyreenijätettä, etenkin köyhissä maissa, yksinkertaisesti poltetaan. Tällainen käyttäytyminen muovijätteen kanssa on erittäin haitallista ympäristölle.

Seuraava video kertoo levypolystyreenistä ja sen käyttöominaisuuksista.