Что это?

Материал относится к типу синтетических полимеров и взял свое имя от материала, из которого его получают путем полимеризации. Субстанцией является стирол или фенилэтилен – жидкость с резким специфическим запахом. Так полистирол – это один из окончательных продуктов обработки нефти и природного газа, который получен в процессе изменений.

polystyrol

Применение

Необычные свойства этого вещества сделали его одним из самых востребованных полимеров.

Область применения полистирола довольно широка, его используют в различных сферах.

В быту

Материал применяют при изготовлении многочисленных предметов ежедневного использования, таких как кухонные принадлежности, ведра, тазы, контейнеры и другие предметы.

В строительстве

Полистирол применяется в создании утеплителей, различных мембранных материалов, сэндвич-панелей, в ламинировании древесных плит, производстве ряда декоративных, светопропускающих, звукопоглощающих, клеев, полимерных красок и др.

В медицине

Используется для производства медицинского оборудования, таких как систем переливания крови, посуды для больниц, частей одноразовых инструментов и др.

В промышленности

Для изготовления волокнистых фильтров, электроизоляции, производства конденсаторов и других электронных моделей. Для производства изделий из стекла (пригодных для покрытия теплиц), различного инвентаря, пригодного для работы.

Упаковочная продукция

Пленка, изготовленная в процессе плавления блочного полистирола, активно используется при изготовлении различных упаковок, которые применяются в пищевой промышленности: контейнеры, лотки, коррекси для конфет, тортницы, упаковки для майонеза, сыра, кондитерских изделий. А также материал применяется для изготовления блистерных упаковок, используемых в медицине и производства форм для отливки тротуарной плитки.

Свойства

К основной характеристике можно отнести то, что он является отличным заменителем стекла. А также обладает прозрачностью и легок в применении. Полистирол представляет собой синтетический полимер с хорошими физическими и химическими свойствами, в результате переработки которого получается материал, применяемый практически во всех сферах жизни.

Химические и физические свойства

Субстанция обладает низким влагопоглощением и стойкостью к радиоактивному излучению. А также вещество характеризуется такими показателями, как:

  • паронепроницаемостью;
  • высокой плотностью;
  • минимальной рабочей температурой -40 °С;
  • максимальной рабочей температурой +75 °С;
  • теплоемкостью;
  • теплопроводностью;
  • приемлемым коэффициентом термического расширения;

Пожароопасные свойства

Вещество характеризуется как сгораемый материал, который даже в комплексе бетонного каркаса не утрачивает своих горючих свойств. Происходит это по причине высокого содержания углерода в составе. К этому факту проявляют интерес сотрудники пожарных служб.

Наиболее решительны в отношении пожарных характеристик нормативные документы, непосредственно регламентирующие его разработку. Они необходимы к исполнению. Именно поэтому, а также приняв во внимание другие обязательные документы, регламентирующие производство полистирола и его производных, производители соблюдают открытую позицию для клиентов, сами добровольно сообщают своим заказчикам о высокой пожарной опасности.

Но стоит отметить, что материал не самовозгорается, а воспламеняется от прямого воздействия огня. И при горении выделяет токсичные газы.

Технические характеристики вещества

  • легок в обработке;
  • легко режется;
  • прочный;
  • легкий;
  • гибкий;
  • стойкий к кислотам и щелочам;
  • ударопрочный;
  • отлично формируется

Состав

Полистирол содержит 92% массовой доли углерода и 8% водорода, в его составе также присутствуют сера, азот, кислород. Полистирол при обычной температуре представляет собой твердое аморфное стекловидное тело, которое при 80 градусах переходит в эластичное состояние и начинает плавиться при 239°С.

Виды

В зависимости от технологии производства полистирол сегодня выпускается в разных видах и модификациях. По назначению выделят три вида:

  • ударопрочный (HIPS);
  • общего назначения или прозрачный (GPPS);
  • экструдированный или вспененный

Ударопрочный полистирол

Качественный листовой материал. Благодаря тонкости, холодостойкости и «безразличии» к щелочам и кислотам, его применяют в пищевой промышленности, а также во внешней отделке, рекламе. Также область использования включает почти все сферы деятельности людей, что объясняется многогранностью этого вещества. В зависимости от метода переработки, он бывает:

  • глянцевым и матовым,
  • гладким и рифленым,
  • светорассеивающим и цветным.

К плюсам материала можно отнести:

  • высокую прочность;
  • водонепроницаемость;
  • в твердой форме не выделяет опасных для жизни людей веществ;
  • диэлектрические свойства;
  • мягкоплавкость;
  • устойчивость к морозам;
  • несложность механической обработки.

Это допускает применение HIPS при отделке, производстве игрушек, одноразовой посуды, упаковки и др. Некоторые типы носят специфическое назначение. К примеру, в холодильной технике применяется особый фреоностойкий полистирол, а в наружном оформлении используется ударопрочный полистирол с добавлением УФ-стабилизаторов, обеспечивающих защиту от пожелтения в результате воздействия солнечных лучей.

Недостатки данного вещества – это его легковоспламеняемость и растворимость в большинстве ароматических углеводородов. Горение сопровождается повышенным выделением копоти и вредных для здоровья веществ.

Полистирол общего назначения или светорассеивающий

По внешнему виду напоминает акриловое стекло. Имеет огромный спектр применения. Это достаточно хрупкий материал с невысокой плотностью.

Достоинства:

  • влагоустойчив и, соответственно, долговечен;
  • обладает гладкой поверхностью и имеет высокий уровень прозрачности, поэтому свободно применяется в качестве дешевого аналога оргстекла;

Недостатки:

  • низкая устойчивость к УФ лучам;
  • хрупкость;

Прозрачный полистирол свободно используется в светотехнике, наружной рекламе, во внутренней декоративной отделке. Это недорогой и долговечный материал.

Экструдированный или вспененный

Получается с помощью нагрева с пенообразователем и последующего экструдирования в виде листового или рулонного материала, используется в качестве утепляющего слоя. Область применения вспененного полистирола обширна. В первую очередь, это эксклюзивный утеплитель, который применяется в строительстве более 60 лет и поныне не имеет аналогов с такими же характеристиками.

Плюсы:

  • надежность;
  • стойкость к хим. влиянию, плесени, влаге;
  • один из самых экологичных;

Один существенный минус:

  • высокая воспламеняемость

Экструдированный полистирол является отличным материалом для производства упаковочной тары и других упаковок.

Какой из видов лучше?

Однозначного ответа на этот вопрос нет. В каждом из них есть свои плюсы и минусы, выбирать следует в зависимости от того производства, куда пойдет материал.

Аналоги

Главным аналогом материала является оргстекло. Однако стекло более прочно по показателям пропускаемости УФ-лучей. Но оба материала идентичны. Для внешнего остекленения разумнее использовать оргстекло. А для внутреннего – полистирол, также его применяют при производстве различных перегородок, стенок для ванной комнаты или душевых кабинок. Он более легок в очистке и применении. А также к достоинствам полистирола относят его низкую стоимость.

Вреден ли полистирол?

Учитывая тот факт, что полистирол прочно вошел в жизнь и практически каждый сталкивался хоть раз с изделиями из этого материала, необходимо знать, насколько он вреден.

Сам по себе полистирол не представляет опасность. Отрицательное влияние на человека оказывает стирол. Но лишь в очень сильной концентрации. ГОСТ 10003-90: "Стирол по разряду воздействия на организм относится к третьему классу опасности. К этой классификации причисляются также некоторые повседневные вещества, такие как алюминий, медь, спирт и даже соединения серебра.

Безопасность материала беспокоит ученых из многих стран. К примеру, В США создан центр SIRC, который исследует влияние вещества на природу и человека, этот центр работает уже более 30 лет. В Европе также изучают стирол и его токсичность.

Итоги экспериментов таковы: полистирол не является канцерогеном, не вызывает мутацию генов, не воздействует на здоровье в целом и на репродуктивную систему в частности.

Хранение

Полистирол необходимо хранить в темном, закрытом, сухом, чистом, отапливаемом помещении на полках или поддонах, стоящих на высоте от 5 см и выше от пола и от нагревательных приборов не менее чем на 1 м. Полистирол хранится в недосягаемости солнечных лучей.

Утилизация и отходы

Как и в любом производстве, при изготовлении большинства полимерных изделий остаются отходы. Важно заметить, что не только использованная продукция идет в утиль, но в их число входят и полистирольная мука, дробленка, сливы, неликвидная продукция и т.д.

Б/у полимеры под влиянием различных внешних факторов могут менять свои качества. Множество материалов, которые использовались долгое время и были выброшены на мусорки, загрязняют окружающую среду. По этим причинам, проблема утилизации полимерных отходов занимает высокое положение в современном мире.

Для переработки полистирола применяют следующие методы:

 

  • механическая обработка (измельчение чистого материала и смешивание его с гранулами при выработке новых изделий);
  • утилизация;
  • рекуперация энергии (сжигание использованного материала и использование энергии для отопления или выработки электроэнергии);
  • заполнение углублений местности;
  • деполимеризация

Как видно, отходы полистирола являются определенной ценностью, потому что могут стать исходным сырьем впроцессе рециклинга. Сегодня на рынке переработка отходов и получение вторичного сырья являются важным сегментом.

Изготовление

Полистирол получают путем полимеризации стирола. Технология различается по циклу работы, съему продукции с единицы объема, правилам исполнения процедуры полимеризации. От определенного метода производства зависят свойства получаемого полистирола. Отличают четыре метода получения:

  • полимеризацию в массе (блоке) мономера;
  • полимеризацию мономера в эмульсии ( в основном производство АБС-пластиков;
  • суспензионную полимеризацию (ударопрочный полистирол и пенополистирол);
  • полимеризацию в растворе (блок-сополимеры бутадиена и стирола).

Полистирол является современным недорогим материалом, который используется практически во всех сферах жизни. К тому же, отходы этого вещества приносят пользу и вторично перерабатываются. Сырье входит в состав многих используемых сегодня строительных материалов, в том числе материалов для утепления зданий.