Polystyrenové plasty jsou velkou skupinou termoplastických materiálů, jejichž chemické složení polymerní části obsahuje monomer styren nebo jeho kopolymerační produkty. Široce se používají polystyren pro všeobecné použití (PS), expandovaný polystyren, vysoce houževnatý polystyren (HIPS) a kopolymery ABS.
Polystyren má mezi moderními typy technických plastů velký význam. Přestože v současné době je podíl polystyrenu na výrobě syntetických pryskyřic a plastů necelých 6 %, oblasti použití tohoto typu polymeru díky široké škále fyzikálních a mechanických vlastností pokrývají všechny oblasti průmyslu, od výroby spotřebního zboží do automobilového průmyslu a stavebnictví.
Z hlediska fyzikálních vlastností je polystyren termoplastický polymer s lineární strukturou. Amorfní, bezbarvý, průhledný, křehký produkt. Netoxický. Polystyren se vyznačuje snadnou zpracovatelností, přilnavostí, dobrou barvitelností ve hmotě a velmi dobrými dielektrickými vlastnostmi.
Stůl. Fyzikální vlastnosti polystyrenu.
Označení Jednotka měření
Hustota g/cm3 1,05 Teplota skelného přechodu Tst. °C 93 Teplota samovznícení Tst. °C 440 Pevnost v tahu σrast.
40-50 Modul pružnosti v ohybu GPa 3,2 Tažnost % 1,2-2 Tepelná vodivost W (m∙K) 0,08-0,12 Tepelná odolnost Martens °C 70 Tvrdost podle Brinella MPa 140-200 Smrštění odlitku % 0,4-0,8 Elektrický odpor
ε 2,5-2,6 Dolní mez koncentrace vznícení KPV g/m3 25-27,5
Polystyren je snadno rozpustný ve vlastním monomeru, aromatických uhlovodících, esterech a acetonu. Nerozpustný v nižších alkoholech, alifatických uhlovodících, fenolech a etherech. Polymer má nízkou absorpci vlhkosti, je odolný vůči radioaktivnímu záření, kyselinám a zásadám, ale ničí ho koncentrovaná kyselina dusičná a ledová kyselina octová. Když je polystyren vystaven působení vzduchu pod UV zářením, podléhá stárnutí: objevuje se žlutost a mikrotrhliny, dochází k zakalení a zvyšuje se křehkost. Tepelná destrukce začíná při 200 °C a je doprovázena uvolňováním monomeru. Nevýhodou polystyrenu je jeho křehkost a nízká tepelná odolnost. Nízká odolnost proti rázovému zatížení. Při teplotách nad 60°C se rozměrová stálost snižuje.
Pro získání materiálů s vyšší tepelnou odolností a rázovou houževnatostí než polystyren se používají jeho směsi s jinými polymery a kopolymery styrenu. Největší průmyslový význam mají blokové a roubované kopolymery, dále náhodné kopolymery styrenu s akrylonitrilem, akryláty a methakryláty, α-methylstyrenem a anhydridem kyseliny maleinové.
PS má průměrnou propustnost pro plyny (vyšší než PP, ale nižší než LDPE), ale vysokou paropropustnost. Propustnost par rychle klesá při teplotách pod nulou, což umožňuje použití PS pro balení výrobků při nízkých teplotách.
PS má vynikající elektrické vlastnosti – nízké dielektrické ztráty, vysoká elektrická pevnost, vysoký objemový odpor. Chemicky je odolný vůči silným kyselinám a zásadám, nerozpustný v alifatických uhlovodících a slabých alkoholech; rozpustný v aromatických uhlovodících, vyšších alkoholech, esterech a chlorovaných uhlovodících. Z orientovaných PS fólií lze tepelným tvarováním vyrábět velmi složité produkty.
Hlavní skupiny polystyrenových plastů / styrenových polymerů
Na základě chemické struktury se polystyrenové plasty dělí do čtyř hlavních skupin:
Biaxiálně orientovaná fólie má vynikající průhlednost. Teplota měknutí je 90-95°C. Orientovaný polystyren má průměrnou propustnost pro plyny (vyšší než PP, ale nižší než LDPE), ale vysokou paropropustnost. Paropropustnost rychle klesá při teplotách pod 0°C, což umožňuje použití PS pro balení výrobků při nízkých teplotách. Získat produkty komplexní konfigurace z orientované PS fólie pomocí tepelného tvarování.
Orientovaný PS o tloušťce menší než 75 mikronů se používá pro „okna“ v kartonových obalových krabicích. Ze silnějších fólií se vyrábí kelímky do automatů a tácky na balené čerstvé maso, aby byly při nákupu vidět obě strany baleného produktu.
Houževnatý polystyren (HIPS) je blokový kopolymer styrenu a pryže. V nemodifikovaném stavu je PS křehký materiál a jeho specifická rázová houževnatost je pro mnoho aplikací nedostatečná.
Rázuvzdorný PS je pružnější, má větší rázovou houževnatost, ale nižší pevnost v tahu a tepelnou odolnost než nemodifikovaný PS. Chemické vlastnosti nemodifikovaného PS jsou stejné jako u. Nárazuvzdorný PS je vynikající materiál pro výrobu různých výrobků pomocí tepelného tvarování. Zavádění syntetických kaučuků do PS, snižující křehkost, snižuje průhlednost PS.
Pěnový polystyren má vysokou odolnost proti mastnotě a je výborným tepelným izolantem. Používá se k výrobě různých obalových produktů metodou tepelného tvarování (vystýlky na jablečné krabice, krabice na balení vajec, podnosy a podnosy na balení čerstvého masa, ryb, chipsů atd.).
Kopolymery styrenu s akrylonitrilem (SAN) mají vyšší chemickou odolnost ve srovnání se základním polymerem PS.
ABS plast je kopolymer styrenu, butadienu, akrylonitrilu. Jeho vlastnosti se značně liší v závislosti na složení a způsobu výroby. ABS plast má vyšší rázovou houževnatost, chemickou odolnost a tažnost než UPS. Používá se ve formě sklenic a táců.
Článek používá materiály z Newchemistry.ru.
Všichni výrobci a dodavatelé produktů:
- Zařízení na výrobu pěnových obalů (27)
- Zařízení na výrobu pěnových výrobků (33)
- Zařízení na výrobu pěnových fólií (27)
- Pěnové výrobky (19-rozměrná písmena, figury, dekory. ) (XNUMX)
- Pěnový polystyren, EPS (44)
- Velkoobchod s polystyrenem PS (75)
- Linky a zařízení na výrobu pěnového plastu (14)
- Polystyrenové desky (15)
- Pěnové balení (81)
- Podnosy z pěnového polystyrenu (48)
- Plastové kelímky (89)
- Recyklované polymery (113)
- Polystyrenová pěnová fólie (20)
- Polystyrenová fólie a páska (54)
Polystyren (Polystyren) je produktem polymerace styrenu, termoplastického polymeru, základu pro výrobu mnoha druhů plastů. Dělí se na nárazuvzdorné (UPS, UPM), všeobecné použití (PSM) a pěnivé (PSV, PSV-S).
Použití v průmyslu
Syntéza styrenu byla poprvé provedena v laboratoři americké společnosti (dnes jeden z největších koncernů) The Dow Chemical Company. V evropském průmyslu byla výroba polystyrenu poprvé zvládnuta na počátku 30. let. XX století. V roce 1949 získal patent na výrobu pěnového polystyrenu. německý koncern BASF. Myšlenka výroby kulovitých granulí (suspenzního polystyrenu) patří chemikovi Fritzovi Stastnému (Německo).
V Sovětském svazu se polystyren (emulze) používá od roku 1938. ve vojenském průmyslu a od roku 1958. a suspenzní polystyren (pěnový) našel své uplatnění (jako unikátní tepelný izolant ve stavebnictví).
Polystyren patří do kategorie amorfních termoplastů, o kterých je známo, že se snadno barví a tvarují a také se snadno zpracovávají. Zároveň prakticky neabsorbuje vlhkost a je odolný vůči nízkým teplotám. Tyto vlastnosti umožňují použití polystyrenu (univerzálního, nárazuvzdorného a pěnivého) nejen při výrobě spotřebního zboží, ale také při výrobě domácích a elektronických spotřebičů.
Polystyren se nejvíce používá ve stavebnictví a především jako dobrý tepelně izolační materiál.
Použití v domácí výstavbě
Ve stavebnictví se nejvíce používají deriváty polystyrenů PSM (univerzální) a PSV-S (pěnový samozhášivý). „Samozhášení“ v tomto případě znamená „neudržování hoření“. Je třeba poznamenat, že na jihu Baškirie (160 km od Ufy) se nachází jeden z největších výrobců polystyrenu v Rusku, Gazprom Neftekhim Salavat (do února 2011 – Salavatnefteorgsintez, neboli SNOS).
Níže si krátce povíme o hlavních materiálech na bázi polystyrenu a technologiích spojených s jejich použitím ve stavebnictví a dokončovacích pracích.
1. Blok pěnového polystyrenu PSB-S ve formě desek, také známých jako „pěnový plast“, má vysoké hlukové a tepelně izolační vlastnosti. Používá se především jako izolace. Má jak příznivce ve stavebnictví, tak zanícené odpůrce, zejména mezi výrobci minerální vlny a střižových skelných vláken.
2. Pevné bednění z pěnového polystyrenu. Technologie výstavby budov a konstrukcí pomocí ztraceného bednění z polystyrenu se ve světě používá zhruba 40 let. Dnes je na něm založeno více než 100 různých systémů. V naší zemi existují dvě zásadně odlišné oblasti výstavby technologií „trvalého bednění“:
— technologie vyztužených desek z pěnového polystyrenu: beton se nanáší vně pěnového polystyrenu a umístí se dovnitř stěny;
– technologie tzv. blokových skořepin: desky a bloky z pěnového polystyrenu složené do jedné konstrukce (formy) pro pokládku (zalití) monolitického železobetonu. Beton končí uvnitř stěny, mezi dvěma vrstvami pěnového polystyrenu.
3. Extrudovaný (extruzní) pěnový polystyren, používá se pro hlukovou, tepelnou a dodatečnou hydroizolaci. Od blokové pěny se liší především téměř nulovou vzlínavostí, a tedy nižším koeficientem nasákavosti (a také vyšší cenou). Vývoj je západní, první, kdo vstoupil na postsovětský trh, byly známé koncerny BASF a Dow Chemical s ochrannými známkami Styrodur a Styrofoam. Tento materiál je založen na univerzálním polystyrenu (PSM). Technologie byla rychle a úspěšně zvládnuta domácími výrobci a vyrábí se v Rusku pod mnoha značkami (Ursa, Penoplex, TechnoNIKOL, Technoplex, Timeplex, Europlex, Ekstrfom atd.). Abychom byli spravedliví, je třeba poznamenat, že existuje také ruská technologie pro výrobu extrudované pěny, ale založená na polystyrenu PSV-S, vyvinutá v NPP Expol LLC (Moskva) a zavedená již v roce 1995. ve městě Rezh (Sverdlovská oblast).
4. Polystyrenový beton – druh lehkého betonu. Směs cementu, pěnového polystyrenu a minerálních plniv. Tento materiál je odolný, mrazuvzdorný, chemicky inertní, má nízkou hustotu (objemovou hmotnost) a vysoké tepelně izolační vlastnosti. Nízká objemová hmotnost a správný geometrický tvar značně zjednodušují pokládku polystyrenbetonových tvárnic a zkracují dobu výstavby budov. Patří do skupiny málo hořlavých (těžko hořlavých) materiálů (třída G1), což zvyšuje jeho výhody oproti analogům.
5. Bezkontaktní (nevětrané) fasádní systémy. Také se nazývá “mokré omítání”. Takové systémy jsou levnější než odvětrávané fasády, protože omítání a malování jsou jednoduchou a levnou dokončovací metodou. V nevětraném fasádním systému pokrývají povrch fasády jedna po druhé vrstvy polystyrenové pěny připevněné ke stěně, výztužná síťovina, základní a vrchní nátěr.
6. Stropní světlo dlaždice (dekorativní) z pěnového polystyrenu (lepicí podhledy). Dělí se na vstřikovací, lisované a extrudované (podle výrobních metod).
7. Dekorativní fasádní prvky. Dokončení fasád dekorativními prvky z pěnového polystyrenu je v moderním stavebnictví stále důležitější. Monotónní fasády bez tváře jsou minulostí, protože použití fasádních dekorů může dát jedinečný architektonický vzhled jak budovám ve výstavbě, tak rekonstrukcím.
8. Některé typy plastová okna jsou vyrobeny s použitím polystyrenových vložek pro zlepšení tepelné izolace a také zabránění vzniku kondenzace.
Kromě výše uvedených existuje velké množství neméně zajímavých materiálů a technologií, které využívají jedinečných vlastností polystyrenu. Například tabulový plast vyrobený z extrudovaného polystyrenu (ve formě barevných a průhledných tabulí) lze dlouhodobě používat pod vlivem slunečního záření a nahradit okenní skla, příčky a dveře a lze jej použít i při výrobě sprchových koutů. kabiny, světelné difuzory a skleníky. Ale to je na samostatný článek.
