Kõik polüstüreeni kohta

Erinevad plastiliigid on radikaalselt muutnud meie arusaama igapäevaelust – tänapäeval on meie elu juba võimatu ette kujutada ilma teatud plastikasjadeta. Siiski on plastikut erinevat tüüpi ja igal sordil on oma spetsiifilised omadused, mis määravad konkreetse aine kasutamise teatud piirkondades. Kuna polüstüreen on tänapäeval üks populaarsemaid plastivalikuid, tasub selle omadusi lähemalt kaaluda.

Polüstüreen on polümeriseeritud stüreen, st see on keemiatööstuse toode. Selle valmistamiseks saate kasutada erinevaid meetodeid, millest igaühel on oma eelised ja puudused, ning me käsitleme kõige populaarsemat üksikasjalikumalt selles artiklis allpool. Kus polüstüreen sisaldab ainult selliste tavaliste ainete molekule nagu süsinik ja vesinik, kuid see on valmistatud vedelast stüreenist, mida omakorda saadakse naftast ja kivisöest.

Polüstüreeni saadi esmakordselt tööstusrevolutsiooni algfaasis – see on teada aastal 1839 sünteesiti see Saksamaal. Teine asi on see, et selle tootmine tööstuslikus mastaabis algas palju hiljem - alles 1920. aastast ja isegi siis esimestel aastakümnetel seda nii aktiivselt ei kasutatud. Alles Teise maailmasõja ajal hakkasid nad selle vastu tõeliselt huvi tundma, valmistades polüstüreenil põhinevat sünteetilist kummi ja NSV Liidus lükati selle materjali tööstuslik tootmine täielikult edasi sõjajärgsetesse aastatesse.

Ei saa öelda, et kaasaegne polüstüreen on täielikult kooskõlas saja aasta taguste proovidega. – kogu selle aja on teadlased otsinud võimalusi materjali omaduste parandamiseks. Tänu sellele muutus plast pärast Teist maailmasõda palju vastupidavamaks, sealhulgas talub palju paremini lööke - see sai võimalikuks tänu stüreeni kopolümeeride loomisele, mis saadakse veelgi keerukamate keemiliste protsesside kaudu.

Täpne kaasaegse polüstüreeni füüsikalised omadused sõltuvad suuresti selle tootmisviisist, aga üldiselt, kui räägitakse lihtsast polüstüreenist ilma igasuguste täpsustusteta, siis mõeldakse väga spetsiifiliste parameetritega materjali. Selle tihedus ei ole suurim (1060 kg / m3), kuid materjalil pole kindlat sulamistemperatuuri - juba 60 kraadi üle nulli hakkab see kuju kaotama, 105 kraadi juures võib see 200 kraadini kuumutamisel spontaanselt süttida, selle keemiline struktuur hakkab hävima.

Molekulmass aine pole ka mingil juhul spetsiifiline ja sõltub tugevalt polüstüreeni saamise meetodist - tavaliselt jääb see vahemikku 50 tuhat kuni 300 tuhat, kuigi emulsioonivalikud näitavad mõnikord oluliselt kõrgemaid määrasid. Lahustuvus polüstüreen on oluline paljudes ainetes, sealhulgas oma monomeeris, aga ka atsetoonis, aromaatsetes süsivesinikes ja estrites.

Polüstüreenil on väljendunud dielektrilised omadusedmis ei muutu sõltumata keskkonnast. Samuti on see materjal praktiliselt ükskõikne hapete ja leeliste, soolade, alkoholide kahjustava toime suhtes. Eespool on juba loetletud ained, mis suudavad seda siiski lahustada, samuti on see oksüdeeritud, halogeenitud, nitreeritud ja sulfoonitud.

Algsel kujul, ilma täiendava toonimiseta, polüstüreen (vähemalt selle plokkide valik) ei ole mitte ainult värvitu, vaid ka läbipaistev. Struktuur praktiliselt ei säilita nähtavat valgust, läbides 90% selle kogusest ja see võimaldab seda materjali kasutada optiliste klaaside valmistamisel. Samas ei läbi ultraviolett- ja infrapunakiirgus polüstüreenpindu nii enesekindlalt.

Kui käsitleme polüstüreeni omadusi kui eeliseid, mis muudavad selle erinevates valdkondades nii populaarseks, tasub kõigepealt esile tuua järgmised olulised punktid.

• Madala hinna ja töötlemise lihtsuse kombinatsioon. Oma hinnaga võib polüstüreeni pidada üheks kaasaegse tsivilisatsiooni peamiseks mootoriks, arvestades selle omadusi.Pole asjata, et tänapäeval toodetakse selle materjali otsesel osalusel nii palju tooteid - sellel lihtsalt pole tegelikult alternatiivi.
• Hea keemiline vastupidavus. Enamik aineid, mis igapäevaelus polüstüreenpinnale võivad sattuda, ei kujuta sellele mingit ohtu – see on suurepärane uudis tootjatele, kes soovivad toota tooteid, mis oleksid vastupidavad. Samal ajal pole keemialaboris, kus on käepärast muljetavaldav reaktiivide komplekt, polüstüreeni lahustamine keeruline.
• Toksilisus suhteliselt ohututes piirides. Polüstüreen eraldab suhteliselt vähe kahjulikke aure ja seda peetakse keskkonna seisukohast kahjutuks, teatud reservatsioonidega. Vähemalt ei sea eksperdid piiranguid polüstüreenmaterjalide kasutamisele eluruumides ja isegi polüstüreenist nõusid saab valmistada.
• Lai valik rakendusi. Oma omaduste, töötlemise ja värvimise lihtsuse tõttu saab polüstüreeni kasutada millegi tootmiseks toorainena.

Kõigi polüstüreeni eelistega on see ka olemas piiranguid, ja kuigi neid pole nii palju, mängivad nad mõnikord väga olulist rolli.

Polüstüreeni üks peamisi konkurente on veel üks populaarne polümeer - polüpropüleenist. Mõnes valdkonnas, näiteks pakkematerjalide tootmises, on nad otsesed konkurendid, kuid erinevus nende kahe materjali vahel on üsna märkimisväärne. Alustada tasub vähemalt sellest, et polüstüreeni on raske taaskasutada, ja kuigi sageli võib kuulda, et see on ohutu, meeldib keskkonnakaitsjatele siiski selles vigu leida.

Polüpropüleen pole ka patuvaba, kuid sellegipoolest on küsimusi veidi vähem ja seda on lihtsam taaskasutada. Kui me räägime puhtalt kahe materjali füüsilistest omadustest, siis polüpropüleeni iseloomustab ka suurenenud paindlikkus - kus polüstüreen juba puruneb või praguneb, painduv polüpropüleen lihtsalt paindub. Mis puutub hinda, siis võib-olla oleks polüstüreen juba ammu oma rivaalile konkurentsi kaotanud, kuid rohkem odav – tegur, mis seda seni pinnal hoiab.

Visuaalne eristamine teisest ei ole nii keeruline, kuid peate teadma, mida vaadata. Polüstüreen tundub ilusam, see on läikiv ja läikiv, ilma täiendava värvimiseta tundub läbipaistev, kuigi sellel võib olla iseloomulik külm sinine toon. Polüpropüleen tundub oma hägususe tõttu pisut määrdunud, on selle valgust hajutav efekt palju suurem. Kahel materjalil saate eristada ka koputades: polüstüreen on kõlav ja tekitab löömisel iseloomulikke klõpse, samas kui polüpropüleen kostab summutatult.

Polüstüreen on kahjude ja terviseohtude hindamisel üks vastuolulisemaid materjale. Ühest küljest kasutatakse seda intensiivselt inimeste eluruumides ja isegi nõude valmistamiseks, mis juba viitab sellele, et see pole keelatud.Seevastu arvukad väited, mis seavad kahtluse alla plastiku keskkonnasõbralikkuse, viitavad eelkõige polüstüreenile. On aus öelda, et kuigi see pole olemasolevatest materjalidest kõige ohtlikum, ei saa seda siiski ka ohutuks pidada - seda ei saaks nii aktiivselt kasutada.

Polüstüreen võib vabastada mitte nii palju mürgiseid aineid, mis ei mõjuta nii palju inimeste tervist, kuid seda ainult seni, kuni te temaga pidevalt ühendust ei võta ja kuni ta kuumeneb. Mida kõrgem on temperatuur, seda ohtlikum on polüstüreentoodete lähedus, eriti kui tekib tulekahju ja materjal põleb. Peamiselt häirivad keemiaaurud maksa tööd, kuid probleeme võib olla isegi südame ja kopsudega ning mõned eksperdid usuvad, et stüreeniaurude banaalne sissehingamine on täis hepatiidi teket.

Samuti tuleb mõista, et polüstüreenpolüstüreen on erinev: plasti omaduste parandamiseks võib tootja lisada materjali koostisele erinevaid plastifikaatoreid, värvaineid ja muid tugevust ja elastsust mõjutavaid lisandeid.

Kui nimetasime ülalpool polüstüreeni suhteliselt ohutuks, tähendas see, et on ka teisi, veelgi kahjulikumaid inimtegevuse tooteid, millest me ikka veel keelduda ei saa – näiteks autode heitgaasid.Lisaks saab teoreetiliselt kasutada polüstüreeni ja see on peaaegu täiesti ohutu - eeldusel, et teate ja järgite rangelt juhiseid, eriti mitte aidates kaasa materjali kuumutamisele, vaid kaitstes seda selle eest. Kuid isegi sel juhul Ärge võtke polüstüreeni kui täiesti ohutut ainet, sest isegi viimastel aastatel üha enam kriitikat saanud plastimaailmas pole polüstüreen kõige ohutum.

Hetkel Polüstüreeni tootmiseks kasutatakse selle saamiseks mitmeid meetodeid soovitud materjalist ja selle omaduste poolest ei jää lõpptulemus alati sama. Et mõista, kuidas see toimib, Mõelge kõigile kolmele populaarsele meetodile.

Tänaseks on see meetod on juba suures osas vananenud ja seda tootmises praktiliselt ei kasutata. Toimimispõhimõte on järgmine: esiteks puhastatakse stüreen inhibiitoritest, seejärel kombineeritakse see vees emulgaatoritega (rasv- ja sulfoonhapete soolad, seep), samuti polümerisatsiooni initsiaatoritega - kaaliumpersulfaat ja vesinikdioksiid. Kuumutamisel 85-95 kraadini toimub keemiline reaktsioon - järkjärguline polümerisatsiooniprotsess, mis loetakse lõppenuks, kui stüreeni kogus langeb alla 0,5%.

Saadud emulsioon koaguleeritakse seejärel tavalise lauasoola lahusega ja kuivatatakse, mille tulemusena moodustub peeneteraline pulber, mille iga graanuli suurus ei ületa 0,1 mm. Kuigi polüstüreeni kirjeldatakse tavaliselt valge ja läbipaistvana, ei saa selle meetodiga selliseid omadusi saavutada. - pallid on kollaka varjundiga, mis näitab leeliseliste lisandite olemasolu, mida ei saa täielikult eemaldada.

Teine meetod, mida peetakse juba aegunuks, kuigi seda peetakse endiselt sobivaks polüstüreeni ringlussevõtuks kopolümeerideks nagu vahtpolüstüreen. Tootmiseks on vaja valmistatud stüreeni või pigem selle suspensiooni vees, magneesiumhüdroksiidis, polüvinüülalkoholis, naatriumpolümetakrülaadis ja polümerisatsiooni initsiaatorites. Kõik see saadetakse reaktorisse, kus ainet järk-järgult kuumutades kuni 130 kraadini ja suurendades survet aktiivselt segatakse. Pärast seda tuleb saadud suspensiooni veel tsentrifuugis töödelda ning alles pärast kogutud materjali pesemist ja kuivatamist saadakse polüstüreen.

Seda meetodit peetakse praegu kõige populaarsemaks ja asjakohasemaks ning enamik tänapäevasest polüstüreenist toodetakse sel viisil. Põhjendus on väga lihtne: väljund on puhas, valgustusparameetrite poolest ideaalne materjal, mida eristab parameetrite stabiilsus. Samas on vaadeldava tehnoloogia kasutamine nii tõhus kui garanteerib peaaegu täieliku tootmisjäätmete puudumise.

Polüstüreeni plokkide tootmine põhineb stüreeni segamisel benseenkeskkonnas kahes etapis - esmalt temperatuuril umbes 90 kraadi ja seejärel järkjärgulise kuumutamisega 100 kuni 220. Plokkide tootmine lõpetatakse etapis, mil ligikaudu 85% stüreeni mass on muutunud polüstüreeniks. Stüreeni, millel pole olnud aega polümeriseerumiseks, eemaldamine toimub vaakumi abil.

Polüstüreeni kasutatakse paljudes inimtegevuse valdkondades ja seda kasutatakse isegi käsitöö tegemiseks. Kodus Sellest valmistatakse väikseid suveniire, kasutades laserlõikamist, freesimist, värvimist mis tahes värviga - punasest kuldse ja mustani ning mõnel juhul trükkimist polüstüreenpinnale. Polüstüreen leidis kõige laiema rakenduse ehituses, kus sellest valmistatakse seinapaneele ja laeplaate, erinevaid vaheseinu ja baguette. Leht kujul saab seda materjali kasutada ka fassaadide viimistlemiseks. Lõpuks on selle materjali põhjal toodetud viimasel ajal populaarne. polüstüreen betoon.

Mööblitööstus kasutab ka seda materjali järjest enam, kuigi hetkel pole ta puidu ja selle derivaatide osas konkurent. Seal, kus õhuniiskus on aga kõrge, kasutatakse seda aga pidevalt – näiteks saab juba täna täielikult sellest teha dušialuse. Lisaks kasutatakse polüstüreeni graanuleid padja täiteainena ja selleks otstarbeks müüakse juba valmis kottides.

Tavalisele võhikule on toidupolüstüreen hästi tuntud peaaegu peamise materjalina. ühekordsete lauanõude valmistamiseks. Enamik plasttopse, mis on nii populaarsed karastusjookide villimiseks, on tänapäeval valmistatud sellest. Lisaks kasutatakse palju toidupolüstüreeni pakkematerjalina tänu oma madalale hinnale ja võrdlevale tugevusele. Arvestades materjali dielektrilisi omadusi, väärib märkimist, et see on leidnud ka laialdast rakendust Elektrotehnika.

Igapäevaelus peate enamasti töötama lehtpolüstüreeniga, mida saab töödelda nii mehaaniliselt kui termiliselt. Painutamise, liimimise, lõikamise ja puurimise teel vormimist saab teha nii tavalise materjalina kui ka põrutuskindlana. Alla 2 mm paksuse lehe killustamiseks kasutatakse tavalist pusle, paksemaid lehti saab võtta veski või käsitööriistaga. Tööstuslikus töökojas võimalik laseriga lõikamine. Lõikejoon osutub veidi rebenenud, seetõttu vajab see edasist töötlemist - esmalt läbitakse see viiliga ja seejärel smirgeliga.

Kui pleki sisse on vaja teha auk, kasuta puuri, mille jaoks vajad spetsiaalselt lehtplasti puurimiseks mõeldud puurit. Kui lehe paksus on väike, võib see puurimisel meistri tahte vastaselt deformeeruda - sellist sündmuste arengut saate vältida, kui asetate lehe alla puitklotsi. Leht moodustatakse kas vaakummeetodil või õhu sissepritsega kõrge rõhu all. Töötlemine mis tahes näidatud meetoditega hõlmab materjali märkimisväärset (kuni 160-200 kraadi) kuumutamist.

Kui me räägime matist polüstüreenist, siis saab seda ka töödelda sellist tüüpi nagu lihvimine ja poleerimine. Selleks kasutatakse veskit, kuid mitte mingil juhul abrasiivse kettaga - selle asemel võetakse pehme ratas, millele kantakse spetsiaalne poleerimispasta. Kui detail on väike, saate seda käsitsi poleerida või lihvida.

Muuhulgas, polüstüreenpinnale võib kanda mis tahes spetsiaalseid katteid – metallikihist peegelkileks. Selle saab trükkida musta või värvilisena, kasutades mis tahes tuntud meetodit. Samas on tekkinud teksti või pildi kaitsmiseks vaja pind avada lakiga, sest polümeer ei ima niiskust.

Puhtal kujul ei paista polüstüreen keskkonnale erilist kahju tekitavat, kuid samal ajal säilivad selle jäätmed, nagu peakski plastik olema, tohutult kaua, saastades planeeti.. Lisaks võivad looduslikus keskkonnas viibides polümeeri ja selle kopolümeere liigselt kuumutada, sealhulgas põletada tulekahjus, ja siis võivad tagajärjed olla palju kohutavamad. Samamoodi on ebasoovitav polüstüreenist esemete kontrollimatu kokkupuude ainetega, mis on võimelised materjali lahustama, vastasel juhul ei saa vältida stüreeni, benseeni, tolueeni, süsinikmonooksiidi ja etüülbenseeni toksiliste aurude eraldumist.

Materjali suhteline eelis on see seda saab enamikul juhtudel taaskasutada, utiliseerida nii otseseid jäätmeid kui ka lihtsalt kulunud tooteid. Töötlemismeetoditena kasutatakse ekstrusiooni, pressimist ja valamist. Väljundiks on tooted, mille kvaliteet ei ole halvem kui uued, samas kui prügi ei teki. Lisaks on viimastel aastatel valmistatud polüstüreeni baasil uus ehitusmaterjal - polüstüreen betoon, mis sobib madala kõrgusega ehituseks.Kahjuks põletatakse tohutud kogused polüstüreenijäätmeid, eriti vaestes riikides, lihtsalt ära. Selline käitumine plastijäätmetega avaldab keskkonnale äärmiselt negatiivset mõju.

Järgmine video räägib polüstüreenplekist ja selle rakenduse omadustest.