Лаборатория Экологический мониторинг
независимая экспертиза полимеров и пластиков
Заказать анализ полимера
Наши услуги

анализ полимеров в Москве Наша химическая лаборатория выполняет работы в сфере исследования полимерных материалов  и изделий из полистирола . Стоимость работ по химическому исследованию, анализу  полимеров и изделий из  полистирола договорная. Все работы осуществляются командой профессионалов, имеющих многолетний опыт работы .  В случае если у Вас возникли вопросы по химическому анализу полимеров, полистирола. Вы всегда можете обратиться в наш справочный центр лаборатории по анализу полимеров по телефонам:

+7(903)572-88-14;         8-800-600-62-40;     (495)969-35-06      или воспользоваться

формой обратной связи .

 

Полистирол. Пенополистирол. Получение применение свойства.

полистирол применение Полистирол (ПС) является одним из самых распространенных виниловых полимеров, который используется в бесчисленном количестве продуктов, от упаковки для пищевых продуктов и пластиковых столовых приборов до изоляции домов. Основными причинами его большой популярности являются низкая стоимость, хорошие механические свойства и простота окрашивания, вспенивания и обработки.

 

 

Получение полистирола

Стирол получают взаимодействием этилена с бензолом в присутствии хлорида алюминия с получением этилбензола.  Стирол полимеризуют с использованием свободнорадикальных инициаторов, главным образом, в объемных и суспензионных процессах, хотя также используются растворные и эмульсионные методы. Структуру повторяющегося звена полимера можно представить в виде:

Молекулярная структура.

Наличие  фенильной группы C6H6  группы являются ключевыми для свойств полистирола. Твердый полистирол прозрачен из-за этих больших кольцеобразных молекулярных групп, которые не позволяют полимерным цепям упаковываться в тесные кристаллические структуры. Кроме того, фенильные кольца ограничивают вращение цепей вокруг углерод -углеродных связей, придавая полимеру его заметную жесткость.

Полимеризация стирола известна с 1839 года, когда немецкий фармацевт Эдуард Симон сообщил о его превращении в твердое вещество , позже названное метастиролом. Еще в 1930 году для полимера было найдено мало коммерческого применения из-за его  хрупкости и растрескивания , которые были вызваны примесями, которые вызывали сшивание полимерных цепей. К 1937 году американский химик Роберт Дрейсбах и другие сотрудники  лаборатории Dow Chemical Company получили очищенный мономер стирола. путем дегидрирования этилбензола и разработали экспериментальный процесс полимеризации. К 1938 году полистирол начали производить в промышленных масштабах. Он быстро стал одним из самых важных современных пластиков благодаря низкой стоимости производства больших объемов мономера стирола, простоте формования расплавленного полимера в операциях литья под давлением, а также оптическим и физическим свойствам материала.

Формула: (C8H8)n

Название ИЮПАК: poly(1-phenylethene-1,2-diyl)

Классификация: Полимеры

Плотность: 1,069—1,125 г/см³

Хим. формула: (C8H8)n

Рег. номер CAS: 9003-53-6

 Разберемся, как происходит полимеризация стирола. Процесс состоит из трех стадий. Вначале в некоторых из многих молекул, содержащихся в реакционной смеси, благодаря повышенной температуре и присутствию катализатора расщепляются двойные связи. Иными словами , эти молекулы активируются ( первая стадия полимеризации):

первая стадия полимеризации стирола

 

 

 

 

 

Затем активные частицы активируют следующие молекулы стирола и соединяются с ним, образую цепь

( следующая стадия):

 Рост цепи прекращается, если соединяются две растущие цепи или если к растущей цепи присоединяется другой остаток, например фрагмент катализатора. Эта стадия называется обрывом цепи.

 Изменяя условия полимеризации, можно регулировать степень полимеризации. При высоких температурах полимеризация происходит очень быстро с образованием коротких цепей, и полимер получается очень хрупким. Для практического использования полимера требуется высокая степень полимеризация.

Применение полистирола

Как твердый твердый пластик, полистирол часто используется в продуктах, требующих прозрачности, таких как упаковка для пищевых продуктов и лабораторная посуда литые столовые приборы, видеокассеты и аудиокассеты, футляры для аудиокассет и компакт-дисков. Многие свежие продукты упаковываются в прозрачные лотки из полистирола вакуумной формовки из-за высокой газопроницаемости и хорошей паропроницаемости материала. Прозрачные окна во многих почтовых конвертах сделаны из полистирольной пленки.  В сочетании с различными красителями, добавками или другими пластиками полистирол используется для изготовления бытовой техники, электроники, автомобильных запчастей, игрушек, садовых горшков и оборудования и многого другого. Несмотря на свои полезные свойства, полистирол хрупок и горюч; он также размягчается в кипящей воде и без добавления химических стабилизаторов желтеет при длительном воздействии солнечных лучей. Чтобы уменьшить хрупкость и улучшить ударную вязкость, более половины всего производимого полистирола смешивается с бутадиеновым каучуком в количестве от 5 до 10 процентов . Эта смесь, подходящая для игрушек и деталей бытовой техники, продается как ударопрочный полистирол (HIPS).

Каковы различные типы полистирола?

Три основных типа полистирола включают пенополистирол, обычный полистироловый пластик и полистирольную пленку.

 Вспененный  полистирол (EPS) и  экструдированный  пенополистирол (XPS), ценится за свои изоляционные и амортизирующие свойства, эту белую пену можно увидеть в стаканах для горячих напитков, холодильниках, утеплителях, упаковках и т. д.  Вспененный полистирол (пенопласт) состоит на 96–98 % из воздуха и на 2–4 % из полистирола. Способ получения пенополистирола был впервые запатентован в 1928году, а его промышленное производство началось в 1937году.

Раньше пенополистирол производился с помощью хлорфторуглеродных пенообразователей — класса соединений , которые были запрещены по экологическим причинам. В СССР было широко развито производство пенополистирола.  В 1939 году был основан прессовый способ получения пенополистирола, который заключается в смешении порошкообразного полистирола с газо-образователями и другими компонентами, прессовании полученной массы в пресс-форме при повышенной температуре и повышенном давлении, а также вспенивании данной заготовки без пресс-формы при нагревании паром, водой, или горячим воздухом.

 Существует также беспрессовый способ получения пенополистирола, который включает в себя смешивание гранул полистирола с газообразователем, отвердителем и другими компонентами, тепловую обработку смеси в формах для размягчения полимера и разложении газообразователя вспенивание полученной массы и ее отверждения.

Из пенополистирола изготавливают изоляционные и упаковочные материалы, а также пищевые контейнеры, такие как стаканчики для напитков, картонные коробки для яиц, а также одноразовые тарелки и подносы.

 Вспененный полистирол широко используется для изготовления изоляции для дома и бытовой техники, легкой защитной упаковки, досок для серфинга, продуктов питания и продуктов питания, автомобильных запчастей, систем стабилизации дорог и обочин и многого другого. Прочность пенополистирола вместе с его амортизирующими свойствами делает его эффективным для использования в детских сиденьях и велосипедных шлемах. Он также устойчив к сжатию, что означает, что полистирол идеально подходит для штабелирования упаковочных товаров.  Пенополистирол  также применяется в садоводстве в лотках для рассады, чтобы способствовать аэрации почвы.

Экструдированный пенополистирол – XPS  имеет тот же химический состав, что и пенополистирол (EPS) , но производится по другой технологии; в результате полученная пена имеет меньшие воздушные карманы и более однородна. Способ   заключается в смешивании гранул полистирола при повышенной температуре и повышенном давлении, с введением вспенивающего агента и последующем выдавливании из экструдера. После изготавления плит в ячейках материала происходит достаточно быстрое замещение остатков вспенивающего агента окружающим воздухом.

Несмотря на достаточно различные способы получения, все разновидности пенополистиролов имеют одинаковый химический состав полистирола и различаются лишь добавками

Упругий и прочный строительный материал, обладающий высокой прочностью на сжатие и превосходными тепловыми характеристиками, экструдированный полистирол является выбором номер один для строителей домов, проектировщиков, архитекторов и инженеров. Ячеистая структура пенополистирола XPS высокой плотности также делает его практически непроницаемым для воды.

Полистирольная пленка. Многие свежие продукты упаковываются в прозрачные лотки из полистирола вакуумной формовки из-за высокой газопроницаемости и хорошей паропроницаемости материала.

Токсичен ли полистирол?

В целом полистирол нетоксичен и не имеет запаха.  Полистирол легко воспламеняется. В продуктах горения полистирола  присутствует мономерный стирол, а также ароматические углеводороды( бензол, толуол, ксилол, стирол, псевдокумол и ряд других соединений).

Полистирол довольно быстро растворяется при контакте с хлорсодержащими или другими углеводородными веществами и растворителями( ацетон, эфир, тетрахлорметан, бензол, метилбензол).

Каковы недостатки полистирола?

Полистирол очень инертен, не особенно хорошо реагирует ни с кислотными, ни с щелочными растворами ( за исключением концентрированной серной кислоты). Эта характеристика позволяет полистиролу долгое время сохраняться в естественной среде, что  создает экологические проблемы, поскольку  изделия из полистирола  обычно выбрасываются после чрезвычайно короткого срока службы.

Вторичная переработка полистирола.

Отходы          полистирола             относятся      к         5         классу           опасности     по       ФККО (Федеральный           классификационный каталог           отходов). Переработка и повторное использование материала – это один из способов утилизации пенополистирола. Чтобы не сжигать полистирол, используют методы обработки: – дробление.; – брикетирование; – растворение. При дроблении специализированное оборудование разбивает материал на куски. Через калибрующую сетку мелкие частицы проваливаются и удаляются с помощью вакуумной установки. Более крупные проходят второй цикл дробления. Остается требуемая фракция При брикетировании используется специальные компакторы, при этом утилизация полистирола происходит в несколько этапов: – отходы сжимают шнеком; – обрабатывают материал паром; – пускают полистирол под пресс и из него получают одинаковые брикеты. При растворении полистирола используются химические компоненты, которые превращают материал в однородную массу, которую затем используют, как добавку к лакокрасочным материалам.  Растворителями для полистирола служат ксилоловые и толуоловые жидкости, сольвенты, которые производятся на основе бензола.

Кодовый номер полистирола для вторичной переработки пластика — #6. Изделия из переработанного полистирола  так же  переплавляются и повторно используются в пенопластовой изоляции.