Полистирол
Содержание:
- Производство
- Виды пенопласта для строительных и ремонтных работ
- Экструдированный пенополистирол и мыши или крысы как они с ним себя ведут?
- Пей, ешь, гадь пластиком — солнце его уничтожит всего за 10 лет. Или нет?
- Технические параметры пенопласта
- Виды экструдированного пенополистирола – XPS
- Преимущества и недостатки пенополистирола
- Основные свойства полистирольных пластиков
- Монолитный поликарбонат: особенности и области применения
- Какой плотности пенопласт лучше использовать для звукоизоляции?
- Как влияет изделия из пенопласта на экологию?
- Получение
Производство
Полиуретан является производным материалом от полиола и изоцианата – продуктов нефтехимической промышленности. Для достижения тех или иных технических свойств к ним добавляются различные присадки, то есть при производстве полиуретана как сырья необходимо учитывать его дальнейшую область применения. Сегодня он представляет собой самый востребованный полимер в мире во всех крупных сегментах промышленности. На рынке синтетических полимеров представлен как зарубежный, так и отечественный материал.
При производстве изделий применяются такие технологические приемы как литье, экструзия, прессование, заливка.
Виды пенопласта для строительных и ремонтных работ
Пенопласт, который ещё называют пенополистирол, очень часто используется в строительстве и при проведении ремонтных работ для звуко- и теплоизоляции. Этот отделочный материал на 98% состоит из заключённого в микроскопические капсулы воздуха, которые соединены друг и другом. В зависимости от технологии, которая применяется в процессе изготовления, получают разные виды и классы пенопласта. Они различаются также и по своим основным свойствам и показателям. Рассмотрим более подробно каждый из них.
Классификация пенопласта
Существуют две совершенно разные технологии производства пенопласта, в результате чего его подразделяют на два больших класса. При первом способе он производится методом спекания гранул при высокой температуре. А при втором гранулы перемешиваются при повышенных температурах, после чего добавляется специальный вспенивающий компонент и полученный материал выводится через экструдер.
Пенопласт, полученный первым способом, получил название беспрессовый. Его легко можно определить по виду – множество шариков, соединённых друг с другом в одно целое, и напоминающий пчелиный улей. Такой пенопласт поставляется в упаковках почти со всей бытовой техникой (холодильники, стиральные машины). Второй класс, гранулы которого намного прочнее скреплены друг с другом, называется прессовый. Его намного труднее сломать, и он почти не крошится. В связи с этим он подразделяется на разные марки.
Марки пенопласта
Пенопласт отечественных производителей маркируется двумя буквами – ПС. Беспрессовый маркируется тремя буквами – ПСБ. Дополнительно через тире к этой маркировке могут добавляться буквы и цифры, Например ПСБ-С – самозатухающий пенопласт. Для того чтобы знать какой необходим пенопласт для тех или иных работ рассмотрим более подробно основные его марки.
ПСБ-С-15 – это материал низкой плотности. Он используется при утеплении вагонов и контейнеров, мансардных помещений, для заполнения промежутка между стропилами и для изоляции других конструкций, где не требуется высокая механическая прочность этого материала.
ПСБ-С-25 – материал этой марки самый универсальный и наиболее востребованный. Им утепляют фасады зданий, балконов, полы. Он экологически безопасен, обладает высокой устойчивостью к влаге, не подвержен влиянию микроорганизмов и является достаточно долговечным.
ПСБ-С-35 – эта марка чаще всего используется для тепло- и гидроизоляции фундаментов, цоколей, и других подземных конструкций. Его применяют при обустройстве бассейнов и газонов для предупреждения вспучивания грунта. К тому же, он незаменим в неблагоприятных климатических условиях. Материал устойчив к влаге и развитию микроорганизмов, очень долговечен, при этом имеет повышенную механическую прочность и экологически безопасен.
ПСБ-С-50 – этот материал используют в тех случаях, где необходима особая стойкость и крепость, так как в сравнении с другими марками у него материала самая высокая механическая плотность. Он незаменим при строительстве дорог в заболоченных местах, при укладке полов в межэтажных перекрытиях. Помимо этого, он используется для изоляции промышленных зданий и гаражей. Это биологически безопасный, не подверженный влаге и старению материал.
Виды пенопласта
Как указывалось выше, пенопласт различается по способу производства. В основном, он бывает следующих видов:
Полистирольный – производится прессованным и беспрессованным способом, согласно маркам, указанным выше.
Полиуретановый (ППУ) – часто встречается в виде обычного поролона.
Полиэтиленовый (ППЭ) – эластичный материал, который применяется при упаковке товаров для транспортировки (плёнка с пузырьками воздуха).
Поливинилхлоридные (ПВХ) – по внешнему виду схож с экструзионным полиэтиленом, обладает похожими свойствами и той же эластичностью.
В действительности существует больше видов пенопласта. Информацию об определённом виде материала можно узнать в каталогах строительных магазинов.
Экструдированный пенополистирол и мыши или крысы как они с ним себя ведут?
Мыши и пенополистирол — это спорный вопрос. Тема давно обсуждается, но однозначного ответа не существует. Мнения людей различаются прямо противоположно и если все обобщить, то можно встретить такие мнения:
- Не едят. Как только обшили дом пенополистиролом, ни одного грызуна больше не поселилось в доме, хотя до этого каждый год водились. Их материал отталкивает и они уходят.
- Не едят, а прогрызают, только в тех случаях, если он станет преградой на пути к воде и пище. Особенно страдает гранулированный пенополистирол.
- Едят даже если куски материала валяются возле постройки.
- Мыши зачастую вьют себе гнезда в этом материале, потому что он теплый и сухой.
- Пенополистирол различных марок обладает разными характеристиками, поэтому некоторые изготовители дают стопроцентную гарантию, что их материал грызуны не повредят. Одной из которых является марка Стиропен. Секрет в технологии производства с обработкой гранул синтетическим парафином, а его не любят мыши.
Пей, ешь, гадь пластиком — солнце его уничтожит всего за 10 лет. Или нет?
Подробнее
Но было известно, что под прямыми солнечным лучами он желтеет и начинает крошиться. Теперь ученые доказали, что ультрафиолет химически разлагает полистирол всего за десятилетие.
Эксперты, используя лампы, имитирующие солнечные лучи, обнаружили, что ультрафиолет медленно химически разлагает полистирол на органический углерод и некоторое количество углекислого газа.
Исследователи считают, что этот факт будет небезынтересно узнать правительствам многих стран мира, которые законодательно запретили его использовать в производстве упаковок.
«Политики обычно считают, что полистирол в окружающей среде сохраняется навечно. Это оправдывает их запреты», — заявил автор исследования и химик Коллин Уорд из Океанографического института Вудс-Хоул (WHOI) штата Массачусетс, США.
Но доктор Уорд и его коллеги решили узнать, действительно ли полистирол вечен.
Источник фото: Instagram
«Мы не говорим, что пластическое загрязнение не так уж и плохо, просто стойкость полистирола к воздействию окружающей среды может быть ниже, и, вероятно, процесс его разложения сложнее, чем мы раньше полагали», — объяснил он.
Подробнее
Полистирол стали использовать в качестве материала для изготовления контейнеров для фаст-фуда и одноразовых стаканчиков в 70-х годах прошлого столетия. Со временем, когда вред окружающей среде был доказан, его стали запрещать. Но ученые знали, что, как и многие пластмассы на основе полимеров, полистирол медленно желтеет и становится ломким под воздействием солнечных ультрафиолетовых лучей. Для этого достаточно взглянуть на старые пластиковые игрушки с детских площадок, скамейки в парке или шезлонги на пляже. Они довольно быстро выцветают.
Теперь ученые выяснили, что полистирол начинает химически разрушаться при прямом воздействии солнечного света, распадаясь на органический углерод и небольшое количество углекислого газа, в концентрации, которая не может повлиять на изменение климата.
Доктор Уорд считает, что понимание процессов преобразования полистирола может иметь жизненно важное значение для будущих оценок того, сколько пластиковых отходов на самом деле выбрасывается в окружающую среду. Предыдущие оценки скорости разрушения полистирола основывались на воздействии микроорганизмов и других факторов
Пластиковые отходы уже в Марианской впадине
Соавтор исследования химик Крис Редди, тоже из Океанографического института Вудс-Хоул, подчеркнул, что пластик — просто еще одна форма органического углерода. Микробы поедают его, хотя и весьма избирательно, так как структура полистирола делает его наименее привлекательным видом корма.
Редди отметил, что выделившийся углекислый газ растворяется в воде, но чтобы выяснить, как взаимодействуют с Мировым океаном другие продукты выделения, нужны дополнительные исследования. Ученые выяснили, что разные добавки к полистиролу влияют на изменение его цвета и гибкость. Весь цикл изменений еще предстоит выяснить.
Пластиковые трубочки, тарелки и вилки запретят в Евросоюзе
Подробнее
Пластмассовое загрязнение считается одним из самых ужасных бедствий, обрушившихся на планету. Причем полистирол все глубже опускается на дно океана. Он был обнаружен даже в Марианской впадине, чья глубина составляет 11 тысяч метров. Это больше, чем высота 33 Эйфелевых башен.
Обломки пластиковых контейнеров дрейфуют в океане годами и удаляются на очень большие расстояния. Один из них был зафиксирован в тысяче километров от ближайшего побережья. Это больше, чем длина Франции от границы до границы.
Источник фото: Instagram
По данным Глобального центра океанографических данных (Godac) Японского агентства по науке и технологиям морской Земли (Jamstec), более 33% найденного в мировом океане мусора составляли макропластичные материалы, металл — 26%, резина — 1,8%, рыболовные снасти — 1,7%, стекло — 1,4%, и другие «антропогенные объекты» — 35%.
Из всех найденных отходов 89% были предназначены для одноразового использования. Это пластиковые пакеты, бутылки и коробки.
Технические параметры пенопласта
Теплопроводность
Неоспоримым преимуществом пенопласта являются его уникальные теплоизолирующие способности. Это объясняется тем, что ячейки пенопласта в форме многогранников размером 0,3-0,5 мм., полностью замкнуты. Замкнутый цикл ячеек воздуха снижает теплообмен и препятствует проникновению холода.
Ветрозащитные и звукоизоляционные свойства
Стены, утеплённые пенопластом, не нуждаются в дополнительной ветрозащите. Более того, значительно повышается звукоизоляция зданий и сооружений. Высокие звукоизоляционные свойства также обусловлены ячеистой структурой пенопласта. Для качественной изоляции помещений от наружных шумов, достаточно уложить слой материала толщиной 2-3 сантиметра. Чем большей толщины будет использоваться слой пенопласта, тем лучшей шумоизоляции можно достичь в помещении.
Низкое водопоглощение
В сравнении с другими материалами пенопласт характеризуется низкой гигроскопичностью. Даже при непосредственном воздействии воды он поглощает минимальное количество влаги. Это объясняется тем, что через стенки ячеек пенопласта вода не проникает, а только просачивается по отдельным каналам сквозь связанные между собой ячейки.
Прочность и долговечность и пенопласта
Плиты пенопласта не изменяют своих физических свойств в течение длительного времени. Они выдерживают значительное давление, но при этом не деформируются и не разрушаются. Наглядным примером служит строительство взлетно посадочных полос, где пенопласт нашёл широкое применение. Степень прочности определяется толщиной плиты пенополистирола и правильной ее укладкой.
Устойчивость к биологическому и химическому воздействию
Плиты пенополистирола устойчивы к воздействию агрессивных сред, в том числе растворов солей, щелочей и кислот, морской воды, извести, гипса, цемента, битума, силиконовых и водорастворимых красок. Определённое влияние при длительном воздействии могут оказывать вещества, содержащие в своём составе животные и растительные масла, а также бензин и дизельное топливо.
При использовании пенопласта в качестве строительного материала следует избегать его контакта с агрессивными химическими составами, в числе которых:
- органические растворители (растворители красок, скипидар, уксусно-этиловый эфир, ацетон);
- насыщенные углеводороды (спирты) и продукты нефтепереработки (керосин, бензин, солярка, мазут).
Ячеистая структура, которая является основой пенопласта, контактируя с перечисленными соединениями, нарушается и может полностью в них раствориться.
Видео. Пенопласт и ацетон — химический опыт
Пенопласт является неблагоприятной средой для микроорганизмов. Однако, в случае его значительного загрязнения возможно появление и размножение вредных микроорганизмов на его поверхности.
Простота монтажа и удобство использования
Плиты пенопласта отличаются необычайно малым весом, благодаря которому легки в обращении, а их монтаж не вызывает затруднений. Их нарезают на куски необходимых размеров обычными инструментами.
Пенополистирол признан экологически чистым материалом и не выделяет вредных веществ. Поэтому строителям, работающим с ним, не требуются индивидуальные средства защиты. Материал не ядовит, не образует пыли, не раздражает кожные покровы и не обладает запахом.
Пожаробезопасность
Качественные строительные материалы должны отвечать всем требованиям пожаробезопасности и быть устойчивыми к воздействию открытого огня. Пенопласт не поддерживает процесс горения и вспыхивает при температуре, которая в два раза превышает аналогичный показатель древесины. Более того, при горении пенопласта энергии выделяется в 8 раз меньше, чем при горении древесины. Это обозначает, что температура огня при горении пенопласта значительно ниже.
Пенополистирол может воспламеняться только во время непосредственного контакта с открытым огнем. Когда воздействие прекращается, пенопласт самозатухает в течение четырёх секунд. Данные показатели характеризуют его как относительно пожаробезопасный строительный материал. Хотя производители продавцы утверждают, что он абсолютно пожаробезопасен.
Виды экструдированного пенополистирола – XPS
Для экструдированного пенополистирола ГОСТ не разработан, по этой причине производители выпускают плиты с теми габаритами и свойствами, которые считают актуальными для своих потенциальных клиентов. Материал разных брендов отличается цветовой гаммой, что является одним из признаков товарной марки.
Типы экструдированного пенополистирола в зависимости от плотности
В зависимости от плотности плиты XPS делят на три основных типа:
Тип 30 – имеют плотность 25-30 кг/куб.м., прочностные характеристики позволяют применять материал для утепления скатных кровель, фасадов, фундаментов, подземных коммуникаций.
Тип 35 – имеют плотность 28-38 кг/куб.м., при производстве используются антипиреновые добавки, что делает материал устойчивым к огню и актуальным для утепления внешних стен, перегородок, межэтажных перекрытий и полов.
Тип 45 – плотность материала 38-45 кг/куб.м., имеют высокую прочность и применяются при строительстве автомагистралей, взлетно-посадочных полос, фундаментов многоэтажных зданий.
Некоторые производители выпускают материалы с большей или меньшей плотностью, но наибольшей популярностью пользуются типы перечисленные выше.
Плиты экструдированного пенополистирола в зависимости от формы
Производятся плиты XPS методом экструзии через щель определенной формы, это позволяет выпускать плиты пенополистирола с различной формы.
1. Плиты с прямой ровной кромкой.
2. Плиты со ступенчатой кромкой с выемкой в четверть.
3. Плиты с кромкой шип-паз.
4. Плиты с рельефной поверхностью.
Наличие сложной по форме кромки упрощает монтаж, позволяет улучшить герметичность возводимого теплоизоляционного слоя. Рельефная поверхность имеет более высокую адгезию к штукатурке.
Все виды XPS отличаются низким водопоглощением, так как имеют плотные закрытые ячейки. Это является гарантией продолжительного срока эксплуатации и сохранения теплотехнических характеристик.
Преимущества и недостатки пенополистирола
Обычный пенополистирол относительно хорошо впитывает влагу, поэтому следует использовать клей с более высокой плотностьюПенополистирол — это обычный пенопласт, который знаком всем. Его применяют уже не первый год и все его плюсы и минусы давно известны. По своей сути это 98% пузырьков воздуха заключенных в 2% полистирола.
Существует два типа пенополистирола — обычный (вспененный) и экструдированный. За счет большей плотности последний обладает лучшими теплофизическими свойствами, он более прочен и долговечен.
Оба вида пенопласта выпускаются в виде плит различной толщины. Как отличить один от другого? Попробуйте отломить кусочек с края плиты. У дешевого, упаковочного пенопласта по разлому будут маленькие шарики. Качественный, экструдированный пенопласт на разломе покажет правильные многогранники.
К основным преимуществам пенопласта можно отнести следующее:
- Пенопласт
- относительно низкая цена;
- небольшая теплопроводность;
- простота и удобство монтажа;
- большой выбор листов разной толщины и плотности.
Преимущества экструдированного пенополистирола в сравнении с обычным пенопластом заключается в:
- Экструдированный пенополистирол
- более низком водопоглощении — в несколько раз меньше, чем у обычного вспененного;
- более высокой прочности;
- длительном сроке службы.
Обратите внимание: утепление помещений полистиролами изнутри запрещено. Очень быстро между утеплителем и стенами скапливается влага (конденсат), что приводит к грибковому заражению и ускорению разрушения здания.
Правильный монтаж утеплителя продлит срок службы покрытия и сохранит тепло в вашем домеСреди недостатков нужно отметить следующее:
- водопоглощающие свойства обычного пенопласта — у влажного пенополистирола снижаются теплоизоляционные свойства и он быстрее приходит в негодность;
- малый срок эксплуатации — всего 10-15 лет;
- грызуны в нем часто устраивают свои гнезда;
- разрушение под воздействием внешних факторов — малейшее попадание солнечных лучей через некачественную штукатурку начинает разрушать утеплитель;
- деформация в процессе использования;
- пожароопасность — хорошо горит, при горении выделяется достаточно большое количество ядовитых веществ.
Обратите внимание: уже при 60 градусах пенополистирол подвержен распаду, поэтому применять его для утепления крыши не стоит. Летом в южных регионах кровля вполне может нагреться до 100 градусов.
Основные свойства полистирольных пластиков
Свойства полистирола | ПС | УПС | АБС | МСН |
Плотность, кгм3 | 1050 | 1060 | 1040 | 1040 |
Температура плавления, 0С | 190-230 | 190-230 | 210-240 | 205-220 |
Разрушающее напряжение, МПа, при: | ||||
Растяжении | 35-40 | 27-56 | 36-60 | 90-100 |
Изгибе | 55-70 | 55-60 | 50-87 | — |
Сжатии | 80-100 | — | 46-80 | — |
Относительное удлинение при разрыве, % | 1,0-1,5 | 1,0-2,0 | 1,0-3,0 | — |
Ударная вязкость, кДжм2 | 12-20 | 40-50 | 80-100 | 11-18 |
Твердость по Бринеллю, МПа | 150 | 110 | 100 | 170 |
Теплостойкость по Мартенсу, 0С | 60-70 | 65 | 86-98 | 70-72 |
Диэлектическая проницаемость при 106 Гц | 2,5 | 2,7 | 2,4-5,0 | 2,9 |
Тангенс угла диэлектрических потерб при 106 Гц, х104 | 2-4 | 4-8 | 300 | 1,8 |
Удельное объемное электрическое сопротивление, Ом∙м | 1015 | 5∙1013 | 5∙1013 | 4∙1014 |
Электрическая мощность, МВм | 25-40 | — | 12-15 | 24 |
АБС — пластик является продуктом привитой сополимеризации трех мономеров — акрилонитрила, бутадиена и стирола, причем статический сополимер стирола и акрилонитрила образует жесткую матрицу, в которой распределены частицы каучука размером до 1 мкм. Повышение ударной прочности сопровождается сохранением на высоком уровне основных физико-механических и теплофизических свойств (табл. 1). АБС непрозрачен. Выпускается стабилизированным в виде порошка и гранул. Применяется для изготовления изделий технического назначения. В марке АБС первые две цифры означают величину ударной вязкости по Изоду, следующие две — ПТР (показатель текучести расплава), буква в конце марки указывает на метод переработки или на особые свойства. Например, АБС-0809Т характеризуется ударной вязкость — 8 кДж/м2 , ПТР — 9г/10 мин, повышенной теплостойкостью (Т). В промышленности используются сополимеры стинола с акрилонитрилом (САН), стинола с метилиетакрилатом (МС) и стинола с метиметакрилатом и акрилонитрилом (МСН). Полистирол перерабатывается всеми известными способами.
Монолитный поликарбонат: особенности и области применения
Это литой листовой материал (ГОСТ Р 51136) без внутренних пустот, по оптическим свойствам аналогичный кварцевому стеклу.
Литой термопластичный полимер идеально подходит для производства прецизионных деталей для оптической и электротехнической промышленности, а также в строительстве – везде, где требуется прозрачность, тепловое сопротивление и высокая ударопрочность:
- в автомобильной, аэрокосмической и фотооптической промышленности — для производства деталей машин, роторов для корпусов насосов, вентиляторов, счетчиков, частей телефонов, фотоаппаратов, осветительных устройств на краях крыльев самолетов;
- в производстве бытовой техники, промышленного и электротехнического оборудования;
- для остекления элементов зданий, подверженных вандализму, промышленного и остекления жилых домов и сооружений (мансардные окна, зимние сады);
- изготовления окон в самолетах, медицинского оборудования, шлемов космонавтов и пилотов F1.
Пластик PC имеет несколько маркировок:
- NR – антибликовое покрытие.
- PC-HT — высокотермостойкий.
- AR – повышенная твердость.
- FR – повышенная огнестойкость.
- FG – одобрен для контакта с пищевыми продуктами.
Наряду с вышеперечисленными преимуществами выбор поликарбоната также обусловлен и доступной ценой, что делает это решение очень выгодным во всех аспектах.
Какой плотности пенопласт лучше использовать для звукоизоляции?
Пенопласт сам по себе не является эффективным звукоизоляционным материалом. А лишь может входить в шумопоглощающие или отражающие конструкции. Для шумоизоляции межкомнатных и межквартирных перегородок и перекрытий, а так же в качестве наполнителя для дверей и различных облегченных панелей используется пенопласт с плотностью 20-25 кг/м3. Изоляция, выполненная из пенополистирольной панели с жесткой наружной облицовкой картоном, способна снизить уровень шума на 2-5 децибел. Кроме того пенопласт на жестком основании более эффективно справляется с ударными звуковыми колебаниями, перехватывая до 95% звука.
Кроме толщины крайне важна и форма поверхности звукоизоляционной панели. Классический и наиболее эффективный профиль – это равносторонние пирамиды направляемые вершинами к источнику звука.
Частично такие специализированные покрытия на потолке могут заменить облицовочные панели из пенополистирола с рельефным рисунком. Их эффективность значительно ниже, но при их использовании нет необходимости в дополнительном подвесном или натяжном потолке.
Как влияет изделия из пенопласта на экологию?
Конечно, такое распространение материала и его ежедневное участие в жизни человека заставляют задаться вопросом: пенопласт вреден или безопасен?
Производители объявляют одним из важнейших эксплуатационных качеств, из тех, которыми обладает пенополистирол экологичность. Но их заинтересованность вполне понятна. Вот поэтому, при определении того, приносит ли экологии пенополистирол вред на самом деле, лучше обратиться к научным исследованиям.
Пенополистирол под микроскопом
Экологичность любого материала определяется его собственным воздействием на окружающую среду, воздействием при тех или иных условиях и при взаимодействии с другими веществами.
Причем нужно рассматривать как сиюминутное воздействие, так и долгосрочное. Вот основные факторы воздействия:
- Пенополистирол практически не впитывает воду и совсем с ней не взаимодействует. Поэтому использование его, например, в отделке и утеплении фасадов, не только эффективно, но и безопасно. Из этого следует, что потолочная плитка из пенопласта, если ее не нагревать вреда не представляет.
- Пенополистирол не окисляется по воздействием воздуха и не разлагается под действием ультрафиолета. Эти качества позволяют утилизировать пенопласт на свалке бытовых отходов, а не на специализированном химическом полигоне.
- Пенополистирол не растворяется никакими веществами, с которыми может контактировать на свалке бытовых отходов. Растворителями для него служат ацетон, исходный стирол, ароматические и хлорированные углеводороды. Эти вещества не встречаются (по крайней мере не должны встречаться) на свалке бытовых отходов.
- Пенополистирол очень долговечный материал. Цикличные испытания на устойчивость годовым температурным изменением в диапазоне от -40 °С до +40 °С с воздействием на материал ультрафиолета и воды показали, что даже после 80 циклов (что соответствует 80 годам) структура пенополистирола осталась неизменной.
- Экстремальные температуры не типичны для условий использования пенополистирола, но также были изучены. При нагревании без источника открытого пламени даже не обработанный противопожарными веществами пенополистирол начинает разрушаться лишь при 300 °С, а при открытом пламени — при 210 °С. Воздействие низких температур вообще можно не учитывать, так как разрушение наступает лишь поверхностное, да и то при -310 °С.
К сожалению, основная масса использованного пенополистирола утилизируется на свалках бытовых отходов. При захоронении пенополистирол практически безвреден для экологии, так как не взаимодействует с водой и воздухом, но он и не разлагается.
Ситуация усложняется тем, что сбор и переработка пенопласта на сегодняшний день экономически не достаточно выгодны. При переработке пенополистирол может использоваться для получения полистирола, правда, стоимость этого процесса сопоставима с изготовлением полистирола из первичного сырья, но требует более сложной организации процесса.
Еще одним способом переработки пенополистирола является его измельчение для использования в производстве бетоно – пенополистирольных блоков, наполнителя для теплоизолирующих смесей и подобных материалах. Это перспективное направление вторичной переработки, дающее надежду на уменьшение свалок.
Куча старого пенопласта
То, какой действительно наносит или нанесет полистирол вред экологии, говорить пока рано. Материал он очень долговечный. Даже уже давно захороненные на свалках первые массово выпускаемые пенопласты еще не подошли к порогу разложения.
Получение
Промышленное производство полистирола основано на радикальной полимеризации стирола. Различают 3 основных способа его получения:
Эмульсионный (ПСЭ)
Наиболее устаревший метод получения, не получивший широкого применения в производстве.
Эмульсионный полистирол получают в результате реакции полимеризации стирола в водном растворе щелочных веществ при температуре 85-95 °C. Для этого метода требуются стирол, вода, эмульгатор и инициатор полимеризации. Стирол предварительно очищают от ингибиторов: требутил-пирокатехина или гидрохинона. В качестве инициаторов реакции применяют водорастворимые соединения, двуокись водорода или персульфат калия. В качестве эмульгаторов применяют соли жирных кислот, щелочи (мыло), соли сульфокислот. Реактор наполняют водным раствором касторового масла и, тщательно перемешивая, вводят стирол и инициаторы полимеризации, после чего полученная смесь нагревается до 85-95 °C. Мономер, растворённый в мицеллах мыла, начинает полимеризоваться, поступая из капель эмульсии. В результате чего образуются полимер-мономерные частицы. На стадии 20 % полимеризации мицеллярное мыло расходуется на образование адсорбированных слоёв и процесс далее протекает внутри частиц полимера.
Процесс заканчивается, когда содержание свободного стирола станет менее 0,5 %. Далее эмульсия транспортируется из реактора на стадию осаждения с целью дальнейшего снижения остаточного мономера, для этого эмульсию коагулируют раствором поваренной соли и сушат, получая порошкообразную массу с размерами частиц до 0,1 мм.
Остатки щелочных веществ влияют на качество полученного материала, поскольку полностью устранить посторонние примеси невозможно, а их наличие придаёт полимеру желтоватый оттенок. Этим методом можно получать полистирол с наибольшей молекулярной массой. Полистирол, получаемый по данному методу, имеет аббревиатуру ПСЭ, которая встречается в технической документации и старых учебниках по полимерным материалам.
Суспензионный (ПСС)
Суспензионный метод полимеризации производится по периодической схеме в реакторах с мешалкой и теплоотводящей рубашкой.
Стирол подготавливают, суспендируя его в химически чистой воде посредством применения стабилизаторов эмульсии (поливинилового спирта, полиметакрилата натрия, гидроксида магния) и инициаторов полимеризации. Процесс полимеризации производится при постепенном повышении температуры (до 130 °С) под давлением. Результатом является получение суспензии, из которой полистирол выделяют путём центрифугирования, затем его промывают и сушат. Данный метод получения полистирола также является устаревшим и наиболее пригоден для получения и сополимеров стирола. Данный метод в основном применяется в производстве пенополистирола.
Блочный или получаемый в массе (ПСМ)
Различают две схемы производства полистирола общего назначения: полной и неполной конверсии. Термическая полимеризация в массе по непрерывной схеме представляет собой систему последовательно соединенных 2-3 колонных аппарата-реактора с мешалками. Полимеризацию проводят постадийно в среде бензола — сначала при температуре 80-100 °С, а затем стадией 100—220 °С. Реакция прекращается при степени превращения стирола в полистирол до 80-90 % массы (при методе неполной конверсии степень полимеризации доводят до 50-60 %). Непрореагировавший стирол-мономер удаляют из расплава полистирола вакуумированием, понижая содержание остаточного стирола в полистироле до 0,01-0,05 %, непрореагировавший мономер возвращается на полимеризацию. Полистирол, полученный блочным методом отличается высокой чистотой и стабильностью параметров. Данная технология наиболее эффективна и практически не имеет отходов.