Полістирол легко розчинний у власному мономере, ароматичних вуглеводнях, складних ефірах, ацетоні. Чи не розчиняється в нижчих спиртах, аліфатичних вуглеводнях, фенолах, простих ефірах. Полімер має низький влагопоглощенієм, стійкий до радіоактивного випромінювання, до кислот і лугів, проте руйнується під дією концентрованої азотної кислоти і крижаної оцтової. На повітрі при УФ опроміненні полістирол піддається старінню: з'являються жовтизна і мікротріщини, відбувається помутніння, збільшується крихкість. Термодеструкція починається при 200 ° С і супроводжується виділенням мономера. Недоліки полістиролу - його крихкість і низька теплостійкість. При температурах вище 60 ° С знижується формостійкість.
Для отримання матеріалів, що володіють більш високою теплостійкістю і ударною міцністю, ніж полістирол, використовують його суміші з іншими полімерами і сополімери стиролу. Найбільше промислове значення мають блок- і прищеплені сополімери, а також статистичні сополімери стиролу з акрилонитрилом, акрилатами і метакрилат, б-метилстиролом і малеїновим ангідридом.
Полістирол має середню газопроницаемостью, але високою паропроникністю. Паропропусканія швидко знижується при негативних температурах, що дозволяє використовувати полістирол для упаковки продуктів при низьких температурах.
Полістирол має відмінні електрофізичні властивості - низькі діелектричні втрати, високу електричну міцність, високу об'ємний опір. Хімічно він стійкий до сильних кислот і лугів, не розчиняється у вуглеводнях аліфатичного ряду та слабких спиртах; розчинний в ароматичних вуглеводнях, вищих спиртах, складних ефірах і хлорованих вуглеводнях. З орієнтованої ПС плівки можна отримувати термоформуванням дуже складні вироби.
Властивості ударостійкого полістиролу:
- Легкий в обробці
- Стійкий до високих температур
- Хімічна стійкість до кислот і лугів
- Морозостійкість до - 40С
3. Класифікаційні ознаки полістиролу
Класифікація за ТН ЗЕД:
- Пластмаси та вироби з них; каучук, гума та вироби з них.
Група 39 - Пластмаса та вироби з них.
Позиція 3903 - Полімери стиролу в первинних формах:
Класифікація по ОКП:
D - Продукти переробної промисловості.
DH - гумові та пластмасові вироби.
Розділ 25 - гумові та пластмасові вироби.
Група 25.2 - Вироби із пластмас
Клас 25.21 - Пластмасові плити, листи, труби та профілі.
Стандарти, відповідно до яких випускається полістирол:
Розділ 83 - Гумова та пластмасова промисловість.
Група 83.080 - Пластмас
Підгрупа 83.080.20 - Термопластичні матеріали
ГОСТ 15820-82 (01.07.1983)
Полістирол і сополімери стиролу.
Газохроматографический метод визначення залишкових мономерів і неполімерізующіхся домішок.
Полістирол. Технічні умови.
4. Технологія виробництва полістиролу
У промисловості полістирол отримують радикальною полімеризацією стиролу. Методи отримання полістиролів відрізняються по циклу роботи, зніманню продукції з одиниці об'єму, умов проведення процесу полімеризації. Від конкретного методу виробництва залежать властивості одержуваного полістиролу. Розрізняють 4 способи полімеризації стиролу: полімеризацію в масі (блоці) мономера, полімеризацію мономера в емульсії (в основному виробництво АБС - пластиків), суспензійну полімеризацію (ударостійкий полістирол і пінополістирол) і полімеризацію в розчині (блок-сополімери бутадієну і стиролу).
Для отримання ударопрочних сополімерів стиролу з каучуком найбільш широко застосовують метод блочно-суспензійний полімеризації, при якому спочатку полімеризацію ведуть в масі (до досягнення конверсії 20% - 40%), а потім в водної дисперсії.
Загальною тенденцією розвитку технології синтезу є збільшення потужності одиничних агрегатів, як за рахунок зростання реакційних обсягів, так і за рахунок інтенсифікації режимів синтезу. В даний час продуктивність одиничних агрегатів синтезу досягає 15-30 тис. Тонн полімеру в рік.
4.1 Полімеризація в масі
Метод виробництва полістиролів полімеризацією в масі з неповною конверсією мономерів є в даний час одним з найбільш поширених в силу високих техніко-економічних показників. У вітчизняній промисловості метод полімеризації в масі був обраний в якості основного в 70-х роках, і в даний час за цим методом випускається близько 60% продукції. Цей метод має оптимальну схему технологічного процесу. Процес здійснюється за безперервною схемою в системі послідовно з'єднаних 2-3 апаратів з мішалками; заключну стадію процесу часто проводять в апараті колонного типу. Початкова температура реакції 80-100 ° С, кінцева 200-220 ° С. Полімеризацію переривають при ступені перетворення стиролу 80% - 90%. Непрореагіровавшій мономер видаляють з розплаву полістиролу під вакуумом, а потім з водяною парою до вмісту стиролу в полімері 0,01% - 0,05%. У полістирол вводять стабілізатори, барвники, антипірени та інші добавки і гранулюють. Блоковий полістирол відрізняється високою чистотою. Ця технологія найбільш економічна (в ній відсутні операції промивки, зневоднення та сушіння дрібнодисперсних продуктів) і практично безвідходна (непрореагіровавшій стирол повертається на полімеризацію).
Проведення процесу до неповної конверсії мономера (80% - 90%) дозволяє використовувати високі швидкості полімеризації, контролювати температурні параметри, забезпечувати допустимі в'язкості середовища, що полімеризується.
При проведенні процесу до більш глибоких ступенів перетворення мономера, важко відведення тепла від високов'язкої реакційної маси, стає неможливим вести полімеризацію в ізотермічному режимі. Ця особливість процесу полімеризації в масі привела до того, що все більша увага приділяється іншим способам виробництва, і, в першу чергу, суспензійному методу.
4.2 Суспензійна полімеризація
Полімеризація в суспензії - конкуруючий технологічний процес, який розвивається паралельно з полімеризацією в масі, заснований на малій розчинності вінілових мономерів у воді і на нейтральності останньої в реакціях радикальної полімеризації. Процес використовується для отримання продукту спеціальних марок, головним чином, пінополістиролу. Суспензійний метод виробництва - напівбезперервний процес - характеризується наявністю додаткових технологічних стадій (створення реакційної системи, виділення отриманого полімеру) і періодичним використанням обладнання на стадії полімеризації. Процес проводиться в реакторах об'ємом 10-50 м3, забезпечених мішалкою і сорочкою. Стирол суспендують в демінералізованої воді, використовуючи стабілізатори емульсії; ініціатор полімеризації (органічні пероксиди) розчиняють в краплях мономера, де і відбувається полімеризація. В результаті утворюються великі гранули в суспензії полімеру в воді.
Полімеризацію ведуть при поступовому підвищенні температури від 40 до 130 ° С під тиском протягом 8-14 годин. З отриманої суспензії полімер виділяють центрифугуванням, після чого його промивають і сушать. Закономірності суспензійний полімеризації близькі до закономірностей полімеризації в масі мономера, але істотно полегшені тепловідвід і перемішування компонентів системи.
4.3 Емульсійна полімеризація
У виробництві полістиролу емульсійний метод ведення полімеризації не отримав такого розвитку, як полімеризація в масі або суспензії. Це обумовлено тим, що при емульсійної полімеризації отримують продукт занадто високого молекулярного ваги. Найчастіше для подальшої переробки його необхідно вальцювати або якимось іншим методом знижувати його молекулярна вага. Основний напрямок його застосування - отримання напівпродукту для подальшого виробництва пінополістиролу пресовим методом.
Система емульсійної полімеризації містить стирол, воду, як дисперсійне середовище, водорозчинний ініціатор (персульфат калію), іонний емульгатор, різні добавки, зокрема покликані регулювати рН середовища. Полімеризація протікає в мицеллах емульгатора, що містять мономер. Утворений полімер являє собою високодисперсних суспензію (латекс), що не розчинну в воді. Система в цілому є багатокомпонентної, що ускладнює виділення полімеру в чистому вигляді. Тому використовуються різні прийоми його відмивання. Застосування методу поступово скорочується, так як він пов'язаний з великою кількістю стічних вод.
полістирол пластик виробництво
5. Застосування полістиролу в сфері виробництва і споживання
Полістирол є одним з найбільш вживаних полімерів. Його отримують шляхом полімеризації мономера - стиролу. Стирол (вінілбензол) отримують з етилену і бензолу. На противагу мономеру полістирол позбавлений запаху і смаку, фізіологічно нешкідливий. Нешкідливий настільки, що певні марки полістиролу використовуються для формування харчової упаковки і виробництва дитячих іграшок.
Розміщено на Allbest