Polistiren (50 Fotoğraf): Bu Malzeme Nedir? Granüllerin Uygulanması Ve Hazırlanması, şeffaf Ve Diğer Polistirenin Yoğunluğu, Erime Noktası Ve Diğer özellikler

2024 Yazar: Beatrice Philips | [email protected]. Son düzenleme: 2024-01-18 12:27

Çeşitli plastik türleri günlük yaşam anlayışımızı kökten değiştirdi - bugün hayatımız artık belirli plastik şeyler olmadan hayal edilemez. Bununla birlikte, farklı plastik türleri vardır ve çeşitlerinin her birinin belirli alanlarda belirli bir maddenin kullanımını belirleyen kendine özgü özellikleri vardır. Polistiren günümüzün en popüler plastik seçeneklerinden biri olduğu için özelliklerine daha yakından bakmakta fayda var.

Bu malzeme nedir?

polistiren polimerize stirendir, yani kimya endüstrisinin bir ürünüdür. Üretimini, her biri kendi avantajları ve dezavantajları olan çeşitli yöntemlerle gerçekleştirebilirsiniz ve en popüler olanları aşağıdaki bu makalede daha ayrıntılı olarak ele alacağız. nerede polistiren sadece karbon ve hidrojen gibi yaygın maddelerin moleküllerini içerir , ancak sırayla petrol ve kömürden elde edilen sıvı stirenden yapılır.

Polimerize stiren, sert ve elastik, renksiz ve hatta şeffaf, kırılmadan bükülebilen ve oldukça higroskopik bir maddeye benzer.

Polistiren ilk kez sanayi devriminin ilk aşamalarında elde edildi - biliniyor ki 1839'da Almanya'da sentezlendi … Başka bir şey, endüstriyel ölçekte üretiminin çok daha sonra başlaması - sadece 1920'de ve o zaman bile ilk on yıllarda bu kadar aktif kullanılmadı. Sadece Amerika Birleşik Devletleri'ndeki İkinci Dünya Savaşı sırasında, polistiren bazlı suni kauçuk üreterek onlarla gerçekten ilgilenmeye başladılar ve SSCB'de bu malzemenin endüstriyel üretimi savaş sonrası yıllara kadar tamamen ertelendi.

Modern polistirenin bir asır önceki örneklerine tam olarak karşılık geldiği söylenemez . - tüm bu zaman boyunca, bilim adamları malzemenin özelliklerini iyileştirmenin yollarını arıyorlardı. Bu sayede, İkinci Dünya Savaşı'ndan sonra plastik, çok daha iyi dayanma etkileri de dahil olmak üzere çok daha dayanıklı hale geldi - bu, daha da karmaşık kimyasal işlemlerle elde edilen stiren kopolimerlerinin oluşturulması sayesinde mümkün oldu.

Özellikleri

Bire bir aynı Modern polistirenin fiziksel özellikleri, büyük ölçüde nasıl üretildiğine bağlıdır ., ancak genel olarak, herhangi bir açıklama yapmadan basit polistirenden bahsettiğimizde, çok spesifik parametrelere sahip bir malzemeyi kastediyoruz. Yoğunluğu en yüksek değil (1060 kg / m2

Moleküler kütle madde ayrıca hiçbir şekilde spesifik değildir ve polistiren elde etme yöntemine büyük ölçüde bağlıdır - emülsiyon varyantları bazen önemli ölçüde daha yüksek oranlar gösterse de, genellikle 50 bin ila 300 bin arasında değişir. çözünürlük polistiren, kendi monomerinin yanı sıra aseton, aromatik hidrokarbonlar ve esterler de dahil olmak üzere bir dizi maddede önemlidir.

Eterler, düşük alkoller, fenoller ve alifatik hidrokarbonlar dahil olmak üzere bir dizi çözücüye kendini ödünç vermez.

Polistiren belirgin dielektrik özelliklere sahiptir ortamdan bağımsız olarak değişmez. Bu malzeme ayrıca asitlerin ve alkalilerin, tuzların, alkollerin yıkıcı etkilerine pratik olarak kayıtsızdır. Yukarıda, onu hala çözebilen maddeleri zaten listeledik ve ayrıca oksitlenir, halojenlenir, nitratlanır ve sülfonlanır.

Orijinal haliyle, ek renklendirme olmadan polistiren (en azından blok çeşidi) sadece renksiz değil, aynı zamanda şeffaftır … Yapı pratik olarak görünür ışığı tutmaz, miktarının% 90'ını geçer ve bu, böyle bir malzemenin optik camların imalatında kullanılmasına izin verir. Aynı zamanda, ultraviyole ve kızılötesi radyasyon polistiren yüzeylerden bu kadar güvenle geçmez.

Polistirenin özelliklerini, onu çeşitli alanlarda bu kadar popüler yapan avantajlar olarak düşünürsek, her şeyden önce aşağıdaki önemli noktaların altını çizmeye değer

• Düşük maliyet ve işleme kolaylığı kombinasyonu … Polistiren, özellikleri göz önüne alındığında, modern uygarlığın ana motorlarından biri olarak kabul edilebilir. Bugün bu malzemenin doğrudan katılımıyla bu kadar çok ürünün üretilmesi boşuna değil - bunun gerçek bir alternatifi yok.
• İyi kimyasal direnç . Günlük yaşamda polistiren yüzeye bulaşabilecek maddelerin çoğu onun için herhangi bir tehlike oluşturmaz - bu, dayanıklılık ile ayırt edilen ürünler üretmek isteyen üreticiler için harika bir haber. Aynı zamanda, etkileyici bir reaktif seti bulunan bir kimya laboratuvarında polistirenin çözülmesi zor değildir.
• Toksisite nispeten güvenlidir . Polistiren, nispeten az zararlı duman yayar ve çevresel bir bakış açısından, belirli çekincelerle, zararsız olarak kabul edilir. En azından uzmanlar, konutlarda polistiren malzemelerin kullanımı konusunda herhangi bir kısıtlama getirmez ve hatta polistiren tabaklar bile yapılabilir.
• Geniş uygulama yelpazesi … Nitelikleri, işleme ve boyama kolaylığı nedeniyle polistiren her şeyin üretimi için hammadde olarak kullanılabilir.

Polistirenin tüm avantajlarıyla birlikte, sınırlamalar ve birçoğu olmasa da, bazen çok önemli bir rol oynarlar.

Her şeyden önce, bu tür plastiklerin aşırı ısınması tehlikelidir ve ev koşullarında bile polistireni nerede kullanabileceğinizi ve nerede kullanmamanız gerektiğini düşünmeniz gerekir. Ayrıca, çoğu malzeme türü için darbelere karşı dayanıklı olmasının yanı sıra, darbeler önemli bir tehlike oluşturur ve genel olarak genel kırılganlık bir sorundur.

Polipropilen ile karşılaştırma

Polistirenin ana rakiplerinden biri başka bir popüler polimerdir - polipropilen … Ambalaj malzemelerinin üretimi gibi bazı alanlarda doğrudan rakiptirler, ancak iki malzeme arasındaki fark oldukça önemlidir. En azından şu gerçeğiyle başlamaya değer: polistirenin geri dönüştürülmesi zordur ve bunun güvenli olduğunu sık sık duysanız da, çevreciler hala onda kusur bulmaya bayılıyorlar.

Polipropilen de günahsız değildir, ancak hala biraz daha az soru vardır ve geri dönüştürülmesi daha kolaydır. Sadece iki malzemenin fiziksel özelliklerinden bahsedersek, o zaman polipropilen ayrıca artan esneklik ile karakterize edilir - polistirenin zaten kırıldığı veya çatladığı yerlerde, dövülebilir polipropilen basitçe bükülür. Fiyata gelince, polistiren, belki de rakibine karşı rekabetini uzun zaman önce kaybederdi, ama daha fazlası düşük maliyetli Onu bugüne kadar ayakta tutan faktördür.

Birini diğerinden görsel olarak ayırt etmek o kadar zor değil, ancak neye bakacağınızı bilmeniz gerekiyor. Polistiren daha güzel görünüyor parlak ve parlaktır, ek renklendirme olmadan şeffaf görünür, ancak karakteristik soğuk mavi tonuna sahip olabilir. Polipropilen, pusluluğu nedeniyle biraz daha kirli görünüyor ., ışık saçılma etkisi çok daha yüksektir. Ayrıca aşağıdakilere dokunarak iki malzeme arasında ayrım yapabilirsiniz: polistiren gürültülüdür ve vurulduğunda karakteristik tıklamalar yayar, polipropilen ise boğuk sesler çıkarır.

İnsanlara zararlı mı?

Polistiren, sağlığa zarar ve tehlikenin değerlendirilmesi açısından en tartışmalı malzemelerden biridir . Bir yandan, insan konutlarında ve hatta yemeklerin imalatında yaygın olarak kullanılmaktadır, bu da zaten bunun yasak olmadığını göstermektedir. Öte yandan, plastiğin çevre dostu olduğunu sorgulayan çok sayıda ifade, öncelikle polistirene atıfta bulunur. Mevcut malzemelerin en tehlikelisi olmasa da yine de güvenli kabul edilemeyeceğini söylemek doğru olacaktır - bu kadar aktif olarak kullanılamaz.

Polistiren üretimi için bir hammadde olan stirenin çok toksik olduğu anlaşılmalıdır.

Polistiren insan sağlığını çok fazla etkilemeyecek kadar çok toksik madde yaymaz , ama bu sadece onunla sürekli temas halinde olmadığınız sürece ve ısınana kadar. Sıcaklık ne kadar yüksek olursa, özellikle yangın başlamışsa ve malzeme yanıyorsa, polistiren ürünlerinin bulunduğu mahalle o kadar tehlikelidir. Hepsinden önemlisi, kimyasal dumanlar karaciğeri bozar, ancak sorunlar kalp ve akciğerlerde bile olabilir ve bazı uzmanlar, stiren buharlarının banal solunmasının hepatit gelişimi ile dolu olduğuna inanmaktadır.

Polistiren ve polistirenin farklı olduğunu da anlamalısınız: plastiğin özelliklerini iyileştirmek için üretici, malzemeye mukavemet ve elastikiyetini etkileyen çeşitli plastikleştiriciler, boyalar ve diğer katkı maddeleri ekleyebilir.

Bazı durumlarda, bu katkı maddeleri, stirenin kendisinden bile daha tehlikeli olabilir ve üretici, müşteri kaybetmemek için ek tehlike verileri belirtmeyebilir.

Yukarıda polistireni nispeten güvenli olarak adlandırdığımızda, insan faaliyetinin hala vazgeçemeyeceğimiz, örneğin araba egzozu gibi başka, daha da zararlı ürünleri olduğunu kastettik. Ek olarak, teoride, polistiren neredeyse tamamen güvenli bir şekilde kullanılabilir - talimatları bilmeniz ve kesinlikle uygulamanız şartıyla, özellikle malzemenin ısınmasını teşvik ederek değil, ondan koruyarak. Ama öyle olsa bile Polistireni tamamen güvenli bir madde olarak algılamamalısınız, çünkü son yıllarda giderek daha fazla eleştiri alan plastik dünyasında bile polistiren en güvenlisi değildir.

Türlere genel bakış

Şimdilik polistiren üretimi için, elde etmek için çeşitli yöntemler kullanılır . İstenilen malzeme ve özellikleri açısından, bitmiş sonuç her zaman aynı olmayacaktır. Nasıl çalıştığını anlamak için, Üç popüler yöntemin her birine bir göz atalım.

Bu malzemelerin her biri, polistiren elde etme yönteminin karakteristik bir tanımına sahip bir işarete sahiptir.

Emülsiyon

Bugün bu yöntem zaten büyük ölçüde modası geçmiş ve pratik olarak üretimde kullanılmıyor … Çalışma prensibi aşağıdaki gibidir: ilk olarak, stiren inhibitörlerden arındırılır, daha sonra suda emülgatörler (yağ ve sülfonik asitlerin tuzları, sabun) ve ayrıca polimerizasyon başlatıcıları - potasyum persülfat ve hidrojen dioksit ile birleştirilir. 85-95 dereceye ısıtıldığında, kimyasal bir reaksiyon meydana gelir - stiren miktarı% 0,5'in altına düşerse tamamlanmış olarak kabul edilen kademeli bir polimerizasyon işlemi.

Elde edilen emülsiyon daha sonra sıradan bir sodyum klorür çözeltisi ile pıhtılaştırılır ve kurumaya tabi tutulur, bunun sonucunda her bir granülün boyutu 0.1 mm'den fazla olmayan ince bir granüler toz oluşur. Polistiren genellikle beyaz ve şeffaf olarak tanımlansa da bu yöntemle bu özelliklerin elde edilmesi mümkün olmayacaktır . - toplar, tamamen ortadan kaldırılamayan alkali safsızlıkların varlığını gösteren sarımsı bir renk tonuna sahiptir.

Yöntem bugün popüler olmasa da, mümkün olan en yüksek moleküler ağırlığa sahip bir madde sağlayan tam olarak bu yöntemdir.

Süspansiyon

Polistirenin genleşmiş polistiren gibi kopolimerlere dönüştürülmesi için hala uygun görülmesine rağmen, halihazırda modası geçmiş olarak kabul edilen başka bir yöntem. Üretim için hazırlanan stiren veya daha doğrusu su, magnezyum hidroksit, polivinil alkol, sodyum polimetakrilat ve polimerizasyon başlatıcılarda süspansiyonu gereklidir. Bütün bunlar, maddenin aktif olarak 130 dereceye kadar kademeli ısıtma ve yüksek basınçla karıştırıldığı reaktöre gönderilir. Bundan sonra, ortaya çıkan süspansiyonun hala santrifüj işlemine tabi tutulması gerekir ve sadece toplanan malzemeyi yıkadıktan ve kuruttuktan sonra polistiren elde edilir.

bloklu

Bu yöntem şu anda en popüler ve alakalı olarak kabul edilir ve bugün polistirenin çoğu bu şekilde üretilir . Gerekçe oldukça basittir: çıktı, parametrelerin kararlılığı ile karakterize edilen, aydınlatma teknik parametreleri açısından ideal olan saf bir malzemedir. Aynı zamanda, söz konusu teknolojinin kullanımı hem etkilidir hem de üretim atığının neredeyse tamamen yokluğunu garanti eder.

Polistirenin blok üretimi, stirenin bir benzen ortamında iki aşamada karıştırılmasına dayanır - önce yaklaşık 90 derecelik bir sıcaklıkta ve daha sonra 100'den 220'ye kademeli ısıtma ile. Blok üretimi, stirenin yaklaşık % 85'i olduğunda aşamada durdurulur. kütle polistirene dönüştü. Polimerleşmek için zamanı olmayan stirenin çıkarılması, bir vakum kullanılarak gerçekleştirilir.

Uygulama

Polistiren, çok sayıda insan faaliyetinde kullanılır ve hatta kendi elleriyle el sanatları yapmak için kullanılır. Evde lazer kesim, frezeleme, herhangi bir renkte boyama - kırmızıdan altın ve siyaha ve bazı durumlarda - ve polistiren bir yüzeye baskı kullanılarak küçük hediyelik eşyalar yapılır. Polistirenin en geniş uygulaması bulundu yapım aşamasında , duvar panelleri ve tavan döşemeleri, çeşitli bölmeler ve baget yapımında kullanılır. Levha formunda bu malzeme cephelerde de kullanılabilir. Sonunda, bu malzeme temelinde, son zamanlarda popüler olan üretirler. polistiren beton.

Mobilya sektörü şu anda ahşap ve türevleri için bir rakip olmamasına rağmen, bu malzemeyi giderek daha aktif bir şekilde kullanıyor. Bununla birlikte, nemin yüksek olduğu yerlerde sürekli kullanılır - örneğin, bugün tamamen ondan bir duş teknesi yapılabilir. Ayrıca polistiren granüller kullanılır. yastıklardaki dolgu gibi , ve bu amaçlar için hazır torbalarda satılmaktadır.

Sıradan bir insan için, polistirenin gıda çeşitliliği neredeyse ana malzeme olarak bilinir. tek kullanımlık sofra takımı üretimi için … Günümüzde alkolsüz içecekleri şişelemek için çok popüler olan plastik bardakların çoğu ondan yapılır. Ek olarak, gıda sınıfı polistiren yoğun olarak kullanılmaktadır. ambalaj malzemesi olarak Düşük maliyeti ve göreceli gücü nedeniyle. Malzemenin dielektrik özellikleri göz önüne alındığında, aynı zamanda geniş uygulama alanı bulduğunu belirtmekte fayda var. elektrik Mühendisliği.

Aynı zamanda, polistiren ürünleri kullanmak için o kadar çok seçenek var ki, hepsini listelemek mümkün değil.

Onunla nasıl çalışılır?

Günlük yaşamda, çoğu zaman levha polistiren ile çalışmak zorundasınız . hem mekanik hem de termal olarak işlenebilir. Bükme, yapıştırma, kesme ve delme yoluyla şekillendirme, hem sıradan bir malzeme türü hem de darbeye dayanıklı olabilir.2 mm'den daha ince bir tabakayı parçalamak için sıradan bir dekupaj testeresi kullanılırken, daha kalın tabakalar bir öğütücü veya bir el aleti ile alınabilir. Endüstriyel bir atölyede lazer kesim yapılabilir . Kesme çizgisinin biraz düzensiz olduğu ortaya çıkıyor, bu nedenle daha sonra işlem gerektiriyor - önce bir dosya ile, sonra zımpara ile geçiriliyor.

Levhada bir delik açmanız gerekiyorsa, özellikle plastik levhayı delmek için oluşturulmuş bir matkaba ihtiyacınız olan bir matkap kullanın. Levhanın kalınlığı küçükse, delme sırasında ustanın isteklerine karşı deforme olabilir - levhanın altına tahta bir blok yerleştirerek bu tür olayların gelişmesini önleyebilirsiniz. Levha, ya bir vakum tekniği ile ya da yüksek basınç altında hava üflenerek oluşturulur. Belirtilen yöntemlerden herhangi biri ile işleme, malzemenin önemli ölçüde (160-200 dereceye kadar) ısıtılmasını içerir.

Polistirenden yapılmış ayrı parçaların bağlantısına hem kaynak hem de yapıştırma ile izin verilir. Her iki durumda da, yüzey parçalarını birleştirmeden önce dikkatlice yağdan arındırmalısınız. Siyanoakrilat veya neopren bazlı polimer bileşimlerle yapıştırmak için gaz veya ultrasonik yöntemle pişirmek gerekir.

Mat polistiren hakkında konuşursak, o zaman böyle bir işleme tabi tutulabilir. taşlama ve parlatma . Bunun için bir öğütücü kullanılır, ancak hiçbir durumda aşındırıcı bir tekerlek yoktur - bunun yerine üzerine özel bir parlatma macununun uygulandığı yumuşak bir tekerlek alınır. Parça küçükse, elle de parlatabilir veya zımparalayabilirsiniz.

Diğer şeylerin yanı sıra, polistiren yüzeye herhangi bir özel kaplama uygulanabilir – metal bir tabakadan bir ayna filmine . Üzerine siyah veya renkli olarak bilinen yöntemlerden herhangi biri ile baskı yapılabilir. Aynı zamanda, ortaya çıkan metni veya görüntüyü korumak için, polimer nemi emmediğinden yüzeyi vernikle açmak gerekir.

İşleme

Saf haliyle, polistiren çevreye çok fazla zarar vermiyor gibi görünüyor, ancak aynı zamanda, plastik için olması gerektiği gibi, atığı, gezegeni kirleterek çok uzun bir süre devam ediyor .… Ek olarak, doğal ortamda bulunan polimer ve kopolimerleri, bir yangında yanma da dahil olmak üzere aşırı ısınmaya maruz kalabilir ve bunun sonucunda sonuçlar çok daha vahim olabilir. Aynı şekilde, polistiren nesnelerin malzemeyi çözebilen maddelerle kontrolsüz teması istenmez, aksi takdirde stiren, benzen, toluen, karbon monoksit ve etilbenzenin toksik buharlarının salınımı önlenemez.

Malzemenin göreceli avantajı, çoğu durumda geri dönüştürülebilir , hem doğrudan atık hem de ondan basitçe yıpranmış ürünleri kullanmak. İşleme teknikleri olarak ekstrüzyon, presleme ve döküm kullanılmaktadır. Çıkışta, kalitesiz olmayan yeni ürünler elde edilirken, çöp oluşmaz. Ek olarak, son yıllarda polistiren bazlı yeni bir yapı malzemesi yapılmıştır - polistiren beton , düşük katlı inşaat için uygundur. Ne yazık ki, özellikle yoksul ülkelerde büyük miktarlarda polistiren atığı basitçe yakılıyor. Plastik atıklarla ilgili bu davranış çevre için son derece olumsuzdur.