Полистирол — Википедия
| Полистирол | |
|---|---|
 | |
| Международный знак вторичной переработки для полистирола | |
| Общие | |
| Сокращения | PS |
| Хим. формула | (C8H8)n |
| Физические свойства | |
| Плотность | 1,069—1,125 г/см³ |
| Термические свойства | |
| Т. плав. | ~240 °C |
| Классификация | |
| Рег. номер CAS | 9003-53-6 |
| ChEBI | 53276 |
| Приводятся данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иного. | |
Полистиро́л — продукт полимеризации стирола (винилбензола), термопластичный полимер линей
ru.wikipedia.org
Полистирол | Poliamid.ru
Полистирол
Сырье и марки
Производители
Полистирольные изделия и продукция
Оборудование для получения и переработки полистирола
Книги и журналы о полистиролах
Фотографии
Видео
Процесс производства полистирола
Исторические факты
Перспективы и прогнозы развития
Краткие характеристики и свойства:
Полистирол получают полимеризацией стирола в массе (ПСМ), в эмульсии (ПСЭ) и реже-в суспензии (С). Средняя молекулярная масса (ММ) =80-100тысяч в зависимости от способа получения.
Формула полистирола:
[Ch3-CH-]n
|
C6H5
Полистирол и материалы на его основе относятся к конструкционным полимерным материалам. Они характеризуются достаточно высокой прочностью, жесткостью, высокой размерной стабильностью, отличными декоративными свойствами. Полистирол – аморфный полимер, характеризующийся высокой прозрачностью (светопропускание до 90%).
В марке УПС указывается метод синтеза (М, С), цифровое обозначение ударной вязкости (две первые цифры) и десятикратное значение содержания остаточного мономера. Кроме того, в марку могут включать букву, обозначающую предпочтительный способ переработки. Например, УПМ-0703 Э – ударопрочный полистирол, полученный полимеризацией в массе; его ударная вязкость 7 кДж/м 2 , остаточное содержание мономера 0,3%, переработка – экструзией.
Таблица 1.
Основные свойства полистирольных пластиков
|
Свойства полистирола |
ПС |
УПС |
АБС |
МСН |
|
Плотность, кг/м3 |
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, кДж/м2 |
12-20 |
40-50 |
80-100 |
11-18 |
|
Твердость по Бринеллю, МПа |
150 |
|
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 |
4∙1014 |
|
Электрическая мощность, МВ/м |
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.
Механические свойства полистирола
|
Полистирол |
Разрушающее напряжение , МПа при: |
Е, ГПа |
||
|
растяжении |
изгибе |
сжатии |
||
|
ПС |
95 |
60 |
70 |
1,2 |
Механическая стойкость полистиролов к кислотам и растворителям:
|
Полистирол |
Н2SO4 20-60% |
HNO3 50% |
HCl до 37% |
Ацетон |
Этанол |
Бензол |
Фенол |
|
ПС |
3 |
2 |
3 |
1; 2 |
3 |
1-3 |
– |
|
УПС |
3 |
2 |
3 |
1; 2 |
3 |
1 |
– |
|
АБС |
3 |
2 |
3 |
– |
– |
– |
– |
Теплофизические свойства полистиролов:
|
Полистирол |
Теплопроводность, λ, Вт/(м*К) |
Теплоемкость, с, кДж/(кг*К) |
Температуропроводность, a*107, м2/с |
Средний КЛР (β*105),К-1 |
|
ПС |
0,09-0,14 |
1,16-1,3 |
0,94 |
6-7 |
|
АБС |
0,12 |
1,24 |
0,9 |
8-10 |
Температурные характеристики:
|
Полистирол |
Пределы рабочих температур, С |
Температура размягчения по Вика |
Теплостойкость по Мартенсу |
Температура плавления С |
|
|
верхний |
нижний |
||||
|
ПС |
65-70 |
-40 |
82-105 |
76-82 |
160-175 |
|
АБС |
75-85 |
-60 |
99-100 |
90-104 |
165-180 |
Диэлектрическая проницаемость полистиролов:
|
Полистиро |
έ при v, Гц |
||
|
50 |
103 |
106 |
|
|
ПС |
2,65 |
2,6 |
2,6 |
Показатель возгораемости (К) – безразмерная величина, выражающая отношение количества тепла, выделенного при горении к количеству тепла, затраченному на поджигание образца материала. Материал с показателем К>0,5 является горючим. Для полистирола показатель К-1,4 материал является горючим
Показатели пожароопасности полистиролов:
|
Полистиро |
Температура, С |
Теплота сгорания |
|
|
|
Тв |
Тсв |
МДж/кг |
|
Полистирол ПС |
345 |
490 |
39-41 |
Особенности горения полистирола и ударопрочного полистирола:
Поведение пламени: Вспыхивает при поджигании, горит легко. Горит и после удаления из пламени.
Окраска пламени: Оранжево-желтое, светящееся.
Характер горения: Горит с образованием большого количества копоти, плавится.
Запах : Сладковатый цветочный с оттенком запаха бензола. Запах корицы, если уколоть раскаленной иглой. Сладковатый запах стирола.
Краткое описание, методы переработки, основное назначение, качественная оценка свойств полистиролов и специфические особенности
Полистирол блочный, эмульсионный, суспензионный: Более жесткий материал чем ПЭВД И ПЭНД, с хорошими диэлектрическими свойствами, недостаток хрупкость и низкая теплостойкость. Химическистоек. Для повышения ударной вязкости и теплостойкости используют сополимеризацию стирола с другими мономерами или совмещение его с каучуками. При введении в полистирол порофоров м последующем вспенивании получают пенополистирол, отличающийся высоким тепло и звукоизоляционными свойствами, плавучестью, химической стойкостью и водостойкостью
Методы переработки: Литье под давлением. Пневматическое и вакуумное формование. Экструзия. Штамповка. Прессование. Склейка. Механическая обработка
Основное назначение: Для корпустных деталий приборов, ридиоэлектронной аппаратуры, изоляторов, крупногабаритных деталей холодильников, внутренней отделки самолетов. Пенополистрирол для тепло и звукоизоляции в строительстве
Полистрирол ударопрочный: Более высокая ударная вязость чем у полистрирола
Методы переработки: Литье под давлением. Пневматическое и вакуумное формование. Экструзия. Штамповка. Прессование. Склейка. Механическая обработка
Основное назначение: Для технических изделий и деталей
Модифицированный полистирольный пластик: Высокая ударная вязкость при низких и высоких температурах, повышенная нагревостойкость, стойкость к щелочам и смазочным маслам
Методы переработки: Литье под давлением. Экструзия. Раздувка
Основное назначение: Для крупногабаритных изделий в автомобилестроении и в электротехнике
poliamid.ru
формула, свойства, получение, применение :: SYL.ru
В широком разнообразии полимерных материалов особое место занимает полистирол. Из этого материала производят огромное количество различных пластиковых изделий как для бытового, так и для промышленного использования. Сегодня мы с вами познакомимся с формулой полистирола, его свойствами, способами получения и направлениями использования.
Общая характеристика
Полистирол является синтетическим полимером, относящимся к классу термопластов. Как можно понять из названия, он представляет собой продукт полимеризации винилбензола (стирола). Это твердый стеклообразный материал. Формула полистирола в общем виде выглядит следующим образом: [СН2СН(С6Н5)]n. В сокращенном варианте она выглядит так: (C8H8)n. Сокращенная формула полистирола встречается чаще.
Химические и физические свойства
Наличие фенольных групп в формуле структурного звена полистирола препятствует упорядоченному размещению макромолекул и образованию кристаллических структур. В этой связи материал является жестким, но хрупким. Он представляет собой аморфный полимер с малой механической прочностью и высоким уровнем светопропускания. Он производится в виде прозрачных цилиндрических гранул, из которых путем экструзии получают необходимую продукцию.
Полистирол является хорошим диэлектриком. Он растворяется в ароматических углеводородах, ацетоне, сложных эфирах, и собственном мономере. В низших спиртах, фенолах, алифатических углеводородах, а также простых эфирах полистирол не растворим. При смешивании вещества с другими полимерами, происходит «сшивание», в результате которого образуются сополимеры стирола, обладающие более высокими конструктивными качествами.
Вещество обладает низким влагопоглощением и устойчивостью к радиоактивному облучению. Вместе с тем оно разрушается под действием ледяной уксусной, и концентрированной азотной кислот. При воздействии ультрафиолета полистирол портится – на поверхности образуется микротрещины и желтизна, увеличивается его хрупкость. При нагревании вещества до 200 °С оно начинает разлагаться с выделением мономера. При этом, начиная с температуры в 60 °С, полистирол теряет форму. При нормальной температуре вещество не токсично.
Основные свойства полистирола:
- Плотность – 1050-1080 кг/м3.
- Минимальная рабочая температура – 40 градусов мороза.
- Максимальная рабочая температура – 75 градусов тепла.
- Теплоемкость – 34*103Дж/кг*К.
- Теплопроводность – 0,093-0,140 Вт/м*К.
- Коэффициент термического расширения – 6*10-5Ом·см.
Получение полистирола
В промышленности полистирол получают с помощью радикальной полимеризации стирола. Современные технологии позволяют проводить этот процесс с минимальным количеством непрореагировавшего вещества. Реакция получения полистирола из стирола осуществляется тремя способами. Рассмотрим отдельно каждый из них.
Эмульсионный (ПСЭ)
Это самый старый метод синтеза, который так и не получил широкого промышленного применения. Эмульсионный полистирол получают в процессе полимеризации стирола в водных растворах щелочей при температуре 85-95 °С. Для этой реакции необходимы такие вещества: вода, стирол, эмульгатор и инициатор процесса полимеризации. Стирол предварительно избавляют от ингибиторов (гидрохинона и трибутил-пирокатехина). Инициаторами реакции выступают водорастворимые соединения. Как правило, это персульфат калия или двуокись водорода. В качестве эмульгаторов применяют щелочи, соли сульфокислот и соли жирных кислот.
Процесс происходит следующим образом. В реактор наливают водный раствор касторового масла и при тщательном перемешивании вводят стирол вместе с инициаторами полимеризации. Полученную смесь греют до 85-95 градусов. Растворенный в мицеллах мыла мономер, поступая из капель эмульсии, начинает полимеризоваться. Так получаются полимер-мономерные частицы. На протяжении 20 % времени реакции мицеллярное мыло идет на образование слоев адсорбции. Далее процесс идет внутри частиц полимера. Реакция завершается, когда содержание стирола в смеси будет составлять примерно 0,5 %.
Далее эмульсия поступает на стадию осаждения, позволяющую снизить содержание остаточного мономера. С этой целью ее коагулируют раствором соли (поваренной) и высушивают. В результате получается порошкообразная масса с размером частиц до 0,1 мм. Остаток щелочи сказывается на качестве получаемого материала. Устранить примеси полностью невозможно, а их наличие обуславливает желтоватый оттенок полимера. Этот метод позволяет получить продукт полимеризации стирола с наибольшей молекулярной массой. Получаемое таким способом вещество имеет обозначение ПСЭ, которое периодически можно встретить в технических документах и старых учебниках по полимерам.
Суспензионный (ПСС)
Этот метод осуществляется по периодической схеме, в реакторе, оборудованном мешалкой и теплоотводящей рубашкой. Для подготовки стирола его суспензируют в химически чистой воде с помощью стабилизаторов эмульсии (поливиниловый спирт, полиметакрилат натрия, гидроксид магния), а также инициаторов полимеризации. Процесс полимеризации проходит под давлением, при постоянном повышении температуры, вплоть до 130 °С. В итоге получается суспензия, из которой первичный полистирол отделяют с помощью центрифугирования. После этого вещество промывают и высушивают. Этот метод также считается устаревшим. Он пригоден в основном для синтезирования сополимеров стирола. Его применяют в основном в производстве пенополистирола.
Блочный (ПСМ)
Получение полистирола общего назначения в рамках этого метода можно проводить по двум схемам: полной и неполной конверсии. Термическая полимеризация по непрерывной схеме осуществляется на системе, состоящей из 2-3 последовательно соединенных колонных аппаратов-реакторов, каждый из которых оборудован мешалкой. Реакцию проводят постадийно, увеличивая температуру с 80 до 220 °С. Когда степень превращения стирола доходит до 80-90 %, процесс прекращается. При методе неполной конверсии степень полимеризации достигает 50-60 %. Остатки непрореагировавшего стирола-мономера удаляют из расплава путем вакуумирования, доводя его содержание до 0,01-0,05 %. Полученный блочным методом полистирол отличается высокой стабильностью и чистотой. Эта технология является наиболее эффективной, в том числе и потому, что практически не имеет отходов.
Применение полистирола
Полимер выпускается в виде прозрачных цилиндрических гранул. В конечные изделия их перебарывают путем экструзии или литья, при температуре 190-230 °С. Из полистирола производят большое количество пластиков. Распространение он получил благодаря своей простоте, невысокой цене и широкому ассортименту марок. Из вещества получают массу предметов, которые стали неотъемлемой частью нашей повседневной жизни (детские игрушки, упаковка, одноразовая посуда и так далее).
Полистирол широко используют в строительстве. Из него делают теплоизоляционные материалы – сэндвич-панели, плиты, несъемные опалубки и прочее. Кроме того, из данного вещества производят отделочные декоративные материалы – потолочные багеты и декоративную плитку. В медицине полимер используют для производства одноразовых инструментов и некоторых деталей в системах переливания крови. Вспененный полистирол также применяют в системах для очистки воды. В пищевой промышленности используют тонны упаковочного материала, сделанного из данного полимера.
Существует и ударопрочный полистирол, формула которого изменяется путем добавления бутадиенового и бутадиенстирольного каучука. На этот вид полимера приходится более 60 % всего производства полистирольного пластика.
Благодаря предельно низкой вязкости вещества в бензоле можно получить подвижные растворы в придельных концентрациях. Этим обуславливается использование полистирола в составе одного из видов напалма. Он играет роль загустителя, у которого по мере увеличения молекулярной массы полистирола уменьшается зависимость «вязкость-температура».
Преимущества
Белый термопластичный полимер может стать отличной заменой пластику ПВХ, а прозрачный – оргстеклу. Популярность вещество получило главным образом благодаря гибкости и легкости в обработке. Оно отлично формуется и обрабатывается, предотвращает потери тепла и, что немаловажно, имеет низкую стоимость. Благодаря тому, что полистирол может хорошо пропускать свет, его даже используют в остеклении зданий. Однако размещать такое остекление на солнечной стороне нельзя, так как под действием ультрафиолета вещество портится.
Полистирол давно используется для изготовления пенопластов и сопутствующих материалов. Теплоизоляционные свойства полистирола во вспененном состоянии, позволяют использовать его для утепления стен, пола, кровли и потолков, в зданиях различного назначения. Именно благодаря обилию утеплительных материалов, во главе которых стоит пенополистирол, простые обыватели знают о рассматриваемом нами веществе. Эти материалы отличаются простой в использовании, устойчивостью к гниению и агрессивным средам, а также отличными теплоизоляционными свойствами.
Недостатки
Как и у любого другого материала, у полистирола есть недостатки. Прежде всего, это экологическая небезопасность (речь идет об отсутствии методов безопасной утилизации), недолговечность и пожароопасность.
Переработка
Сам по себе полистирол не представляет опасности для окружающей среды, однако некоторые продукты, полученные на его основе, требуют особого обращения.
Отходы материала и его сополимеров накапливаются в виде изделий, вышедших из употребления, и промышленных отходов. Вторичное использование полистирольных пластиков, производится несколькими путями:
- Утилизация промышленных отходов, которые были сильно загрязнены.
- Переработка технологических отходов методами литья, экструзии и прессования.
- Утилизация изношенных изделий.
- Утилизация смешанных отходов.
Вторичное применение полистирола позволяет получить новые качественные изделия со старого сырья, не загрязняя при это окружающую среду. Одним из перспективных направлений переработки полимера является производство полистиролбетона, который применяется в строительстве зданий малой этажности.
Продукты разложения полимера, образующиеся при термодеструкции или термоокислительной деструкции, токсичны. В процессе переработки полимера путем частичной деструкции могут выделяться пары бензола, стирола, этилбензола, оксида углерода и толуола.
Сжигание
При сжигании полимера выделяется диоксид углерода, монооксид углерода и сажа. В общем виде уравнение реакции горения полистирола выглядит так: (С8Н8 )n + О2 = ↑СО2 + Н2О. Сжигание полимера, содержащего добавки (компоненты увеличивающие прочность, красители и т. д.), приводит к выбросу ряда других вредных веществ.
www.syl.ru
Полистирол плотность – Справочник химика 21
В США в настоящее время выпускаются различные виды насадок, изготовленных из полипропилена, полиэтилена, жесткого поливинилхлорида и полистирола, плотность которых составляет в среднем 80 кг/м . [c.16]Полистирол Плотность при 23° равна 1,055 г/сл1 . [c.690]
На рис. Х У1П-2 схематично изображен контактный аппарат е так называемым турбулентным слоем, являющимся разновидностью противоточного трехфазного нсевдоожижения и получившим промышленное применение. Псевдоожиженный восходящим потоком газа слой частиц низкой плотности (обычно, шары — полые из полиэтилена или сплошные из вспененного полистирола) орошается нисходящим потоком жидкости. Установки подобного типа используются в промышленности для жидкостной абсорбции из газовых смесей, мокрой очистки запыленных газов, а также их охлаждения и осушки. [c.658]
Плотность стирола = 0,906. Теплоемкость, кДж/(кг-°С) стирола — при 50 °С 1,742, при 145 °С 2,479 полистирола — при 20 °С 1,457, при 145 °С 3,119. [c.60]
Снижение интенсивности теплообмена с увеличением концентрации мелких частиц полиэтилена в жидкости наблюдалось также Яновским [971, который объясняет это тем, что легкие частицы с плотностью, близкой к плотности жидкости, образуют квазигомогенную систему с повышенной вязкостью. Но, вероятно, здесь главную роль играет не плотность твердой фазы, а особая структура неоднородной системы, приближающейся по свойствам к неньютоновской жидкости. Исследования, например, Бушкова [701 с частицами полистирола в воде показали увеличение коэффициента теплоотдачи от суспензии к стенке теплообменного элемента а у с увеличением как их диаметра (от 0,5 до 1,6 мм), так и концентрации. Если руководствоваться опытными данными [1101, то можно предложить следующую эмпирическую зависимость для расчета а у. [c.71]
Гетерогенность структуры доменного типа может наблюдаться методом малоуглового рассеяния рентгеновских лучей в случае растяжения аморфных образцов полистирола и полиметилметакрилата при температуре ниже Го- Обнаруживаемая методами дифракции рентгеновских лучей в больших и малых углах гетерогенность структуры расплава полиэтилена — результат проявления специфики полимерного состояния вещества, заключающейся в возможности расположения одной и той же длинной макромолекулы в нескольких упорядоченных областях, что приводит к сохранению чередования в расплаве областей повышенной и пониженной плотности, аналогично тому, как это наблюдается для частично-кристаллического полимера. Все эти данные не согласуются с моделью гомогенного полимера в виде совокупности хаотически перепутанных цепей. Сегменты и цепи группируются в областях упорядочения, больших областей флуктуации плотности. А так как эти области увеличиваются с возрастанием молекулярной массы полимера, можно сделать вывод, что истинное распределение сегментов содержит своеобразные ядра (домены) с повышенной плотностью. Остальные сегменты полимерной системы находятся вне этих доменов. [c.27]
Это подтверждается измерением длины свободного пробега фононов в полистироле. При плотности полистирола р=1052 кг/м значения теплопроводности X и теплоемкости С соответственно равны Х=0,165 Вт/(м-К) и С=1,33 кДж/ (кг К). Приняв скорость V фононов в аморфном теле равной 1,5-10 м/с и подставляя значения X, С и у в формулу Л= /зС/, получим для полистирола I— = 0,236 нм. По порядку величины это согласуется с данными Кобеко [32], согласно которым длина свободного пробега фононов для стекла составляет 0,7—1 нм и близка к значениям расстояний между молекулами. [c.257]
Далее рассчитывают диаметр частиц латекса и число частиц латекса п в определенном объеме реакционной среды (100 мл). Объем 1 г твердого вещества равен У=102 А/р (где рп —плотность для полистирола р = 1,071). Тогда [c.25]
Опыт 2. Определение молекулярного веса полистирола. Воспользуйтесь имеющимся в лаборатории 0,4%-ным раствором полистирола в толуоле. Опыт проводите так же, как и предыдущий. Плотность раствора примите равной 0,9. Значение /( для пары полистирол — толуол равно 3,7-10 . [c.283]
Серийные ИК-спектрометры записывают процент пропускания света образцом (который легко пересчитать в оптическую плотность) и осуществляют линейную развертку по волновым числам (реже по длинам волн). Если требуется точно установить положение полос поглощения в спектре вещества, то достаточно перед записью спектра образца записать спектр пленки полистирола, который дает сильные полосы при 906, 1028, 1494, 1603, 2925 и 3028 см . В дальней ИК-области калибровку можно провести по вращательному спектру какого-либо газообразного вещества, а в ближней ИК-области — по обертонам валентных колебаний жидких соединений (для бензола 1,143 и 0,874 мкм). [c.205]
Технический полистирол имеет молекулярную массу 70 000—200 000, получены полимеры с молекулярной массой около 6 000 000. Температура стеклования полистирола 80°С, плотность 1050—1070 кг/м . Он растворим в ароматических углеводородах, стоек к действию спиртов, воды, кислот и щелочей является прекрасным диэлектриком, но имеет относительно низкие механическую прочность и термостойкость (при нагревании на воздухе начинает разлагаться при 150°С, в отсутствие кислорода стоек до 250 °С), [c.307]
Изотактический полистирол кристаллизуется, имеет темп. пл. 230 °С, повышенную плотность (1100 кг/м ) и значительно более высокие физико-механические показатели, чем обычный. [c.307]
Полистирол. Полистирол — твердое упругое вещество с плотностью 1,05 г/см . Получается в основном блочной или эмульсионной полимеризацией стирола [c.384]
Аморфный полистирол — бесцветный, прозрачный полимер, слегка желтеющий под влиянием солнечного облучения. Плотность его 1,05 г см . Полимер растворим в ароматических углеводородах н в сложных эфирах. При обычной температуре он тверд, выше 80° переходит в высокоэластичное состояние, которое прп 145—150° постепенно сменяется пластичностью, нри 250—300° происходит деполимеризация полимера. Полимер отличается сравнительно низкой удельной ударной вязкостью, величина которой еще снижается при охлаждении образца. [c.806]
Кристаллический полистирол не растворим в общераспространенных растворителях при обычной температуре, но полностью растворяется в кипящем бензоле, толуоле, ксилоле, метилэтилкетоне. Растворы стабильны при комнатной телшературе. Плотность кристаллического полистирола 1,08 г/см . Свойства кристаллического полистирола мало изменяются до 200°, при 220° происходят плавление кристаллов и переход полимера в вязкотекучее состояние. Хрупкость кристаллического стирола выше хрупкости аморфного, но ее можно несколько снизить ориентацией образца или введением пластификаторов [111]. Введение пластификатора в аморфный или кристаллический полистирол резко снижает температуры их стеклования и плавления, уменьшая температурный интервал применения полистирола. [c.806]
Полимеризация стирола в присутствии твердых катализаторов приводит к образованию изотактического трудно кристаллизующегося полимера. Изотактический полистирол имеет плотность 1,08 и температуру плавления 230°, в то время как атактический полистирол имеет плотность 1,05 и температуру фазового превращения второго порядка 85° [98]. [c.294]
Этот пластик производится в больших количествах и поступает в продажу под названием ТРХ. Плотность его 0,83 г/см , ниже чем у всех известных термопластов, температура плавления 240 °С. Изготовленные из этого материала прессованные детали сохраняют стабильность формы прп температуре до 200 °С. Кроме того, пластик ТРХ прозрачен. Светопроницаемость достигает 90%, т. е. несколько меньше, чем у плексигласа (у полиметилметакрилата 92%). Недостатком является деструкция под действием света. Поэтому нестаби-лизировапный ТРХ пригоден только для применения в закрытых помещениях. Этот материал стоек ко многим химическим средам, сильные кислоты и щелочи не разрушают его, однако он растворяется в некоторых органических растворителях, например в бензоле, четыреххлористом углероде и петролейном эфире. Ударная прочность нового термопласта такая же, как у высокоударопрочного полистирола. Диэлектрические свойства тоже хорошие (диэлектрическая ироницаемость 2,12). [c.236]
Согласно Пешли, гидратные (точнее, структурные) силы могут возникать как на гидрофильных поверхностях с гидратированными полярными или ионными группами, так и на поверхностях, которые вначале не являются гидрофильными, но могут изменяться при адсорбции гидратированных форм и вести себя как гидрофильные ( вторичная гидратация ) [121]. В основе теории гидратных сил лежит положение о поверхностной адсорбции гидратированных ионов. Анализ явления показывает, что действие гидратных сил определяется не только плотностью адсорбированных катионов, но и изменением свободной энергии, связанным с замещением катионом иона Н3О+. Силы гидратации проявляются в достаточно концентрированных растворах (более 10 моль/л), и их величина определяется положением ионов в лиотропном ряду. Этот механизм, согласно которому взаимодействие гидратированных катионов приводит к возникновению сил отталкивания между поверхностями с достаточно высокой плотностью поверхностного заряда и слабой способностью к образованию водородных связей, может объяснить высокие пороговые концентрации, необходимые для коагуляции амфотерных частиц латекса полистирола [501] и золя SIO2 [502]. [c.173]
Насадочные колонны. Насадочные колонны больших диаметров (до 2—2,5 м) применяются для абсорбции, например аминами, поскольку в тарельчатых колоннах происходит сильное пенообразование. Они редко применяются для дистилляции, если диаметр колонн превышает 0,9 м, вследствие высокой стоимости и плохого распределения жидкости в колоннах большого диаметра. Для улучшения распределения жидкости проведена большая работа по конструированию специальных распределительных устройств. При создании новых форм насадочных тел стремятся получить в широком интервале нагрузок высокую эффективность при незначительном гидравлическом сопротивлении. В связи с этим следует упомянуть о применении пластмасс как конструкционных материалов для изготовления промышленных насадок. Промышленность США выпускает насадки из полипропилена, полиэтилена, поливинилхлорида, полистирола и пентана, а также из различных синтетических волокон. Такие кольца пригодны для работы с щелочами, кислотами и солями, включая фтористоводородную кислоту, и соединениями фтора при температурах до 120° С [167]. Они становятся серьезными конкурентами других типов насадок благодаря невысокой плотности, минимальным потерям при эксплуатации и низкой стоимости. Например, вес полипропиленовых колец составляет 10% веса колец Рашига того же размера, изготовленных из нержавеющей стали, а стоимость— /з- Насадочные кольца Палля из пластмасс, выпускаемые фирмой и. S. Stoneware, обладают высокой пропускной способностью и бывают пяти размеров 15,9 25,4 38,1 50,8 88,9 мм. [c.139]
В период 1950—65 гг. вводятся в строй заводы по получению ионообменных смол (г. Н. Тагил), полиэтилена низкого давления (г. Охта), полиацеталей (г. Ереван), создаются производства ударопрочного полистирола и его сополимеров, пенополиуретанов (г. Рошаль) и др. В результате производство пластических масс в стране возрастает с 160 тыс. т в 1955 г. до 800 тыс. т в 1965 г. В последующие годы расширяется производство новых термопластичных полимеров и вводятся в строй крупные специализированные заводы по получению винилацетата, по-ливинилбутираля, полиэфиров, сополимеров стирола, акрилонитри-ла и бутадиена в г. Дзержинске, Н. Полоцке и других городах. Объем производства пластмасс достигает к 1970 году 1670 тыс. т. Одновременно возрастают единичные мощности установок и внедряются непрерывные процессы. Так, например, мощность установок по производству полиэтилена высокой плотности возрастает с 2—3 до 60 тыс. т в год, полиэтилена высокой плотности с 3 до 70 тыс. т, полистирола с 3 до 30 тыс. т в год. [c.383]
В 1975—1980 гг. вводятся в эксплуатацию завод полиэтилена в г. Шевченко мощностью 200 тыс. т/год, Прикумский завод полиэтилена высокой плотности мощностью 200 тыс. т, организуются произод-ства полиэтилена низкой плотности мощностью 240 тыс. т в г. Северо-донецке, полипропилена мощностью 30 и 100 тыс. т на Гурьевском и Томском заводах, ударопрочного полистирола мощностью 150 тыс. т в г. Днепродзержинске, поливинилхлорида мощностью 250 тыс. т в г. Зиминске и др. [c.383]
Развитие промышленности синтетических смол и пластмасс характеризуется созданием крупных с высоким уровнем механизации н автоматизации производств в районах источников сырья, применение агрегатов большой единичной мощности (карбамидных смол — 25, полистирола — 30, полиэтилена низкой плотности — 60, полиэтилепа высокой плотности — 70 тыс. т в год), реконструкцией п расширением действующих предприятий по производству и переработке пластмасс, внедрением новых, эффективных технологических процессов получения и переработки пластмасс, ростом удельного веса наиболее прогрессивных видов синтетических смол и пластических масс, о чем свидетельствуют следующие данные (в %) [c.18]
Полимеризация в растворе позволяет регулировать молекулярную массу и молекулярно-массовое распределение полимера, получать структурно-однородные продукты. Она находит все более широкое применение в технологии производства многих промышленных полимеров. Для получения стереорегулярных полимеров, блок-сополимеров этот способ часто является единственно возможным для промышленного производства. Полимеризацией в растворе получают все стереорегулярные эластомеры цис-, А-по-лиизопрен и полибутадиен), блок-сополимеры бутадиена и стирола, некоторые виды статистических их сополимеров, полиэтилен высокой плотности, стереорегулярнын полипропилен, сополимеры этилена и пропилена, некоторые виды полистирола, полиметил-метакрилата и другие полимеры. [c.82]
Регулярность структуры. Кристаллизоваться могут только такие полимеры, молекулы которых построены регулярно. Б гомополимерах может возникнуть нерегулярность за счет разного пространственного расположения заместителей. Поэтому к кристаллизации способны только стереорегулярные полимеры. Чем больше нарушений регулярности в полимере, тем меньше содержание его кристаллической части. В таких промышленных полимерах, как полистирол или полиметилметакрилат, заместители расположены нерегулярно, эти полимеры аморфны и не содержат кристаллической части. Поливинилхлорид содержит сильно полярные атомы хлора, которые взаимно отталкиваются и поэтому значительная часть макромолекул поливинилхлорида построена относительно регулярно даже при получении полимера методом эмульсионноГ полимеризации. Поэтому поливинилхлорид частично кристаллизуется. В полиэтилене нет заместителей, поэтому полиэтилен мог Оы быть идеально кристаллическим. Однако в условиях синтеза в макромолекулах его возникают разветвления, которые нарушают регулярность, и это приводит к снижению степени кpи тaJrличнo ти в тем большей степени, чем больше разветвлений. Так, полиэтилен, полученный путем разложения диазометапа (так называемый полиметилен), является полностью линейным. Степень кристалличности достигает в нем 95%. Полиэтилен высокой плотности, полученный на катализаторах Циглера — Натта, разветвлен в большей степе- [c.182]
Хрупкий стеклообразный полимер, например полистирол (ПС), деформируется до разрушения по кривой типа кривой / на рис. 12.16, б. Это типичная кривая хрупкого разрушения. Однако тот же полистирол прн более высокой температуре может обнаружить явление вынужденно-эластической деформации (см. гл. 10) и дефор-мироватьс ч по кривой типа кривой / па рнс. 12.16, а. При этом образуется шейка так же, как у полиэтилена высокой плотности. Макромолекулы полистирола в шейке также ориентированы в направлении растяжения. Если теперь из шейки вырезать образец и испытать его отдельно при обычной температуре, снян кривую а— к, то эта кривая будет иметь вид кривой 2 на рис. 12.16, о. Видим, [c.192]
В промышленности иолиизобутилен с высоким люлекулярным весом получают главным образом по непрерывному методу, катализатор — трифторид бора, температура (—80) — (—100)° С. Полимери-зуют в присутствии жидкого этилена, являющегося хладоагентом и растворителем мономера. В этих условиях из изобутилена высокой степени чистоты получают каучукоподобиые полимеры с молекулярным весом 150—250 тыс. и плотностью 0,91—0,93 г/см . Высокомолекулярный полиизобутилен при горячем вальцевании смешивается с полиэтиленом, полистиролом, натуральным каучуком. Продукты сополимеризации применяют для электроизоляции и других целей. [c.140]
Стереорегулярный полипропилен представляет особый интерес в производстве синтетического волокна [72]. Стоимость пропилена в 5 раз ниже стоимости полистирола и в 9 раз ниже стоимости полиамидного и полиэфирного волокон. В то же время удельная прочность волокон из полипропилена выше удельной прочности найлона (табл. ХП.И). Плотность полипропилена очень низка, следовательно, ткани из него отличаются особенной легкостью к тому же они абсолютно влагостойки, имеют высокие электроизоляционные качества, стойки к действию растворов кислот и ш елочей. Недостаток полипропиленовой ткани заключается в сравнительно низкой температуре ее плавления. [c.790]
В пределах одного физического состояния большое зпачение имеет плотность упаковки макромолекул. По-видимому, полиизобутилен значительно плотнее упакован, чем натуральный каучук и полибутадиен, поэтому его газопроницаемость значитель ю мепьше, чем у последних двух полимеров. Из стеклообразных полимеров наибольшей газопроницаемостью обладает полистирол, что может быть объяснено его более рыхлой упаковкой по сравнению с упаковкой других высокомолекулярных стекол. [c.491]
С целью определения средней ОММ полимера измерено осмотическое тав-ление растпорсга полистирола n толуоле. Давление выражалось через высоту растворителя h, плотность которого была 1,004 г/см . При 25 °С были полу-1ены следующие результаты. [c.273]
М. м. п. определяется условиями его синтеза и последующих превраи1С1Пгй и м. б. рассчитана, если известен механизм р-ций образования (превращения) и оиределспы кон станты скорости их элементарных стадий. Опа определяет мп. св-ва полимера так, увеличение мол. массы приводит, с одиой стороны, к улучшению их мех. св-в, достигающих иек-рых предельных характеристик при большом значении мол. массы с др. стороны — к значит, росту вязкости расплавов и р-ров полимеров, затрудняющему их переработку. Так, оптим. значения мол. массы полиэтилена высокой плотности составляют от 100 ООО до 300 ООО, полистирола — вг 300 ООО до 400 ООО, полиформальдегида — от 40 ООО до 150 000. [c.347]
Существуют технологические трудности, которые во многих случаях ограничивают плотность слоя. Например, при прессовании Nh5 104 или КС1О4 в цилиндрические оболочки из плексигласа значение не выше 0,90 — 0,95. При увеличении давления прессования выше 1500 — 2000 атм плексиглас начинает течь. Для полистирола, полиэтилена и, тем более, тефлона [c.184]
chem21.info
свойства материала, его характеристики и преимущества
Читая различную информацию о современных строительных материалах, часто приходится сталкиваться со словом полистирол. Применяя новые технологии в процессах производства, из него получают пенопласты. Все эти материалы находят широкое применение во многих сферах жизнедеятельности, поэтому стоит узнать более подробно, что представляет собой полистирол и как он используется, о его свойствах и характеристиках.
Что представляет собой полистирол
Полистирол относится к группе синтетических полимеров класса термопластов, продукт получают в промышленности полимеризацией стирола. Полистирол — твердое и бесцветное стеклоподобное вещество, которое пропускает до 90% лучей видимого спектра, его плотность 1,05г/м3 , имеет регулярную цепь строения.
Полимер обладает слабой полярностью, имея высокие диэлектрические свойства, они мало зависимы от частоты тока и температур. Он растворим в кетонах, ароматических углеводородах, альдегидах и эфирах, но не растворяется в спиртах, очень устойчив к кислотам, щелочам и воде. Полимер легко формируется и окрашивается, легко обрабатывается механическими способами, хорошо склеивается, он обладает высокой влагостойкостью и морозостойкостью, низким водопоглощением. В производстве его получают 3 способами:
- Эмульсионный
- Суспензионный
- Блочный.
Наиболее устаревший способ получения эмульсионный, поскольку он не нашел своего применения в производстве. Для того чтобы получить полистирол таким методом, необходимо иметь воду, стирол, инициатор полимеризации и эмульгатор, реакция которых происходит при температуре +85 +95оС. Весь процесс заканчивается, когда свободного стирола остается меньше чем 0,5%. Такой метод дает возможность получить полистирол с повышенной молекулярной массой.
Метод суспензионный производится по периодической схеме в реакторах с теплоотводящей рубашкой и мешалкой, применяя эмульсию, стабилизатор и инициатор полимеризации. В ходе процесса температура постепенно повышается до +130оС под давлением. Готовый продукт промывают и сушат. Этот метод также почти не используется, поскольку устарел, но его применяют для получения пенополистирола.
Наиболее эффективным является третий способ, он почти безотходный, поэтому нашел применение в производстве полистирола. Используются две схемы -полной и неполной конвенции для общего назначения полистирола. Полимеризация происходит в среде бензола постадийно, начиная с температуры +80оС постепенно доведя массу до +220оС, пока стирол не превратится в полистирол на 80-90%. Готовый продукт отличается стабильными параметрами и высокой чистотой.
Применение
Выпускается полимер в виде прозрачных гранул, которые имеют цилиндрическую форму. Они перерабатываются методом литься под давлением или экструзии, при температуре +190 +230оС. На основе полистирола базируется огромное количество пластиков, благодаря простоте полимера, его невысокой цене, большому ассортименту марок.
Из полистирола научились изготавливать массу самых необходимых предметов, которые нашли применение в повседневной жизни. Все изделия совершенно безвредны для здоровья людей, в быту они нас постоянно окружают — одноразовая посуда игрушки для детей, упаковка.
В строительстве полистирол нашел очень большое применение, на его основе производятся теплоизоляционные материалы — плиты, сэндвич-панели, несъемная опалубка и др. Также производится и отделочный декоративный материал для облицовки — потолочный багет и плитка декоративная.
В медицинской промышленности полимер также применим, из него производят некоторые части в системах переливания крови, одноразовые инструменты. Вспененный полистирол также актуален для подготовки и очистке сточных вод.
В пищевой промышленности используется упаковочный материал, который также производится из полистирола. Есть и ударопрочный вид полимера, он стал незаменим для бытовой техники, электроники.
Физические свойства полистирола
- Плотность — 1050-1080кг/м3
- Насыпная плотность гранул — 550-560кг/м3
- Усадка линейная в форме — 0,4-0,8%
- Нижний предел рабочей температуры — ( -40оС), верхний предел — (+75оС)
- Электрическая прочность с частотой 50Гц — 20-23кВ/мм
- Удельное электрическое сопротивление поверхностное — 1016Ом, объемное, под напряжением 1 мин — 1017Ом-см, под напряжением 15 мин — 1015Ом-см.
- Коэффициент линейного расширения термического — 6х10-5, 7х10-5градус-1
- Теплопроводность — 0,093-0,140Вт/м*К
- Теплоемкость — 34х103Дж/кг*К
- Диэлектрическая проницаемость — 2,49-2, 6
- Тангенс угла при диэлектрических потерях с частотой 1МГц составляет — 3-4Х10-4.
Свойства полимера
Полистирол — термопластическая пластмасса в форме плит, может иметь гладкую поверхность или со штампованным рисунком. Полимер белого цвета можно назвать хорошей альтернативой пластику ПВХ, а прозрачный вариант — оргстеклу. Он стал популярным благодаря таким свойствам, как гибкость и легкость в обработке, он обладает также высокой ударопрочностью. Он отлично обрабатывается и формуется, препятствует потере тепла, но главным его достоинством является низкая стоимость.
Его можно также назвать идеальным заменителем стекла, поскольку он прозрачный и легкий в обработке. Он находит применение во внутренней и наружной частях помещений, благодаря своим физическим и химическим свойствам. Прозрачный полимер часто используется для остекления зданий, отлично пропускает свет, но боится прямых солнечных лучей. Со временем УФ приводит к разрушению материала, он желтеет, снижаются его характеристики прочности.
Полистирол стал уже давно применяться, как основа для производства пенопластов и других материалов на их основе, путем нагревания смеси материала с преобразователями. В процессе производства получается вспученный полистирол, а после остывания материал превращается во вспенено застывшую массу жесткой структуры с плотными ячейками, заполненными воздухом. 98% готового материала составляет воздух, а всего 2% приходится на сам полимер.
Такое качество, как низкая теплопроводность сделала вспененный полимер незаменимым материалом в строительных работах. Его стали широко использовать для утепления стен, кровли, пола и потолков в зданиях разного типа. С утеплителем просто работать, его можно порезать обычным острым ножом, легко монтировать, поскольку он имеет незначительный вес. Большинство потребителей оценили материал по достоинству, их привлекает его устойчивость к процессам гниения и образования грибков, стойкость к агрессивной среде, воздействию микроорганизмов.
Но у вспененного полистирола есть и минусы, о которых также нужно сказать — экологическая небезопасность, недолговечность и пожароопасность.
Заключение
Сам полистирол не наносит вреда окружающей среды, но некоторые виды материалов на его основе могут быть опасны для здоровья, он является горючим материалом. В зависимости от свойств и назначения полистирола, установлены марки для общего назначения, поэтому потребитель, пользуясь этими обозначениями, может узнать о характеристиках и применении определенной марки полимера.
Оцените статью: Поделитесь с друзьями!kotel.guru
Плотность полистирола и его виды. Рекомендации по применению и выбору материала
При возникновении необходимости утепления дома многие выбирают для этих целей прогрессивный материал полистирол. Однако мало кто из покупателей задумывается о марках и видовом разнообразии этих плит. Зачастую покупатель просто идет в магазин и берет то, что есть в наличии. Но правилен ли такой ход действий?
Если вы знаете, какая бывает плотность полистирола, какие существуют виды этого материала, какие могут быть варианты его использования, это поможет сэкономить время и выполнить работу максимально эффективно.
Разновидности материала 
Пенополистирол подразделяют на такие категории:
- Прессованный (ПС).
- Беспрессовый (ПСБ).
- Экструзионный (ЭПС).
- Автоклавный.
- Автоклавно-экструзионный.
Отличие видов материала кроется только в разновидностях добавляемых примесей в состав. Это может быть:
- Антипирен.
- Пластификатор и т. д.
Применение дополнительных компонентов в составе смеси обуславливает существенные отличия физико-механических характеристик.
Ознакомимся с основными, наиболее распространенными видами пенополистирола детальнее.
Прессовый 
Название вида полистирола говорит о методике производства облицовочных плит, так часто использующихся для утепления фасада. Посредством прессования получают полистирол, плотность и прочность которого отличаются повышенными показателями. По теплоизоляционным свойствам этот материал практически не отличается от беспрессового.
В широком распространении ПС не пребывает, ведь технологический процесс изготовления этого рода материала отличается сложностью по сравнению с оговоренным выше типом, что прямо пропорционально влияет на повышение стоимости.
Беспрессовый
Один из широко распространенных видов, характеризуется большим количеством преимуществ и отличий:
Вспененный 
Какая плотность полистирола? Узнать это можно по цифрам, стоящим после аббревиатуры. Чем выше этот показатель, тем больше его толщина, то есть, положительные качества материала лучше. Вспененный пенополистирол отличается показателями плотности, варьирующимися от 15 до 50 кг/м3. Самый тонкий предназначен для утепления построек хозяйственного назначения, а листы полистирола с плотностью от 30 кг/м3 уже подходят для теплоизоляции жилых домов.
Особенности материала и его характеристики
Показатель плотности определяет степень пропускания и накапливания влаги. К примеру, низкие цифры означают, что влагопропускающая способность полистирола не превышает 2 % от массы листа, но это лишь примерное обозначение.
Не зависимо от плотности вспененного полистирола, материал практически не поддается воздействию влаги, но прямого воздействия воды лучше не допускать, согласно условиям, которые выдвигаются строительными нормами по использованию данного материала.
Марка и плотность непосредственно влияют на огнеопасность материала, чем выше показатель – тем безопаснее полистирол. Не забывайте о мерах безопасности и предупреждения возможных возгораний. Связанно это с тем, что гореть материал не будет, но плавится прекрасно. При этом в воздух выделяются едкие ядовитые испарения, не лучшим образом влияющие на здоровье человеческого организма.
Устойчивость полистирола к деформациям и механическому воздействию
Особенное свойство, которое напрямую зависит от плотности экструдированного полистирола – это устойчивость к деформации. Чем выше показатель прочности и плотности, тем более крепким является материал. Многие беспокоятся о том, что в результате перепада температур или индивидуальных архитектурных особенностей строения полистирол раскрошится или сломается. Чтобы уменьшить такую вероятность, нужно выбирать материал с высокими показателями прочности.
Устойчивость к механическому воздействию и предельным нагрузкам также зависит от рассматриваемого показателя. В этом случае нужно учесть, что качество устойчивости материала зависит от того, насколько высока цифра, обозначающая плотность.
Учитывая, что любые строительные работы предполагают нагрузки, не зависимо от того, кратковременные они или постоянные, стоит приобретать правильный тип материала, учитывая собственные характеристики будущей постройки.
Устойчивость к изменению формы
Это еще одна черта материала, на которую стоит обратить внимание. Длительное сохранение плит при неправильных условиях хранения могут привести к их пассивной деформации или усадке.
Полистирол – высококачественный материал, отличающийся рядом достоинств. Его теплоизоляционные и шумозащитные свойства исключительные, что объясняется заполнением пустот между гранулами специальными защитными составами, как правило, антипиреном. По толщине материал не отличается от традиционных плит полистирола, использующихся для отделки фасадов зданий.
Насыпная плотность полистирола экструдированного типа определяет возможность использования его в наружных архитектурных изысках. Такой материал должен соответствовать требованиям, выдвигаемым относительно эластичности при пониженных температурах, чтобы пластины не деформировались и не покрывались трещинами. Руководствуясь такими запросами, предпочтительнее применять более тонкие плиты, полностью удовлетворяющие теплоизоляционным требованиям.
Особенности взаимодействия с окружающей средой
Взаимодействие с агрессивной средой и влагой имеет немаловажное значение, например, для утепления фундамента. Состояние почвы таково, что показатели кислотности или щелочность оказывают негативное воздействие на дерево или другого рода утеплители.
В этом случае лучшим решением окажется укладка пенополитирольных плит экструдированного типа. В отличие от классического варианта, такие листы практически не впитывают влагу и не вступают во взаимодействие с химическим составом грунта.
Укрывная поверхность должна отличаться устойчивостью к значительным физическим условиям: сжатию, изгибу, кручению. По сравнению с простым полистиролом, плотность экструдированного пенополистирола отличается более эластичной структурой, способна работать во всех направлениях.
Особенности использования и монтажа полистирола
Не стоит думать, что с повышением положительных качеств и плотности материала будут меняться особенности укладки, транспортировки и прочих работ, связанных с монтажом. Как и при укладке обычных пенопластовых плит, в процессе таких работ применяют обычную пилу или нож. Упростить процесс может приобретение плиты подходящего размера из доступного ассортимента изделий и представленных на рынке моделей, а также их габаритов. Проверить на практике этот факт уже успели покупатели и мастера, работающие с полистиролом, к примеру, при утеплении кровли, где укладка проводится в неудобных условиях, а конструкция крыши состоит из нескольких скатов.
Материал для обустройства теплого пола
Полы с подогревом в последнее время используются все чаще. Чтобы они нормально функционировали, необходимо делать теплоизоляционный слой. Для этих целей отлично подходит экструдированный полистирол для теплого пола с плотностью 30-40 кг/м3. Наличие такого материала позволяет предотвратить потери тепла, вырабатываемого отопительными панелями.
Уместно сказать, что толщину материала подбирают индивидуально. Если рекомендовано брать полистирол с плотностью 30-40 кг/м3, то такой и нужно использовать.
Обустраивая систему водяного теплого пола над помещениями, которые не отапливаются, важно знать, что оптимальная толщина утеплителя для теплого пола должна быть не меньше 100 мм. Это касается и при обустройстве пола по грунту.
Рекомендации по выбору материала
При выборе материала для утепления фасада или фундамента обратите внимание, что качество выполняемых работ зависит от:
Теперь вы знаете, что представляет собой плотность полистирола и сможете выбрать материал, оптимальный для ваших нужд.
Источник
ruud.ru
Полистирол
Министерство образования Российской Федерации и науки
Российской Федерации
Государственное образовательное учреждение высшего
профессионального образования
“Алтайский Государственный Технический Университет
им. И.И. Ползунова”
Реферат.
По дисциплине «органическая химия» на тему:
«Полистирол (поливинилбензол)»
Выполнила студентка гр. ПКМ-71:
Бархатова Л. Н.
Проверила старший преподаватель
кафедры ФиТКМ: Арсентьева С.Н.
Подпись:
Барнаул 2008г.
Содержание
Введение, общая характеристика и классификация полимеров
1. Историческая справка
2. Описание полистирола
3. Основные свойства
3.1.Физические свойства
3.2.Химические свойства
4. Получение
5. Надмолекулярная структура, конформация, конфигурация
6. Способы отверждения
7. Применение в промышленности
Заключение
Список литературы
Введение
Общая характеристика и классификация полимеров
Полимером называется органическое вещество, длинные молекулы которого построены из одинаковых многократно повторяющихся звеньев – мономеров.
Размер молекулы полимера определяется степенью полимеризации n, т.е. числом звеньев в цепи. Если n= от 10 до 20, вещества представляют собой легкие масла. С возрастанием n увеличивается вязкость, вещество становится воскообразным, наконец, при n=1000 образуется твердый полимер. Степень полимеризации неограниченна: она может быть 104 , и тогда длина молекул достигает микрометров. Молекулярная масса полимера равна произведению молекулярной массы мономера и степени полимеризации. Обычно она находится в пределах от 103 до 3×105 . Столь большая длина молекул препятствует их правильной упаковке, и структура полимеров варьирует от аморфной до частично кристаллической. Доля кристалличности в значительной мере определяется геометрией цепей. Чем ближе укладываются цепи, тем более кристалличным полимер становится. Кристалличность даже в лучшем случае оказывается несовершенной [1].
Аморфные полимеры плавятся в диапазоне температур, зависящем не только от их природы, но и от длины цепей; кристаллические имеют точку плавления.
По происхождению полимеры делятся на три группы: синтетические полимеры (искусственные), природные органические и природные неорганические полимеры.
Синтетические полимеры получаются путем ступенчатой или цепной полимеризации низкомолекулярных полимеров.
Природные неорганические полимеры – это например расплав магмы, оксид кремния.
Природные органические полимеры образуются в результате жизнедеятельности растений и животных и содержатся в древесине, шерсти, коже. Это протеин, целлюлоза, крахмал, шеллак, лигнин, латекс.
Обычно природные полимеры подвергаются операциям выделения очистки, модификации, при которых структура основных цепей остается неизменной. Продуктом такой переработки являются искусственные полимеры. Примерами являются натуральный каучук, изготовляемый из латекса, целлулоид, представляющий собой нитроцеллюлозу, пластифицированную камфарой для повышения эластичности.
Природные и искусственные полимеры сыграли большую роль в современной технике, а в некоторых областях остаются незаменимыми и до сих пор, например в целлюлозно-бумажной промышленности. Однако резкий рост производства и потребления органических материалов произошел за счет синтетических полимеров – материалов, полученных синтезом из низкомолекулярных веществ и не имеющих аналогов в природе. Развитие химической технологии высокомолекулярных веществ – неотъемлемая и существенная часть современнойНТР. Без полимеров уже не может обойтись ни одна отрасль техники, тем более новой. По химической структуре полимеры делятся на линейные, разветвленные, сетчатые и пространственные. Молекулы линейных полимеров химически инертны по отношению друг к другу и связаны между собой лишь силами Ван-дер-Ваальса. При нагревании вязкость таких полимеров уменьшается и они способны обратимо переходить сначала в высокоэластическое, а затем и в вязкотекучее состояния (рисунок 1). Поскольку единственным следствием нагрева является изменение пластичности, линейные полимеры называют термопластичными. Не следует думать, что термин «линейные» обозначает прямолинейные, наоборот, для них более характерна зубчатая или спиральная конфигурация, что придает таким полимерам механическую прочность.
Термопластичные полимеры можно не только плавить, но и растворять, так как связи Ван-дер-Ваальса легко рвутся под действием реагентов.
Разветвленные (привитые) полимеры более прочны, чем линейные. Контролируемое разветвление цепей служит одним из основных промышленных методов модификации свойств термопластичных полимеров.
Сетчатая структура характерна тем, что цепи связаны друг с другом, а это сильно ограничивает движение и приводит к изменению как механических, так и химических свойств. Обычная резина мягка, но при вулканизации серой образуются ковалентные связи типа S-ноль, и прочность растет. Полимер может приобрести сетчатую структуру и спонтанно, например, под действием света и кислорода произойдет старение с потерей эластичности и работоспособности. Наконец, если молекулы полимера содержат реакционноспособные группы, то при нагревании они соединяются множеством поперечных прочных связей, полимер оказывается сшитым, т. е. приобретает пространственную структуру. Таким образом, нагрев вызывает реакции, резко и необратимо изменяющие свойства материала, который приобретает прочность и высокую вязкость, становится нерастворимым и неплавким. Вследствие большой реакционной способности молекул, проявляющейся при повышении температуры, такие полимеры называют термореактивными. Нетрудно представить, что их молекулы активны не только по отношению друг к другу, но и к поверхностям инородных тел. Поэтому термореактивные полимеры, в отличие от термопластичных, обладают высокой адгезионной способностью даже при низких температурах, что позволяет использовать их в качестве защитных покрытий, клеев и связующего в композиционных материалах.
Термопластичные полимеры получают по реакции полимеризации, протекающей по схеме (рисунок 2).
При цепной полимеризации молекулярная масса нарастает почти мгновенно, промежуточные продукты неустойчивы, реакция чувствительна к присутствию примесей и требует, как правило, высоких давлений. Неудивительно, что такой процесс в естественных условиях невозможен, и все природные полимеры образовались иным путем. Современная химия создала новый инструмент — реакцию полимеризации, и благодаря ему большой класс термопластичных полимеров. Реакция полимеризации реализуется лишь в сложной аппаратуре специализированных производств, и термопластичные полимеры потребитель получает в готовом виде.
Реакционноспособные молекулы термореактивных полимеров могут образоваться более простым и естественным путем – постепенно от мономера к димеру, потом к тримеру, тетрамеру и т. д. Такое объединение мономеров, их «конденсацию», называют реакцией поликонденсации; она не требует ни высокой чистоты, ни давлений, но сопровождается изменением химического состава, а часто и выделением побочных продуктов (обычно водяного пара) (рисунок 2). Именно эта реакция реализуется в природе; она может быть легко осуществлена за счет лишь небольшого нагрева в самых простых условиях, вплоть до домашних. Такая высокая технологичность термореактивных полимеров предоставляет широкие возможности изготовлять различные изделия на нехимических предприятиях, в том числе на радиозаводах [1].
Независимо от вида и состава исходных веществ и способов получения материалы на основе полимеров можно классифицировать следующим образом: пластмассы, волокниты, слоистые пластики, пленки, покрытия, клеи.
1. Историческая справка
Промышленность ластмасс зародилась на рубеже XX века. Легко полимеризующийся стирол и его стеклообразный твердый полимер сразу же привлекли внимание. Основы химии и технологии производства полистирола заложили Остромысленский и Штау-дингер. Последний предложил цепной механизм образования макромолекул полистирола.
Первый патент на получение полистирола (способом термической спонтанной полимеризации в массе) был взят в Германии в 1911г. Там же в 1920 г. началось промышленное производство полимера. В 1936г. уже производилось 6000 т/год.
За пределами Германии рост производства полистирола долгое время сдерживался высокой ценой на мономер. Стимулом к бурному развитию послужило создание в США во время второй мировой войны крупнотоннажного производства бутадиен-стирольного каучукачто, естественно, привело к снижению цен на стирол. После Войныпроизводство полистирола и сополимеров стирола, содержащихболее 50 процентов стирола по составу (в отличие от бутадиен-стирольного каучука, где стирола около 30 процентов), развивалось самостоятельно. Разработка таких эффективных продуктов; как пенополистирол, ударопрочные полимеры стирола, АБС-пластики, позволила полистирольным пластикам в целом занять третье место в мировом производстве пластмасс после полиэтилена и поливинилхлорида.
mirznanii.com