Полистирол

Полистирол – синтетический термопластичный твердый, жесткий, аморфный полимер. Продукт полимеризации стирола. Массово выпускается в форме полистирола общего назначения и ударопрочного полистирола.

 Полистирол общего назначения – прозрачный, хорошо окрашиваемый, легко перерабатываемый материал, представляющий собой продукт полимеризации стирола в массе или в суспензии, или в эмульсии, и предназначенный для изготовления изделий различными методами термоформования. В зависимости от свойств и назначения в соответствии с ГОСТ 20282-86 установлены следующие марки полистирола общего назначения:

получаемого полимеризацией в массе:

ПСМ-115 - для изготовления методом литья под давлением изделий технического назначения и товаров народного потребления;

ПСМ-111 - повышенной теплостойкости, для изготовления светотехнических изделий методом литья под давлением и товаров народного потребления;

ПСМ-118 - для изготовления методом литья под давлением изделий сложной конфигурации технического назначения и товаров народного потребления. Марка характеризуется высокой текучестью;

ПСМ-151 - повышенной теплостойкости и низкой текучести, для изготовления листов, профилей, пленок и нитей методом экструзии, товаров народного потребления; для производства нитей предназначен только высший сорт;

суспензионного:

ПСС - для изделий технического назначения и товаров народного потребления;

эмульсионного:

ПСЭ-1 - для получения пенопластов;

ПСЭ-2 - для продукции технического назначения; допускается применение для изготовления пеноплит.

Условное обозначение марок полистирола общего назначения состоит из сокращенного назначения материала (ПС), способа получения (Э – эмульсионный; М – полимеризация в массе (блочный); С – суспензионный), цифрового обозначения марки, указания рецептуры светостабилизации, наименования цвета, указания рецептуры окрашивания цвета, сорта и обозначения стандарта. В обозначение поверхностно обработанного полистирола вводят буквенный эквивалент «С» перед указанием сорта.

Пример условного обозначения полистирола общего назначения блочного марки 111, светостабилизированного, красного цвета, высшего сорта по ГОСТ 20282-86:

ПСМ-111-20, красный, рец. 136П, высший сорт ГОСТ 20282-86.

Пример условного обозначения полистирола общего назначения блочного марки 151, неокрашенного, поверхностно обработанного, первого сорта по ГОСТ 20282-86:

ПСМ-151 «С», первый сорт ГОСТ 20282-86.

 Ударопрочный полистирол – непрозрачный бесцветный материал, продукт привитой сополимеризации стирола с бутадиеновым или бутадиен-стирольным каучуком, имеющий двухфазную структуру. Непрерывная фаза (матрица) образована полистиролом. Дискретная фаза (микрогель) – частицами каучука овальной формы с размерами 2-5 мкм. Каучуковые частицы окружены тонкой пленкой привитого сополимера стирола на каучуке, а внутри частиц содержится также окклюдированный полистирол, в результате чего увеличивается эффективный объем каучуковой фазы. От объема последней во многом зависят свойства ударопрочного полистирола. Ударопрочный полистирол выпускается стабилизированным, в виде белых гранул. Основные методы переработки – литье под давлением и экструзия листа с последующим пневмо- или вакуумформованием.

Условное обозначение ударопрочного полистирола в соответствии с ГОСТ 28250-89 состоит из букв УП – ударопрочный, сразу за которыми указывается метод синтеза полистирола: М – полимеризацией в массе, Э – полимеризацией в эмульсии, С – полимеризацией в суспензии. Далее через тире две цифры обозначают ударную вязкость. Следующие две цифры указывают удесятеренное содержание остаточного мономера. Кроме того, в марку может включаться буква, означающая предпочтительный способ переработки.

Пример условного обозначения ударопрочного полистирола, полученного полимеризацией в массе с ударной вязкостью 7 кДж/м2 и остаточным содержанием мономера 0,3 %, предназначенного для переработки экструзионным методом:

УПМ-0703 Э.

 Обычное обозначение полистирола на российском рынке ПС, но могут встречаться и другие обозначения: PS или GPPS или PS-GP или XPS или Crystal PS (полистирол общего назначения), УП или УПС или HIPS или PS-HI или PS-I (ударопрочный полистирол), MIPS или IPS или PS-I (ударопрочный полистирол средней ударной прочности), SHIPS (ударопрочный полистирол сверхвысокой ударной прочности).

 Кроме полистирола общего назначения и ударопрочного полистирола промышленностью выпускается широкое разнообразие модификаций и сополимеров стирола. В частности, эластомеры, обладающие способностью к большим обратимым деформациям за счет частичного развертывания хаотически свернутых цепных молекул полимера, и синдиотактический полистирол, получаемый на металлоценовых катализаторах и обладающий очень высокой жесткостью и термостойкостью.

 Основные марки:

Высокоударопрочный полистирол марка 825EF

Высокоударопрочный полистирол марка 825ЕS

Высокоударопрочный полистирол марка 830

Высокоударопрочный полистирол марка 844E

Высокоударопрочный полистирол марка 845E

Высокоударопрочный полистирол марка 965E

Высокоударопрочный полистирол марка 975E

Полистирол общего назначения марка 500

Полистирол общего назначения марка 525

Полистирол общего назначения марка 535

Полистирол общего назначения марка 585

Полистирол общего назначения ПСМ-115 высшего сорта

Полистирол общего назначения ПСМ-115 Н высшего сорта

Полистирол общего назначения ПСМ-115 Н первого сорта

Полистирол общего назначения ПСМ-115 первого сорта

Полистирол общего назначения ПСМ-118 высшего сорта

Полистирол общего назначения ПСМ-118 первого сорта

Полистирол общего назначения ПСС высшего сорта

Полистирол общего назначения ПСС первого сорта

Полистирол ударопрочный марка 625

Полистирол ударопрочный марка 680

Полистирол ударопрочный марка 825

Полистирол ударопрочный марка 825E

Полистирол ударопрочный марка 945

Полистирол ударопрочный марка 945E

Полистирол ударопрочный суспензионный УПМ-0803 Л

Полистирол ударопрочный суспензионный УПС-0801 ПУ высшего сорта

Полистирол ударопрочный суспензионный УПС-0801 ПУ первого сорта

Полистирол ударопрочный УПМ-0508 высшего сорта

Полистирол ударопрочный УПМ-0508 первого сорта

Полистирол ударопрочный УПМ-0612 Л высшего сорта

Полистирол ударопрочный УПМ-0612 Л первого сорта

Полистирол ударопрочный УПМ-0703 Л

Полистирол ударопрочный УПМ-0703 Э высшего сорта

Полистирол ударопрочный УПМ-0703 Э первого сорта

Полистирол ударопрочный УПМ-0803 Э высшего сорта

Полистирол ударопрочный УПМ-0803 Э первого сорта

Полистирол ударопрочный УПМ-424 высшего сорта

Полистирол ударопрочный УПМ-424 первого сорта

Полистирол ударопрочный УПС-0801 высшего сорта

Полистирол ударопрочный УПС-0801 первого сорта

Полистирол ударопрочный УПС-1002 Л

Сверхвысокоударопрочный полистирол марка 940E

Ударопрочный полистирол марка 740

 

Свойства: Полистирол – термопластичный материал, обладающий высокой твёрдостью и хорошими диэлектрическими свойствами, химически стойкий по отношению к щелочам и кислотам, кроме азотной и уксусной. Полистирол не растворяется в низших спиртах, алифатических углеводородах, фенолах, простых эфирах. Растворяется в собственном мономере, ароматических и хлорированных углеводородах, сложных эфирах, ацетоне. Устойчив к радиоактивному облучению, но стойкость к ультрафиолетовым лучам невелика. Полистирол легко формуется и окрашивается. Хорошо обрабатывается механическими способами. Без труда склеивается. Обладает низким влагопоглощением и высокой влагостойкостью и морозостойкостью. Физиологически безвреден. Изделия из полистирола обладают высоким глянцем.

Полистирол общего назначения весьма хрупок, имеет низкую ударную прочность и малую теплостойкость: температура размягчения полистирола составляет 90-95°С. Лучшими эксплуатационными свойствами обладают различные сополимеры стирола. Ударопрочный полистирол отличается повышенными показателями ударной вязкости в широком диапазоне температур (до -30...-40 °С). Основной недостаток – низкая термо- и светостойкость, связанная с наличием каучуковой фазы.

 

Свойства полистирола общего назначения.

1. Плотность – 1050-1080 кг/м3.

2. Насыпная плотность гранул – 550-560 кг/м3.

4. Линейная усадка в форме – 0,4-0,8 %.

5. Нижний предел рабочих температур – (-40 °С).

6. Верхний предел рабочих температур 65-75 °С.

7. Электрическая прочность при частоте 50 Гц – 20-23 кВ/мм.

8. Удельное поверхностное электрическое сопротивление – 1016 Ом.

9. Удельное объемное электрическое сопротивление

при выдержке под напряжением 1 мин. – 1017 Ом·см

при выдержке под напряжением 15 мин. – 1018 Ом·см.

10. Коэффициент термического линейного расширения – 6·10-5-7·10-5 град-1.

11. Коэффициент теплопроводности – 0,093-0,140 Вт/м·К.

12. Удельная теплоемкость – 34·103 Дж/кг·К.

13. Тангенс угла диэлектрических потерь при частоте 1 МГц – 3-4·10-4.

14. Диэлектрическая проницаемость – 2,49-2,60.

 

Применениe: Полистирол занимает четвертое место в мировой табели о рангах полимеров – 7,5% мирового рынка. Он относится к термопластам общетехнического назначения. Обладая хорошими прочностными свойствами, прозрачностью и прекрасным внешним видом, полистирол широко используется в производстве товаров бытового и культурно-бытового назначения, строительстве, светотехнике, медицинской технике, рекламе. Поскольку полистирол является прекрасным диэлектриком, хорошо работающим при низких и высоких частотах, он эффективно применяется в электротехнике, в том числе для изготовления тонких ориентированных конденсаторных пленок. Кроме того, полистирол является исходным материалом для производства пенополистирола.

Технология производства изделий из полистирола разработана достаточно глубоко. Он перерабатывается всеми методами переработки термопластов, хорошо сваривается и склеивается, совмещается с пластификаторами, хорошо окрашивается. Его перерабатывают литьем под давлением при 190-230 °С и температуре литьевых форм 50-60 °С и экструзией при 130-190 °С. Для окрашивания полистирола разработаны специальные марки красителей и гранулированных концентратов пигментов. Иногда для полистирола подходят красители, разработанные для полиолефинов.

Полистирол используют как конструкционный материал вместо дерева и металлов для изготовления корпусов приборов и аппаратов, объемных деталей бытовых и промышленных холодильников, контейнеров, емкостей, бутылей, посуды разового пользования, мебели, канцтоваров, игрушек, осветительных приборов и арматуры к ним, светофильтров, чемоданов, авторучек, упаковки для косметики, визитных карточек, кабельной изоляции

Ориентированный полистирол толщиной менее 75 мкм используют для «окошек» в картонных упаковочных коробках. Более толстые пленки используются для получения стаканчиков для торговых автоматов, упаковки в виде подносов для фасованного свежего мяса, с тем, чтобы видеть при покупке обе стороны упаковываемого продукта.

В современной строительной индустрии, а также других отраслях все чаще используют экструдированный полистирол (экструзионный полистирол). Для изготовления прозрачных листов используется полистирол с меньшим процентным содержанием добавок. При этом получают полистирол общего назначения (GPPS), который обладает относительной хрупкостью и меньшей пластичностью.

Экструдированный полистирол общего назначения изготавливается в виде прозрачных, молочных, цветных листов. Оборудование для производства этого типа материала – зкструзионные плоскощелевые линии. Экструдированный полистирол – листовой пластик, работающий при длительной эксплуатации под воздействием постоянного ультрафиолетового воздействия. Полистирол экструзионный общего назначения применяется в изготовлении оконных стекол, вывесок, перегородок, душевых кабин, рассеивателей света, оранжерей, теплиц, подставок, ценников, дверей, фурнитуры, плёнки.

Изготавливают из полистирола и изделия, подпадающие под контроль Госкомсанэпиднадзора России: детали холодильников и доильных аппаратов; изделия, предназначенные для контакта при комнатной температуре с сухими, сыпучими, водосодержащими пищевыми продуктами, фруктово-овощными соками, фруктами, овощами, ягодами: подносы, поддоны, хлебницы, сахарницы, сухарницы, мерные кружки, вазы, стаканы, банки для сыпучих продуктов; детали оборудования, перерабатывающего пищевые продукты: овощерезки, терки, соковыжималки; предметы быта: футляры для зубных щеток, расчески, мыльницы, облицовку детских ванночек.

Отдельный сегмент современного рынка – рециклинг полистирола. Многие компании в России и мире специализируются на покупке полистирольных отходов с дальнейшей переработкой и продажей или использованием вторичного полистирола. Как правило, для этого применяется технология экструдирования очищенных отходов и последующим дроблением и получением вторичного гранулированного материала пригодного для изготовления изделий.