Polystyreen (50 Foto's): Wat Is Dit Materiaal? Toepassing En Voorbereiding Van Korrels, Dichtheid Van Transparant En Ander Polystyreen, Smeltpunt En Andere Eigenschappen

2024 Auteur: Beatrice Philips | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2024-01-18 12:21

Verschillende soorten plastic hebben ons begrip van het dagelijks leven radicaal veranderd - vandaag de dag kan ons leven niet meer worden voorgesteld zonder bepaalde plastic dingen. Er zijn echter verschillende soorten plastic en elk van de variëteiten heeft zijn eigen specifieke kenmerken die het gebruik van een bepaalde stof in bepaalde gebieden bepalen. Aangezien polystyreen tegenwoordig een van de meest populaire plastic opties is, is het de moeite waard om de kenmerken ervan nader te bekijken.

Wat is dit materiaal?

Polystyreen is gepolymeriseerd styreen, dat wil zeggen, het is een product van de chemische industrie. U kunt de vervaardiging ervan bereiken met behulp van verschillende methoden, die elk hun eigen voor- en nadelen hebben, en we zullen de meest populaire in dit artikel hieronder in meer detail bespreken. Waarin polystyreen bevat alleen moleculen van veelvoorkomende stoffen als koolstof en waterstof , maar het is gemaakt van vloeibaar styreen, dat op zijn beurt wordt gewonnen uit olie en steenkool.

Gepolymeriseerd styreen ziet eruit als een harde en elastische, kleurloze en zelfs transparante substantie die kan buigen zonder te breken, en is zeer hygroscopisch.

Voor het eerst werd polystyreen verkregen in de vroege stadia van de industriële revolutie - het is bekend dat in 1839 werd het gesynthetiseerd in Duitsland … Een ander ding is dat de productie op industriële schaal veel later begon - pas in 1920, en zelfs toen werd het in de eerste decennia niet zo actief gebruikt. Pas tijdens de Tweede Wereldoorlog in de Verenigde Staten raakten ze er echt in geïnteresseerd en produceerden ze kunstrubber op basis van polystyreen, en in de USSR werd de industriële productie van dit materiaal volledig uitgesteld tot de naoorlogse jaren.

Het kan niet gezegd worden dat modern polystyreen volledig overeenkomt met de monsters van een eeuw geleden . - gedurende al die tijd waren wetenschappers op zoek naar manieren om de eigenschappen van het materiaal te verbeteren. Hierdoor werd plastic na de Tweede Wereldoorlog veel duurzamer, inclusief veel beter bestand tegen schokken - dit werd mogelijk dankzij de creatie van styreencopolymeren verkregen door nog complexere chemische processen.

Eigenschappen

Exact de fysieke kenmerken van modern polystyreen zijn sterk afhankelijk van hoe het is geproduceerd , maar in het algemeen, als we het hebben over eenvoudig polystyreen zonder enige verduidelijking, bedoelen we een materiaal met zeer specifieke parameters. De dichtheid is niet de hoogste (1060 kg / m

Moleculaire massa de stof is ook geenszins specifiek en hangt sterk af van de methode om polystyreen te verkrijgen - het varieert meestal van 50 duizend tot 300 duizend, hoewel emulsievarianten soms aanzienlijk hogere tarieven vertonen. oplosbaarheid polystyreen is belangrijk in een aantal stoffen, waaronder zijn eigen monomeer, evenals aceton, aromatische koolwaterstoffen en esters.

Het leent zich niet voor een aantal oplosmiddelen, waaronder ethers, lagere alcoholen, fenolen en alifatische koolwaterstoffen.

Polystyreen heeft uitgesproken diëlektrische eigenschappen die niet veranderen, ongeacht de omgeving. Dit materiaal is ook praktisch onverschillig voor de destructieve effecten van zuren en logen, zouten, alcoholen. Hierboven hebben we al de stoffen opgesomd die het nog kunnen oplossen, en het oxideert ook, gehalogeneerd, genitreerd en gesulfoneerd.

In zijn oorspronkelijke vorm, zonder extra kleuring, polystyreen (tenminste de blokvariant) is niet alleen kleurloos, maar ook transparant … De structuur houdt praktisch geen zichtbaar licht vast en passeert 90% van zijn hoeveelheid, en dit maakt het gebruik van een dergelijk materiaal bij de vervaardiging van optische glazen mogelijk. Tegelijkertijd gaat ultraviolette en infrarode straling niet zo zelfverzekerd door polystyreenoppervlakken.

Als we de eigenschappen van polystyreen beschouwen als de voordelen die het op verschillende gebieden zo populair maken, is het allereerst de moeite waard om de volgende belangrijke punten te benadrukken

• Combinatie van lage kosten en verwerkingsgemak … Voor zijn prijs kan polystyreen worden beschouwd als een van de belangrijkste motoren van de moderne beschaving, gezien zijn eigenschappen. Het is niet voor niets dat tegenwoordig zoveel producten worden geproduceerd met de directe deelname van dit materiaal - het heeft gewoon geen echt alternatief.
• Goede chemische bestendigheid . De meeste stoffen die in het dagelijks leven op het polystyreenoppervlak kunnen komen, vormen geen enkel gevaar - dit is geweldig nieuws voor fabrikanten die producten willen produceren die zich onderscheiden door duurzaamheid. Tegelijkertijd is het in een chemisch laboratorium, met een indrukwekkende set reagentia bij de hand, niet moeilijk om polystyreen op te lossen.
• De toxiciteit is relatief veilig . Polystyreen stoot relatief weinig schadelijke dampen uit en wordt vanuit milieuoogpunt, met enig voorbehoud, als ongevaarlijk beschouwd. Deskundigen stellen tenminste geen beperkingen op aan het gebruik van polystyreenmaterialen in woongebouwen, en zelfs polystyreenschalen kunnen worden gemaakt.
• Breed scala aan toepassingen … Door zijn kwaliteiten, gemak van verwerking en verven, kan polystyreen worden gebruikt als grondstof voor de productie van alles.

Met alle voordelen van polystyreen heeft het ook: beperkingen , en hoewel het er niet veel zijn, spelen ze soms een zeer belangrijke rol.

Allereerst is oververhitting van dergelijk plastic gevaarlijk, en zelfs in huishoudelijke omstandigheden moet je nog nadenken over waar je polystyreen kunt gebruiken en waar niet. Bovendien vormen voor de meeste soorten materiaal, naast schokbestendig, stoten een aanzienlijk gevaar en in het algemeen is algemene breekbaarheid een probleem.

Vergelijking met polypropyleen

Een van de belangrijkste concurrenten van polystyreen is een ander populair polymeer - polypropyleen … Op sommige gebieden, zoals de productie van verpakkingsmaterialen, zijn ze directe concurrenten, maar het verschil tussen de twee materialen is behoorlijk groot. Het is de moeite waard om in ieder geval te beginnen met het feit dat polystyreen is moeilijk te recyclen , en hoewel je vaak kunt horen dat het veilig is, houden milieuactivisten er nog steeds van om er iets op aan te merken.

Polypropyleen is ook niet zondeloos, maar er zijn toch wat minder vragen over en het is makkelijker te recyclen. Als we het puur hebben over de fysieke eigenschappen van de twee materialen, dan: polypropyleen wordt ook gekenmerkt door een verhoogde flexibiliteit - waar polystyreen al breekt of barst, buigt kneedbaar polypropyleen gewoon. Wat betreft de prijs, polystyreen zou de concurrentie misschien al lang geleden hebben verloren van zijn rivaal, maar meer goedkoop Is de factor die het tot nu toe overeind houdt.

Visueel onderscheiden van de een van de ander is niet zo moeilijk, maar je moet weten waar je naar moet kijken. Polystyreen ziet er mooier uit het is glanzend en glanzend, zonder extra kleuring ziet het er transparant uit, hoewel het een karakteristieke koude tint blauw kan hebben. Polypropyleen lijkt wat vuiler door de waas ., het lichtverstrooiingseffect is veel hoger. U kunt ook twee materialen onderscheiden door op te tikken: polystyreen is sonoor en geeft karakteristieke klikken wanneer erop wordt geslagen, terwijl polypropyleen gedempt klinkt.

Is het schadelijk voor de mens?

Polystyreen is een van de meest controversiële materialen als het gaat om het beoordelen van schade en gevaar voor de gezondheid . Enerzijds wordt het op grote schaal gebruikt in menselijke woningen en zelfs voor de vervaardiging van gerechten, wat al suggereert dat dit niet verboden is. Aan de andere kant verwijzen talrijke uitspraken die de milieuvriendelijkheid van plastic in twijfel trekken, voornamelijk naar polystyreen. Het zal eerlijk zijn om te zeggen dat, hoewel het niet de gevaarlijkste van de bestaande materialen is, het nog steeds niet als veilig kan worden beschouwd - het zou niet zo actief kunnen worden gebruikt.

Het moet duidelijk zijn dat styreen, dat een grondstof is voor de productie van polystyreen, als zeer giftig wordt beschouwd.

Polystyreen kan niet zo veel giftige stoffen uitstoten die niet zo veel invloed hebben op de menselijke gezondheid , maar dit is alleen zolang u er niet constant mee in contact staat en totdat het opwarmt. Hoe hoger de temperatuur, hoe gevaarlijker de buurt met polystyreenproducten, zeker als er brand is ontstaan en het materiaal in brand staat. Bovenal verstoren chemische dampen de lever, maar er kunnen zelfs problemen zijn met het hart en de longen, en sommige deskundigen zijn van mening dat banale inademing van styreendampen gepaard gaat met de ontwikkeling van hepatitis.

Je moet ook begrijpen dat polystyreen en polystyreen verschillend zijn: om de eigenschappen van het plastic te verbeteren, kan de fabrikant verschillende weekmakers, kleurstoffen en andere additieven toevoegen die de sterkte en elasticiteit van het materiaal beïnvloeden.

In sommige gevallen kunnen deze additieven zelfs gevaarlijker blijken te zijn dan styreen zelf, en de fabrikant geeft mogelijk geen aanvullende gevarengegevens op om klanten niet te verliezen.

Toen we hierboven polystyreen relatief veilig noemden, bedoelden we dat er andere, nog schadelijkere producten van menselijke activiteit zijn, die we nog steeds niet kunnen opgeven - bijvoorbeeld auto-uitlaatgassen. Bovendien kan polystyreen in theorie bijna volledig veilig worden gebruikt - op voorwaarde dat u de instructies kent en strikt opvolgt, met name niet door verwarming van het materiaal te bevorderen, maar door het ertegen te beschermen. Maar toch Je moet polystyreen niet als een volkomen veilige stof zien, want ook in de wereld van plastic, die de laatste jaren steeds meer kritiek krijgt, is polystyreen niet de veiligste.

Soorten overzicht

Voor nu voor de productie van polystyreen worden verschillende methoden gebruikt om het gewenste materiaal en qua eigenschappen zal het eindresultaat niet altijd hetzelfde zijn. Om te begrijpen hoe het werkt, Laten we eens kijken naar elk van de drie populaire methoden.

Elk van deze materialen heeft een markering met een karakteristieke aanduiding van de methode om polystyreen te verkrijgen.

Emulsie

vandaag dit de methode is al grotendeels verouderd en wordt praktisch niet gebruikt in de productie … Het werkingsprincipe is als volgt: eerst wordt styreen gezuiverd van remmers, waarna het in water wordt gecombineerd met emulgatoren (zouten van vetzuren en sulfonzuren, zeep), evenals polymerisatie-initiatoren - kaliumpersulfaat en waterstofdioxide. Bij verhitting tot 85-95 graden treedt een chemische reactie op - een geleidelijk polymerisatieproces, dat als voltooid wordt beschouwd als de hoeveelheid styreen onder 0,5% daalt.

De resulterende emulsie wordt vervolgens gecoaguleerd met een oplossing van gewoon natriumchloride en wordt gedroogd, waardoor een fijn korrelig poeder wordt gevormd, waarvan elke korrel een grootte heeft van niet meer dan 0,1 mm. Hoewel polystyreen meestal wordt beschreven als wit en transparant, zal deze methode deze eigenschappen niet kunnen bereiken . - de ballen hebben een gelige tint, wat wijst op de aanwezigheid van alkalische onzuiverheden, die niet volledig kunnen worden geëlimineerd.

Hoewel de methode tegenwoordig niet populair is, is het juist deze methode die een stof met het hoogst mogelijke molecuulgewicht oplevert.

Oponthoud

Een andere methode die al als verouderd wordt beschouwd, hoewel hij nog steeds geschikt wordt geacht voor het recyclen van polystyreen tot copolymeren zoals geëxpandeerd polystyreen. Voor de productie is bereid styreen nodig, of liever, de suspensie ervan in water, magnesiumhydroxide, polyvinylalcohol, natriumpolymethacrylaat en polymerisatie-initiatoren. Dit alles wordt naar de reactor gestuurd, waar de stof actief wordt gemengd met geleidelijke verwarming tot 130 graden en hoge druk. Daarna moet de resulterende suspensie nog steeds worden onderworpen aan centrifugeverwerking en pas na het wassen en drogen van het verzamelde materiaal wordt polystyreen verkregen.

Blokkerig

Deze methode wordt momenteel als de meest populaire en relevante beschouwd en het meeste polystyreen wordt tegenwoordig op deze manier geproduceerd . De grondgedachte is vrij eenvoudig: de output is een puur materiaal, ideaal in termen van verlichtingstechnische parameters, gekenmerkt door de stabiliteit van de parameters. Tegelijkertijd is het gebruik van de beschouwde technologie zowel effectief als een vrijwel volledige afwezigheid van productieafval.

De blokproductie van polystyreen is gebaseerd op het in twee fasen roeren van styreen in een benzeenmedium - eerst bij een temperatuur van ongeveer 90 graden en vervolgens met geleidelijke verwarming van 100 naar 220. De blokproductie wordt gestopt in het stadium waarin ongeveer 85% van het styreen massa is veranderd in polystyreen. Verwijdering van styreen dat geen tijd heeft gehad om te polymeriseren, wordt uitgevoerd met behulp van een vacuüm.

Sollicitatie

Polystyreen wordt gebruikt in een groot aantal gebieden van menselijke activiteit en wordt zelfs gebruikt voor het maken van ambachten met uw eigen handen. Thuis Er worden kleine souvenirs van gemaakt, met behulp van lasersnijden, frezen, schilderen in alle kleuren - van rood tot goud en zwart, en in sommige gevallen - en afdrukken op een polystyreen oppervlak. De breedste toepassing van polystyreen is gevonden in aanbouw , waar het wordt gebruikt om wandpanelen en plafondtegels, verschillende scheidingswanden en baguettes te maken. In plaatvorm kan dit materiaal ook gebruikt worden voor gevels. Uiteindelijk produceren ze op basis van dit materiaal de recent populaire polystyreenbeton.

Meubelindustrie gebruikt dit materiaal ook steeds actiever, hoewel het op dit moment geen concurrent is voor hout en zijn derivaten. Waar de luchtvochtigheid echter hoog is, wordt deze constant gebruikt - er kan tegenwoordig bijvoorbeeld een douchebak volledig van worden gemaakt. Daarnaast worden polystyreenkorrels gebruikt zoals vulmiddel in kussens , en worden voor deze doeleinden kant-en-klaar in zakjes verkocht.

Voor een gewoon persoon staat de voedselvariëteit van polystyreen bekend als bijna het belangrijkste materiaal. voor de vervaardiging van wegwerpservies … De meeste plastic bekers die tegenwoordig zo populair zijn voor het bottelen van frisdranken, zijn ervan gemaakt. Bovendien wordt polystyreen van voedingskwaliteit veel gebruikt als verpakkingsmateriaal vanwege de lage kosten en relatieve sterkte. Gezien de diëlektrische eigenschappen van het materiaal, is het vermeldenswaard dat het ook een brede toepassing heeft gevonden in Elektrotechniek.

Tegelijkertijd zijn er in feite zoveel mogelijkheden om polystyreenproducten te gebruiken dat het simpelweg niet mogelijk is om ze allemaal op te sommen.

Hoe met hem werken?

In het dagelijks leven moet je meestal werken met polystyreen , die zowel mechanisch als thermisch kan worden verwerkt. Vormen door buigen, lijmen, snijden en boren kan zowel een gewone materiaalsoort als een slagvaste zijn. Een gewone decoupeerzaag wordt gebruikt om een plaat van minder dan 2 mm dik te fragmenteren, terwijl dikkere platen kunnen worden genomen met een slijpmachine of een handgereedschap. In een industriële werkplaats lasersnijden is mogelijk . De snijlijn blijkt een beetje rafelig te zijn, daarom vereist deze verdere verwerking - deze wordt eerst doorgegeven met een bestand en vervolgens met amaril.

Als het nodig is om een gat in de plaat te maken, gebruik dan een boormachine, waarvoor u een boormachine nodig hebt die speciaal is gemaakt voor het boren van plaatplastic. Als de dikte van de plaat klein is, kan deze tijdens het boren vervormen tegen de wensen van de meester - u kunt een dergelijke ontwikkeling van gebeurtenissen voorkomen door een houten blok onder de plaat te plaatsen. De plaat wordt gevormd door een vacuümtechniek of door lucht onder hoge druk te blazen. Verwerking met een van de aangegeven methoden omvat een aanzienlijke (tot 160-200 graden) verwarming van het materiaal.

De verbinding van afzonderlijke onderdelen van polystyreen is zowel door lassen als lijmen toegestaan. In beide gevallen moet u, voordat u de fragmenten van het oppervlak samenvoegt, eerst zorgvuldig ontvetten. Het is noodzakelijk om te koken met een gas- of ultrasone methode, om te lijmen - met polymeersamenstellingen op basis van cyanoacrylaat of neopreen.

Als we het hebben over mat polystyreen, dan kan het ook zo'n soort verwerking ondergaan als slijpen en polijsten . Hiervoor wordt een slijpmachine gebruikt, maar in geen geval met een slijpschijf - in plaats daarvan wordt een zacht wiel genomen, waarop een speciale polijstpasta wordt aangebracht. Als het onderdeel klein is, kunt u het ook met de hand polijsten of slijpen.

Onder andere, eventuele speciale coatings kunnen op het polystyreenoppervlak worden aangebracht – van een metaallaag tot een spiegelfilm . Het kan erop worden afgedrukt in zwart of kleur, op een van de bekende manieren. Tegelijkertijd is het, om de resulterende tekst of afbeelding te beschermen, noodzakelijk om het oppervlak met vernis te openen, omdat het polymeer geen vocht opneemt.

Verwerken

In zijn pure vorm lijkt polystyreen niet veel schade toe te brengen aan het milieu, maar tegelijkertijd blijft het afval, zoals het hoort voor plastic, gedurende een enorme periode bestaan en vervuilt het de planeet … Bovendien kunnen het polymeer en zijn copolymeren, in de natuurlijke omgeving, worden blootgesteld aan overmatige verhitting, inclusief verbranding in een vuur, en dan kunnen de gevolgen veel ernstiger zijn. Evenzo is ongecontroleerd contact van polystyreenvoorwerpen met stoffen die het materiaal kunnen oplossen ongewenst, anders kan het vrijkomen van giftige dampen van styreen, benzeen, tolueen, koolmonoxide en ethylbenzeen niet worden vermeden.

Het relatieve voordeel van het materiaal is dat: het kan in de meeste gevallen worden gerecycled , gebruik makend van zowel direct afval als gewoon versleten producten ervan. Als verwerkingstechnieken worden extrusie, persen en gieten gebruikt. Bij de uitgang worden producten verkregen die in kwaliteit niet inferieur zijn aan nieuwe, terwijl er geen afval wordt gevormd. Daarnaast is er de afgelopen jaren een nieuw bouwmateriaal gemaakt op basis van polystyreen - polystyreenbeton , die geschikt is voor laagbouw. Helaas worden enorme hoeveelheden piepschuim, vooral in arme landen, gewoon verbrand. Dit gedrag met plastic afval is zeer negatief voor het milieu.