Полистирол
Благодаря невысокой стоимости, экологической безопасности, морозостойкости и прочим положительным качествам полимерный материал полистирол завоевал большую популярность. Сырье для полистирола - органическое вещество стирол, одно из простейших соединений, содержащее бензольное кольцо. Практически полностью состоящий из воздуха, вспененный полистирол является идеальным утепляющим материалом, который способен сберегать температуру. В пищевой промышленности, изготовлении рекламных щитов, производстве одноразовой посуды и прочих термоформованных изделий применяется полистирол листовой. Закрытая структура ячеек, которой обладает экструдированный полистирол, способна обеспечить идеальную теплоизоляцию без дополнительных изоляционных материалов.
Некоторые полистиролы окрашиваются эмалью Polycryl Enamal LE PVC без грунтов, другие нужно протестировать с двумя нашими грунтами для сложных пластиков: Enagrund PET 7000 и Enagrund PP 7050.
Самое широкое применение получил ударопрочный полистирол, основные преимущества которого - низкая цена, простота переработки и широкий ассортимент марок. При изготовлении изделий методом литья и экструзии в производстве используется полистирол в гранулах. Эффектный внешний вид позволяет широко использовать так назывемый зеркальный полистирол для производства рекламной продукции, в оформлении витрин, оборудования для торговли и выставок и пр. В первую очередь производство полистирола сосредоточено в Татарстане, Башкирии, Петербурге. Самые популярные изделия из полистирола, знакомые каждому обывателю - это одноразовая посуда, различные виды упаковки, элементы бытовой техники, игрушки для детей и мн. др.
Полистирол (polystyrene) - твердый, жесткий, аморфный полимер, отоносится к классу термопластов. Полистирол хорошо окрашивается и обрабатывается механическими способами. Двухосноориентированная полистирольная пленка обладает отличной прозрачностью. Температура размягчения ПС составляет 90-95°С. Ориентированный полистирол имеет среднюю газопроницаемость (выше чем у ПП, но ниже, чем у ПЭНП), но высокую паропроницаемость. Паропроницаемость ПС быстро понижается при температурах ниже 0°С, что позволяет использовать его для упаковки продуктов при низких температурах. Из ориентированной полистирольной пленки методом термоформования можно получать изделия сложной конфигурации.
Ударопрочный полистирол (УПС) представляет собой блоксополимер стирола с каучуком. В немодифицированном состоянии полистирол - хрупкий материал, и его удельная ударная вязкость недостаточна для многих применений.
Ударопрочный ПС более гибок, имеет большую ударную прочность, но меньшую прочность при растяжении, чем немодифицированный полисторол, и термическую стойкость. Химические свойства немодифицированного ПС близки к свойствам модифицированного. Ударопрочный полистирол - превосходный материал для получения различных изделий методом термоформования. Введение в полистирол синтетических каучуков, уменьшая хрупкость, снижает прозрачность полистирола.
Вспененный (вспенивающийся) полистирол (пенопласт) обладает высокой жиростойкостью, является прекрасным теплоизолятором. Применяется для изготовления различных упаковочных изделий методом термоформования (прокладки в ящики для яблок, коробочки для фасовки яиц, подносы и лотки для расфасовки свежего мяса, рыбы, чипсов и т.д.).
Получение полистирола
Сырьем для изготовления полистирола служит продукт нефтесинтеза стирол. Технология производства полистирола основана на непрерывном методе полимеризации стирола в массе. Как правило, полистирол выпускают в виде цилиндрических гранул размером 2-5 миллиметров.
Характерными свойствами полистирола общего назначения являются:
плотность 1,06 г/см3,
морозостойкость до минус 40°С,
хорошая влагостойкость,
химическая стойкость к кислотам и щелочам,
низкая стойкость к УФ-излучению (без дополнительной защиты),
экологическая чистота (при контакте с пищей),
электростойкость ( хороший электроизоляционный материал),
Полистирол является сильно горючим материалом.
Кроме ПС общего назначения, на сегодняшний день выпускается широкое разнообразие модификаций и сополимеров стирола:
Гомополимер
GPPS, PS-GP, Crystal PS - Аморфный полистирол общего назначения.
SPS, sPS - Кристаллизующийся синдиотактический полистирол
Сополимеры стирола
ABS - Сополимер акрилонитрила, бутадиена и стирола, АБС-пластик, АБС-сополимер
ACS - Сополимер акрилонитрила, хлорированного этилена и стирола, АХС-сополимер
AES, A/EPDM/S - Сополимер акрилонитрила, СКЭПТ и стирола, АЭС-сополимер
ASA - Сополимер акрилового эфира, стирола и акрилонитрила, АСА-сополимер
ASR - Ударопрочный сополимер стирола (advanced styrene resine)
HIPS, PS-I, PS-HI - Ударопрочный полистирол высокой ударной прочности (УПС)
MABS, M-ABS - Сополимер метилметакрилата, акрилонитрила, бутадиена и стирола, прозрачный АБС
MBS - Сополимер метилметакрилата, бутадиена и стирола
MIPS, PS-I - Ударопрочный полистирол средней ударной прочности (УПС)
MS, SMMA - Сополимер метилметакрилата и стирола (МС)
Сополимер метилметакрилата, стирола и акрилонитрила (МСН)
Сополимер стирола и -метилстирола (САМ)
SAN, AS - Сополимер стирола и акрилонитрила (САН, СН)
SHIPS - Ударопрочный полистирол сверхвысокой ударной прочности
SMA, S/MA - Сополимер стирола и малеинового ангидрида
Сополимеры стирола, термопластичные эластомеры
ESI - Этилен-стирольный интерполимер
SB, S/B - Стирол-бутадиеновый сополимер (термопластичный стирольный эластомер)
SBS, S/B/S - Стирол-бутадиен-стирольный сополимер (термопластичный стирольный эластомер)
SEBS, S-E/B-S - Стирол-этилен-бутилен-стирольный сополимер (термопластичный стирольный эластомер)
SEEPS, S-E-E/P-S - Стирол-этилен-этилен/пропилен- стирольный сополимер (термопластичный стирольный эластомер)
SEP - Стирол-этилен-пропиленовый сополимер (термопластичный стирольный эластомер)
SEPS, S-E/P-S - Стирол-этилен-пропилен-стирольный сополимер (термопластичный стирольный эластомер)
SIS - Стирол-изопрен-стирольный сополимер (термопластичный стирольный эластомер)
Применение полистирола
Технология переработки полистирола разработана достаточно глубоко. Полистирол широко применяется в производстве товаров бытового назначения, строительстве и рекламе. Листы полистирола получают экструзионным способом. В немодифицированном состоянии полистирол — хрупкий материал. Путем введения в исходное сырье специальных добавок, повышающих ударопрочность и пластичность, получают ударопрочный полистирол. Для окрашивания ПС разработаны специальные марки красителей и гранулированных концентратов и пигментов. Иногда для полистирола подходят красители, разработанные для полиолефинов.
Наиболее часто ПС применяют для изготовления визитных карточек, канцтоваров, игрушек; контейнеров, упаковки и посуды для пищевой промышленности; корпусов техники, упаковки для косметики; элементов оборудования сантехнического назначения;торгового и выставочного оборудования; объемных (формованных) изделий в дизайне и наружной рекламе; отделочных материалов в строительстве.
Рынок полистирола в России обширен и многообразен. Самые популярные из марок ПС отечественного производства: ПСМ 111, ПСМ 151, ПСМ 121, ПСМ 525, ПСМ 535, ПСМ 585, УПМ 0 508, УПМ 0 503, УПС 0 801 и другие.
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 в других отраслях все чаще используют экструдированный полистирол (экструзионный ПС). 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 внутри помещений и ограничено снаружи (строительство); замещает оконные стекла; вывески; перегородки; душевые кабины; рассеиватели света; оранжереи и теплицы; подставки, ценники, двери.
Технические характеристики экструдированного полистирола
Плотность – 1,05 г/см3
Прозрачность – 90 %
Относительное удлинение – 1,3 %
Предел прочности при растяжении – 45-55 МПа
Предел прочности при изгибе – 75-80 МПа
Модуль упругости – 3200-3500 МПа
Ударная вязкость – 14 кДж/м2
Твердость по Роквеллу – 105
Коэффициент линейного расширения – 8х10-5 1/0С°
Рекомендации для термоформовки Полистирола
Следует обратить внимание на глубину вытяжки и на уклоны формы. Усадка полистирола при формовке достигает 3%, а его относительная деформация при разрушении составляет 1-3%. Это означает, что при малых уклонах и при охлаждении изделия на форме его может "закусить", или изделие сразу может треснуть. Поэтому при формовке полистирола общего назначения существует значительная вероятность в получении брака. Из вышеуказанного следует учесть: уклоны должны быть побольше, а съем заготовки нужно производить в горячем состоянии.
Переработка вторичного ПС
Следует помнить, что сырье для полстирола - стирол - довольно ядовитое вещество, и оно выделяется как само по себе, так и в виде различных соединений при переработке полистирола и полистирольных изделий. Отдельный сегмент современного рынка - рециклинг полиэтилена и 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 с последующим дроблением и получением вторичного гранулированного материала, пригодного для изготовления изделий.
