Что такое полистироловая продукция
Полистирол – характеристики, свойства, область применения
Листовой полистирол (polystyrene) – одна из разновидностей термопластичных полимеров, образуемая путем полимеризации мономера стирола. Продукт относится к практичному и легкому пластику, используемому в строительстве, медицине, промышленной и сельскохозяйственной сфере. На сегодня он почти не имеет аналогов. Родственные ему материалы обладают более высокой ценой и худшими эксплуатационными характеристиками, поэтому изделия из полистирола еще долго будут востребованы на рынке.
Что это за материал?
В основе материала лежит бесцветная жидкость винилбензол, которая после прохождения полимеризации преобразуется в твердое стеклоподобное вещество с высокой степенью пропускания света. Производство продукта осуществляется несколькими способами:
В рамках производственного процесса происходит образование прозрачных гранул, которые перерабатывают в лист полистирола посредством литья или экструзионным методом. Получаемый продукт имеет малую плотность и может пропускать до 90 % солнечных лучей.
Виды материала
В зависимости от способа изготовления и структурных особенностей материал может быть общего назначения (ПС), ударопрочным (УПМ) и экструдированным (вспененным).
Общего назначения
Обычный полистирол ГОСТ 20282-86 похож на акриловое стекло. Он отличается повышенной хрупкостью, но имеет хорошие диэлектрические свойства, устойчивость к кислотам и щелочам. Изготовление пластиковых гранул осуществляется блочным или суспензионным методом. В дальнейшем стеклоподобное вещество принято экструдировать в листовой материал следующих видов:
Ударопрочный
Данный тип материала производят путем полимеризации винилбензола с добавлением бутадиенового каучука. Ударопрочный полистирол характеризуется мягкоплавкостью, простотой в механической обработке и экологической чистотой. Степень его прочности зависит от объема добавляемого каучука. Так, содержание добавок в сверхударопрочном продукте составляет 10–15 %, а в материале средней прочности – не более 4,5 %.
В связи с каучуковой фазой полимер обладает низким уровнем светопропускания. Как правило, он представляет собой полистирол листовой черный глянцевый или матовые листы в различном цветовом исполнении. По твердости и диэлектрическим параметрам ударопрочный пластик имеет одинаковые значения с материалом общего назначения.
Экструдированный
Экструдированный ПС – это продукт с пористой закрытой структурой, которая значительно повышает его плотность. Изготовление термопласта осуществляется посредством нагревания гранул с пенообразованием и последующей экструзией в полистирол прозрачный листовой или рулонный. Сфера применения этого вида пластмассы охватывает теплоизоляцию фундаментов в гражданских и промышленных сооружениях, утепление полов, кровли, внутренних и наружных стен.
Близкими к вспененному продукту являются пенопласт и пенополистирол. Однако рассматриваемый полимер имеет более высокую плотность, отличается хорошей степенью светопропускания (до 90 %) и стойкостью к агрессивной среде. Экструдированный материал полистирол можно использовать в местах с повышенным уровнем влажности, поскольку он влагоустойчив и невосприимчив к грибкам.
Технические характеристики
Во многих сферах хозяйствования полистирольные листы служат отличным заменителем стекла. Будучи эффективным светорассеивателем, они могут использоваться в изготовлении декоративной подсветки или для остекления парников и теплиц. Но прежде, чем купить полистирол, характеристики и описание этого материала следует рассмотреть в первую очередь.
Физические и химические свойства
Многие свойства полимера зависят от его молекулярной массы, способа получения и других факторов. Чем выше низкомолекулярная фракция гранул, тем ниже температура размягчения и прочность полистирола. В целом полимер общего назначения имеет следующие характеристики:
Габариты тех или иных разновидностей материала могут существенно различаться, поэтому выбирая полистирол, размер листа лучше уточнять у производителя. В частности, компания «Полигаль Восток» реализует гладкий плазгаль в Москве в размерах 2050х3050 мм, рифленый – 1200х1800 мм.
Пожароопасные свойства
Значение кислородного индекса ПС составляет 17–19 %, а это значит, что негорючесть – не самая сильная его сторона. Продукт является сгораемым материалом, не теряющим своих горючих качеств даже в составе железобетонного каркаса. Если при строительстве используется полистирол, характеристики и свойства листов часто привлекают внимание пожарных служб. Поэтому при реализации продукции производители придерживаются открытой позиции и уведомляют покупателей о повышенной пожарной опасности предлагаемого товара.
Вместе с тем, полимер не склонен к самовозгоранию. Его воспламенение может происходить только при контакте с открытым огнем, но при этом он способен выделять токсичные газы. Стоит отметить, что в последние годы многие производители стремятся улучшить пожаробезопасность материала и создают негорючий полистирол, используя в этих целях различные добавки (агенты антипирена) и дымопоглощающие компоненты.
Область применения
Благодаря прочностным и светопропускающим характеристикам, материал находит обширное применение в быту и хозяйственной сфере:
Методы обработки
Если возникла необходимость обработать полистирол, свойства этого пластика необходимо изучить с особым вниманием. Несмотря на высокую прочность, при сгибании он может резко сломаться, поэтому при сверлении под листы подкладывают деревянный брусок. Разрезание материала производится ручным инструментом или дисковой пилой. Если разрезается полистирол, толщина которого менее 2 мм, можно использовать лобзик.
Для формовки листов применяют вакуумный способ или метод нагнетания воздуха под давлением. Если планируется создание специальных покрытий, изделия подвергают металлизации или оклеивают зеркальной пленкой. Также существует возможность нанесения на полистирол прозрачный красок или печати, что особенно актуально при изготовлении рекламных конструкций.
Преимущества
По своим свойствам и эксплуатационным параметрам материал успешно конкурирует со многими другими видами термопластов. Он обладает высокой химической стойкостью и не реагирует на контакт со спиртсодержащими веществами или разбавленными кислотами. Однако нужно учитывать, что на полистирол пластик не лучшим образом воздействуют технические масла и органические растворители.
Материал отличается простотой в обработке. Он легко поддается сверлению, фрезерованию, распиливанию и другим необходимым работам. Если необходимо склеить полистирол, вес 1м2 и небольшая толщина позволяют сделать это без особых усилий. Его можно соединять при помощи полимерных составов или сваривать некоторыми видами сварки (термосваркой, ультразвуком).
Среди других преимуществ отметим:
В завершение нужно отметить, что полистирольные листы – это недорогой материал, который обходится гораздо дешевле многих своих аналогов. Разнообразные цвета и размеры полистирола позволяют покупателям подобрать приемлемый вариант, обеспечив существенную экономию средств на производственных или строительных работах.
Полистирол: виды, свойства и характеристики
Полистирол – это термопластичный полимер с линейной структурой, являющийся продуктом полимеризации стирола. Физические и химические характеристики, а также эксплуатационные свойства зависят от способа получения, молекулярной массы, полидисперсности и других факторов. Его перерабатывают литьем под давлением и экструзией при высоких температурах.
Сфера его применения достаточно широка. Полимер используют в гражданской и военной промышленности, машиностроении, электротехнике, строительстве, приборостроении, медицине, пищевой промышленности, для внешней и внутренней декоративной отделки помещений, а также для изготовления различных бытовых предметов. Его достоинства заключаются в следующем:
Среди существенных недостатков можно выделить горючесть, плохую износостойкость, повышенную хрупкость, низкую рабочую температуру.
Для повышения физических характеристик и улучшения эксплуатационных свойств его смешивают с другими полимерами.
Содержание:
Методы получения
Существует несколько методов производства полистирола. Некоторые из них получили широкое распространение и используются по сей день, другие применяют лишь в редких случаях. Выделяют три основных способа его создания: эмульсионный, суспензионный, блочный или получаемый в массе.
Эмульсионный способ в силу ряда причин не получил такого распространения, как два другие. Он основан на полимеризации стирола в щелочном растворе при 85 – 95 градусов по Цельсию. Для получения готового продукта используются стирол, вода, эмульгатор и инициатор полимеризации. Данный метод позволяет получать полимер с большой молекулярной массой.
Суспензионный способ на сегодняшний день уже устарел, но до сих пор его используют в производстве пенополистирола, также его применяют для получения сополимеров. Полимеризация стирола происходит при постепенном повышении температурных показателей под давлением. В ходе производственного процесса получают суспензию, из которой путем центрифугирования уже получают готовое продукт. Далее он подвергается промывке и сушке.
Блочный или получаемый в массе метод является самым современным и применяется на большинстве химических заводов. Его преимущества – получение на выходе продукции высокого качества, безотходность, высокая эффективность. На промышленных предприятиях используют две схемы: полной и неполной конверсии. Процесс происходит в несколько этапов с постепенным повышением температуры.
Виды полистирола
Благодаря смешению полистирола с другими полимерами и сополимерами стирола, удается получить материалы, обладающие превосходной теплостойкостью и ударной прочностью. Наибольшее промышленное значение имеют блок-сополимеры и привитые сополимеры, а также статистические сополимеры. Выделяют три основных вида промышленного полистирола: общего назначения, ударопрочный и экструдированный.
Полистирол общего назначения
Полистирол общего назначения – прозрачный материал, отличающийся жесткостью и хрупкостью. Имеет следующие маркировки: PS, PS-GP, GPPS, Сrystal PS и XPS. Производится согласно ГОСТа 20282-86 с помощью суспензионного и блочного метода, предназначен для изготовления изделий различными методами термоформования.
Получаемый материал устойчив к воде, кислотам и щелочам, отличается низкой устойчивостью к различным растворителям и техническим маслам. Кроме того, имеет следующие физико-химические свойства:
Он в основном используется для производства бытовых изделий, тары и пищевой упаковки, а также детских игрушек. Применяется в светотехнике, при изготовлении щитов наружной рекламы, для декоративных и отделочных строительных работ.
Ударопрочный полистирол
Ударопрочный полистирол является продуктом сополимеризации стирола с бутадиеновым и бутадиен-стирольным каучуком. Его свойства во многом зависят от объема каучуковой фазы. Методы переработки – литье под давлением при высоких температурах и экструзия листа с вакуум- или пневмоформованием.
Соотношение стирола и каучука определяют эксплуатационные характеристики пластика. Выделяют следующие виды ударопрочного полистирола:
Ударопрочный пластик имеет схожие значения с полистиролом общего назначения по теплостойкости, твердости, диэлектрическим свойствам. Его используют в приборостроении, изготовлении мебели, производстве бытовой техники, осветительных приборов, посуды и игрушек. Широта применения объясняется не только его высокими эксплуатационными свойствами, но и низкой ценой. В настоящее время он является одним из самых дешевых пластиков.
Экструдированный полистирол
Экструдированный полистирол изготавливается из полимеризированного стирола методом экструзии. Несмотря на то, что он был изобретен еще в первой половине XX века, ему до сих пор нет аналогов, которые бы превосходили его по эксплуатационным свойствам и доступности. Он является универсальным утеплителем. Его используют для теплоизоляции в промышленном и гражданском строительстве, а также при производстве холодильного оборудования, звукоизоляции спортивных и ледовых арен.
Этот универсальный синтетический материал обладает уникальными эксплуатационными свойствами:
Материал хорошо поддается обработке, прост в монтаже, что немаловажно при любых строительных работах. Он абсолютно нетоксичен, что позволяет применять как его для наружной, так и для внутренней отделки жилых помещений.
Недостатком является его высокая горючесть, ему присвоен класс Г4, однако он имеет способность к самозатуханию.
Отличается доступной ценой, которая варьируется в зависимости от производителя, размеров и плотности плит.
Сфера применения
Бытовая сфера. Полимер не имеет запаха и может контактировать с пищей без вреда для здоровья человека. Именно благодаря высокой экологичности и безопасности, он используется для изготовления большого количества бытовых мелочей: одноразовая посуда, упаковка и тара, детские игрушки, предметы интерьера, канцтовары.
Строительство. Материал широко применяется в строительстве для теплоизоляции, при производстве сэндвич панелей, как декоративный и отделочный материал. Из него изготавливают потолочную плитку, звукопоглощающие элементы, клеевую основу и многое другое. Кроме того, его часто используют в дорожном строительстве, возведении промышленных зданий и сооружений.
Медицина. Пластик применяется при изготовлении различного медицинского инвентаря и инструментария. В частности, в производстве систем переливания крови, одноразовых инструментов, расходных материалов, чашек Петри.
Электротехника и бытовая электроника. Хорошие диэлектрические свойства полистирола нашли применение в производстве антенн, кабелей, тонких ориентированных конденсаторных пленок. Он также применяется при изготовлении корпусов бытовой техники, холодильных установок.
Промышленность. В гражданской промышленности его используют для возведения различных конструкций, агрегатов, турбин, зданий и сооружений. Его также применяют и в военной промышленности для производства напалма и некоторых взрывчатых веществ.
Полистирол является высокотехнологичным и недорогим материалом с превосходными теплоизоляционными и звукоизоляционными свойствами. Экологическая безопасность и доступность обуславливают его широкое применение в самых разных сферах человеческой жизни. В настоящий момент полимер не имеет аналогов, которые смогли бы его заменить. Близкие к полистиролу материалы либо имеют худшие эксплуатационные свойства, либо отличаются более высокой ценой. По всей видимости, он еще долгие годы будет оставаться востребованным как на российском, так и на мировом рынке.
Как уменьшить вред полистирола
Отправим материал на почту
О вреде различных утеплителей на здоровье человека говорят немало. Не обошли стороной такой популярный материал, как пенополистирол. Давайте разберемся, вреден ли пенопласт для окружающих. А если опасность есть, то как избежать ущерба для организма, если применять полистирол в виде изолятора.
Как получают полистирольный утеплитель
Первый пенопласт получили методом полимеризации больше полутора столетия назад. Исходным сырьем послужили полимеры. А за годы производства материала, он был получен буквально из любого пластика. Но самым распространенным стал полистирол и его производные.
По сути пенополистирол является популярной разновидностью пенопласта. Его так и продолжают называть в обиходе. И на сегодняшний день для получения столь востребованного материала разработано множество технологий. Самый простой способ подразумевает наполнение гранул стирола природным газом.
При этом они увеличиваются в размерах многократно. И в конечном продукте исходного полимера получается не больше 2 %. Остальное – это просто воздух (газ). После этого массу обрабатывают паром. И если ее свобода не ограничена, то получаются рассыпчатые шарики.
Их чаще всего применяют при строительстве, а также в производстве бескаркасной мебели. Но особую популярность такие гранулы нашли для упаковок. Ими обсыпают даже очень хрупкие вещи и без страха транспортируют их на любые расстояния.
Но если предварительно сырье помещается в специальную блок-форму, то в процессе насыщения газом и нагрева паром, полистирол расширяясь, спекается между собой. Так получают материалы, практически, любой формы. И благодаря великолепным свойствам, их применяют в большой сфере отраслей производства.
Пенополистирол обладает рядом отличных достоинств:
Материал получается долговечным и устойчивым к различной агрессии природы. И главное, что его производство нельзя назвать дорогостоящим. К тому же существует множество технологий его получения. Например, вакуумная, в которой вообще не применяются газы.
Но самое большое распространение получил способ вспенивания. Для получения гранул применяют суспензионною полимеризацию. Произведенный полистирол обрабатывают паром низкокипящих жидкостей, и он равномерно распределяется в сырье. А из-за нагрева оно начинает увеличиваться, превосходя исходные размеры в 30 раз.
В итоге получаются тонко-ячеистые гранулы, которые спеклись между собой. Внутри них есть микропоры, а между ними – пустота. И после выхода из пресс-формы изделия обладают достаточной плотностью, чтобы не пропускать воздух, влагу и пар.
Материал с успехом нашел применение:
Некоторые страны (Финляндия, Япония, Норвегия и США) с успехом применяют материал при строительстве дорог. В частности, для защиты от промерзания. Также широко используют в ландшафтном дизайне. С помощью пенопласта создаются искусственные рельефы.
Горение пенопласта
Большим недостатком отличного теплоизолятора является его способность к возгоранию. Но этим грешат большинство строительных материалов. И с таким свойством идет повсеместная борьба. Например, древесину пропитывают антипиреном, и она становится пожаробезопасной.
Так и для пенопласта был найден способ, сделать его более устойчивым к огню. Разработана технология, в которой природный газ при обработке гранул стирола, заменялся углекислым. В результате получился материал с противопожарными свойствами. Если убрать от него источник огня, то горение самого пенопласта быстро прекратится.
Самозатухающий пенополистирол стали позиционировать, как безопасный строительный материал. Пока не случилось серьезной беды на пожаре. И люди пострадали не от огня, а от токсических выделений пенопласта, пока тот обрабатывался огнем.
Ведь при горении материала, содержащего полистиролы, происходит сильное дымообразование. Мало того, что подобное облако быстро вытесняет из помещения весь воздух, в нем содержатся сильнейшие токсины – циановодород и бромводород. И они смертельны при вдыхании человеком.
Применение вспененного пенопласта даже после обработки антипиренами не решает проблемы. Пенополистирол вред наносит больше выделениями, чем огнем. Но в остальном материал зарекомендовал себя только с положительных сторон. Поэтому было принято решение использовать его великолепные свойства в местах, где он меньше всего мог бы нанести ущерб для здоровья человека. Даже при пожаре.
Материал стали маркировать, как для наружного применения. Ведь обычно все возгорания происходят внутри помещения. А быстро локализовать источник огня получается редко. Тем более, что в любой жилой комнате всегда найдется, чему поддержать пламя. Например, деревянная мебель. А дополнительный источник не даст пенопласту никаких шансов самозатухнуть.
Использование пенополистирола на фасаде здания более чем оправдано. Плиты не крадут полезную площадь комнат. Свою роль теплоизолятора выполняют на все 100 %. А поскольку пенопласт редко оставляют голым, то природе до него не добраться. Как правило, сверху всегда наносится слой штукатурки. Он и защитит материал от огня, не дав появиться токсичному дыму.
Выделение стирола
Но опасность возгорания материала не единственная проблема. Ведь главный компонент пенопласта стирол. А он оказался очень токсичен. И хоть производители утверждают, что он в процессе технологий, практически, полностью вырабатывается, того что остается вполне достаточно, чтобы пенополистирол вред нанес непоправимый.
Ведь стирол способен проявиться уже при комнатной температуре. А с ее повышением выделение только усиливаются. Поэтому самая большая опасность может заключатся в утепленной пенопластом кухне. Помещение способно прогреваться до больших температур, и его недаром сравнивают в некоторых случаях с баней.
Высокая концентрация стирола может привести:
Но официально стирол относят к третьей группе опасных веществ. А они считаются умеренными. Это означает, что токсин стоит в одном ряду с медью, алюминием и спиртом. И по-настоящему опасна только высокая концентрация этих веществ.
Защитники пенополистирола сравнивают токсин с орехами и ягодами. Ведь он в них присутствует. И если человек потребляет в пищу умеренное их количество, то они даже приносят пользу. Кроме удовольствия от их вкуса. Когда же норма употребления нарушена, то перебор всегда приводит к негативным последствиям.
Но кроме высоких температур, на выделение стирола не меньше влияет свет. И особенно инфракрасное излучение. А также солнечные лучи. И еще кислород и озон. Да и влага. И если пенопласт просто занести в дом и оставить у незанавешенного окна, то уже через очень малый временной промежуток концентрация стирола в помещении в 10 раз превысит допустимую. А если поднять температуру в комнате до 75 °C, то в 150 раз.
Выделение других токсинов
Но стирол не единственный токсин, который выделяется из пенопласта. Учеными доказано присутствие в испарениях фенола и формальдегида.
Последний может нанести человеку очень серьезные поражения:
Фенол более опасен, поскольку является сильным ядом. И отравление чревато даже смертельным исходом, если вовремя не обратиться за медицинской помощью. И чтобы спасти жизнь человека, нередко приходится вводить антидот.
Кроме этих сильнейших ядов, пенополистирол выделяет и другие вредные вещества. Например, экструдированный вид пенопласта испускает пары бензола. А при горении в атмосферу попадает сажа и угарный газ.
Правда защитники пенополистирола приводят веские доводы, что подобным грешат только материалы от нерадивых производителей. И это оказывается правдой на самом деле. У дешевых материалов обнаруживаются целые букеты недостатков, включая вредные.
А свою надежность производитель доказывает сертификатами и паспортами качества. В них указаны все вещества в материале в точном процентном содержании. Все данные подтверждены проверками и испытаниями ведущих лабораторий. И, как правило, такие материалы разрешены даже для внутреннего использования.
Но современный рынок богат на всевозможные подделки. По большей части это касается сопроводительных документов к товару. И самый некачественный пенопласт может иметь сертификат, подтверждающий полную безопасность материала для окружающих. Поэтому многие пользователи предпочитают не рисковать и использовать любой пенополистирол только для наружного утепления.
Барьер для пара
Пенопласт не дышит. А если и делает это, то очень плохо. Поэтому паропроницаемость у него, практически, на полном ноле. Это не может привести к очень ужасным последствиям, но они есть. Также существуют и серьезные опасности.
В первую очередь неспособность стен вывести испарения приводят к ухудшению микроклимата в помещении. Обычно это приводит к снижению общего состояния. Портится настроение, и самочувствие опускается ниже нормы.
Поскольку пенопласт будет задерживать вывод испарений наружу, то влага начнет накапливаться внутри стен. И если на пенополистироле грибок не приживается, то на другой поверхности он прекрасно себя чувствует. В подобной ситуации возможно возникновение черной плесени.
Она превосходно развивается на большинстве плоскостей, когда те отличаются повышенной влажностью. А поскольку грибок распространяется спорами, то он быстро передается по воздуху и вскоре занимает все помещения. И в этом случае опасность намного серьезнее.
Споры плесени вызывают в организме:
Поэтому использование пенопласта оправдано только на материалах с такой паропронициаемостью. Например, между бетонной стеной и утепляющим слоем уже не будет скапливаться вода. А с излишней влажностью в доме с такими стенами борется налаженная естественная вентиляция.
Другой ущерб от пенополистирола
Рассуждая, вреден ли пенопласт, нужно обратить внимание на его утилизацию. Большинство выкинутых пластин просто валяется на свалках. А ведь его нужно закапывать, а в лучшем случае перерабатывать. Но за последнее говорить не приходится.
Единственный компонент, который можно получить при переработке – это сам полистирол. А его дешевле получить из первоначального сырья. Поэтому куски пенопласта, лежащие под дождями и солнечными лучами, продолжают выделять в атмосферу ядовитые вещества.
Но и тот пенополистирол, который все же закопали, еще не разложился. А без воздействия кислорода и ультрафиолета, да еще и при невысоких температурах, он может пролежать довольно долго. Поэтому еще неизвестно какой вред он может нанести в будущем.
Следует также сказать об обмане производителей насчет грызунов. Это скорее недоговоренность, но от этого не легче. Изготовители не лгут, когда говорят, что мышки не едят пенопласт. Они просто не распространяются, что из-за отличной теплоизоляции, грызуны в этих местах оборудуют свои норы.
Исключение вредного воздействия
Простые правила, помогающие избежать плохого влияния:
Заключение
Не стоит отказываться от столь великолепного теплоизолятора, только из-за опасности нанесения вреда. Нужно только внимательнее относиться к производителям, выбирая самых надежных. Не искать дешевых вариантов. А для полной страховки использовать пенополистирол только для наружного утепления дома.