Что такое полистирол

Полистирол – это современный полимер, который отличается прочностью, достаточной жесткостью и долговечностью. Бесцветное вещество со стеклоподобной структурой пропускает около 90% лучей видимого спектра. Отличается отсутствием запаха, легко окрашивается. Многих людей интересует, что за материал полистирол, получение и применение полимера, а также свойства и преимущества. 

Полистирол: особенности и свойства

Прозрачный пластик отличается улучшенными оптическими свойствами, подходит для изготовления линз и оптических призм. Благодаря меньшей хрупкости в сравнении со стеклом линзы из полистирола в очках практически полностью заменили стеклянные аналоги. Оптика, сделанная из пластика, дешевле стеклянной. Плотность полистирола составляет 1060 кг/м3. Материал сохраняет изначальную форму в температурном диапазоне от -40°C до +60°C. Другие характеристики:

• Предел прочности – 350-600 кг/см2.
• Прочность при сжатии – 570-1300 кг/см2.
• Прочность на изгиб – 800-1100 кг/см2. 

Материал устойчив к воздействию растворов солей, масел – растительных и минеральных, спиртов, уксусной кислоты. Структурная формула полистирола предполагает присутствие модифицирующих добавок, которые повышают показатели пластичности и ударопрочности. 

Полистирол: преимущества и недостатки

Один из плюсов материала – пригодность для многократной вторичной переработки. Широкое применение полистирола связано с преимуществами:

• доступная цена;
• устойчивость к образованию коррозии;
• стойкость к развитию грибка и плесени;
• водонепроницаемость;
• улучшенные теплоизоляционные свойства;
• простая технология переработки. 

Один из плюсов – экологичность. Большинство видов пластика получили пищевой допуск. Материал легко резать на станках или при помощи бытовых инструментов – пил и ножей. Простота обработки позволяет изготавливать пластиковую мебель для уличных кафе. В числе недостатков – повышенная хрупкость и пожароопасность. Изделия из полистирола под воздействием ультрафиолетовых лучей теряют потребительские свойства, желтеют и покрываются микротрещинами. 

Полистиролы: виды

В состав полистирола входят модифицирующие добавки, которые улучшают потребительские свойства. Благодаря дополнительным компонентам получают разновидности материала:

• общего назначения;
• ударопрочный;
• вспененный. 

Чтобы добиться повышенной прочности и устойчивости к ударным нагрузкам, формула полистирола включает каучуковые мономеры. Благодаря содержанию каучука материал приобретают большую гибкость, пластичность и ударную вязкость. Из него изготавливают листы, которые затем используют для производства пластиковых изделий методом термического формования. 

Пластик общего назначения отличается повышенной прочностью на растяжение и стойкостью к температурным нагрузкам. 

Чтобы получить вспененный материал, в состав добавляют компоненты, которые провоцируют образование пены. В сравнении с обычным полистиролом вспененный становится легче, приобретает улучшенные теплоизоляционные и звукоизоляционные свойства. Благодаря способности удерживать тепло вспененный полистирол нашел широкое распространение в строительстве. Из него делают материалы для внутренней и внешней отделки, а также для теплоизоляции. Из пенополистирола изготавливают упаковку для товаров повышенной хрупкости:

• бытовая техника; 
• вычислительная техника и мобильные телефоны;
• стеклянная, фарфоровая и керамическая посуда;
• кафельная плитка;
• дверные и оконные блоки.

Температура плавления пенополистирола составляет 240-260°C. Материал теряет прочность и необратимо деформируется при нагревании выше 80°C. Некоторые обычные полистиролы отличаются повышенной устойчивостью к температурным нагрузкам, сохраняют потребительские свойства при температуре до 100°C. Благодаря увеличению температурного диапазона эксплуатации расширяется область применения. Из полистирола редко изготавливают баки для хранения воды большого объема, что связано с меньшей прочностью в сравнении с полиэтиленом или полипропиленом. 

Материал используют для производства пластиковой продукции разной формы методом прессования или литья под давлением при температуре 180-200°C. Что делают из полистирола:

• контейнеры для еды, стаканчики для напитков и другую одноразовую посуду;
• изоляцию для электрических проводов;
• канцелярские принадлежности;
• детские игрушки.

Материал используют для изготовления прозрачной, жесткой упаковки, пластиковой посуды, предметов обихода и декора. Популярные виды изделий – хлебницы, чаши для миксеров и блендеров, рекламные вывески и таблички, душевые кабины и внутренние перегородки. Из полистирола делают теплицы и рассеиватели осветительных приборов. 

Игрушки, упаковка для продуктов и посуда из материала безопасны для здоровья человека. Однако полистирол не подходит для производства емкостей, в которых хранят горячую воду и напитки. При температуре выше 70°C начинает выделять вредные для здоровья вещества. 

Полистирол: технология производства 

Чтобы понять, что такое полистирол, стоит узнать, как его делают. Материал получают из стирола в ходе реакции полимеризации – превращения мономеров в полимеры. Стирол – прозрачная жидкость из группы виниловых мономеров. Стирол служит сырьем для получения разнообразных пластиков, синтетического каучука и смол. 

Изготовление полистирола проходит разными способами, что определяет характеристики готового продукта. Основные технологии полимеризации – суспензионная и массовая. Полимеризация в суспензии предполагает присутствие воды и активатора. При нагревании сырья происходит образование гранул. Технология изготовления полимера в массе предусматривает отсутствие воды. Вследствие реакции полимеризации получают прозрачные гранулы размером 3-5 мм, которые в дальнейшем используют для производства пластиковых изделий разного назначения. 

Полистиролы: сфера применения

Полистиролы широко востребованы в разных сферах деятельности – строительной, автомобильной, пищевой промышленности. Материал применяют для изготовления напольных, настенных и потолочных покрытий. Из него делают прозрачную жесткую упаковку для печенья, конфет, пирожных, салатов, зелени, овощей и фруктов. 

Сферы, где используется полистирол, включают автомобилестроение. Из материала изготавливают элементы салона, сидения, приборные панели, бамперы и другие детали кузова. Изделия из материала обладают способностью поглощать удары, что повышает безопасность для водителя и пассажиров в случае ДТП. Оснащение автомобиля деталями из пластика позволяет снижать вес, что положительно сказывается на динамических характеристиках. Одновременно снижаются затраты на топливо. 

Другая область применения – изготовление бытовой техники. Полистирол используют для производства корпусов и деталей бытовой техники. Преимущества решения – снижение веса приборов и производственных затрат, что связано с доступной ценой материала. 

Если рассматривать физические свойства полистирола, стоит особо отметить способность удерживать тепло. Благодаря улучшенным теплоизоляционным свойствам материал повышает энергоэффективность холодильников и морозильных камер. 

Полистирол и полиэтилен: сравнение

Полистирол и полиэтилен входят в число наиболее востребованных пластиков. Для обоих материалов характерны свойства – малый вес и доступная цена. Полиэтилен в сравнении с полистиролом отличается повышенной устойчивостью к воздействию агрессивных сред. Из полиэтилена делают емкости для хранения химических веществ – кислот, щелочей, спиртов. 

Особенность полиэтилена – повышенная прочность, что делает материал пригодным для изготовления емкостей вместительностью более 10 тыс. литров. Чтобы безопасно выращивать и перевозить рыбу, сельскохозяйственную продукцию, удобрения, техническую воду, используют емкости из полиэтилена. Химические свойства полистирола позволяют применять материал для изготовления медицинского инвентаря и одноразовых расходных материалов. Пластик устойчив к воздействию химических веществ, подлежит многократной дезинфицирующей обработке. 

Полистирол в сравнении с полиэтиленом легче поддается формованию, что позволяет использовать материал для создания недорогой продукции сложной геометрической формы. Полистирол стоит дешевле, что делает экономически выгодной покупку изделий из него.