Polistiren
| Polistiren | |
|---|---|
 | |
| Abrevieri | |
| PS GPPS EPS PSE XPS PST | |
| Denumiri alternative | |
| Polistiren | |
| numar CAS | |
| Caracteristici generale | |
| Compoziţie | (C 8 H 8) n |
| Aspect | solid incolor sub diferite forme |
| Cristalinitatea | aPS este amorf Tg = 100 ° C; sPS este semi-cristalin Tf = 270 ° C |
| Proprietăți fizico-chimice | |
| Densitate (g / cm 3 , în cs ) | 1.050 |
| Temperatura de topire ( K ) | (înmuiere) 70-100 ° C |
| Informații de siguranță | |
| Punct de aprindere (K) | 345-360 ° C (618,15 - 633,15 K) |
| Temperatura de autoaprindere (K) | 427 ° C (700,15 K) |
| Cod de reciclare | |
| 06 PS |  |
Polistirenul (numit și polistiren [1]) este polimerul stirenului .
Este un polimer aromatic termoplastic cu o structură liniară. La temperatura camerei este un solid sticlos ; peste temperatura sa de tranziție sticloasă , aproximativ 100 ° C, capătă plasticitate și poate curge; începe să se descompună la o temperatură de 270 ° C.
Polistirenul expandat se prezintă sub forma unei spume de culoare albă deschisă, adesea turnată în margele sau așchii , și este utilizată pentru ambalare și izolare.
Inert chimic în raport cu mulți agenți corozivi, este solubil în solvenți organici clorurați (de exemplu diclormetan și cloroform ), în tricloretilenă , în acetonă și în unii solvenți aromatici precum benzen și toluen .
Istorie
Polistirenul a fost descoperit pentru prima dată în 1839 de către Eduard Simon [2] , medic apotecar din Berlin . Din rășina orientală Liquidambar a distilat o substanță uleioasă, un monomer pe care l-a numit tirol , din numele german al rășinii Styrax . Câteva zile mai târziu, a observat că monomerul s-a transformat într-un jeleu și i-a dat numele de Styroloxyd (oxid de stiren), crezând că este un produs de oxidare . În 1845, chimiștii John Blyth și August Wilhelm von Hofmann au arătat că aceeași transformare a stirenului ar putea avea loc în absența oxigenului, au numit substanța lor metastiren și s-a demonstrat ulterior că substanța era identică cu Styroloxyd. În 1866 Marcellin Berthelot a identificat corect procesul ca o reacție de polimerizare .
Sinteză
Polimerizarea stirenului, spontană, deși foarte lentă chiar și la temperatura camerei, dacă stirenul nu conține compuși inhibitori adecvați, este o reacție de adiție care este adesea inițiată de produse (numite inițiatori ) capabile să producă radicali , cum ar fi peroxizii .
Reacția este exotermă și, prin urmare, temperatura trebuie ajustată pentru a evita supraîncălzirea reactorului. Producția are loc în diferite moduri, în funcție de tipul de instalație și de volumele de producție implicate:
- după masă : reactorul conține doar stiren și inițiator, temperatura este menținută între 50 ° C și 150 ° C;
- în suspensie : stirenul se menține suspendat în apă prin agitare continuă; adăugarea inițiatorului determină polimerizarea picăturilor de stiren, care sunt transformate în sfere de polimer;
- în emulsie : stirenul este păstrat în emulsie în apă prin intermediul produselor tensioactive adecvate.
Prin variația condițiilor de reacție este posibilă ajustarea lungimii lanțurilor polimerice, constând de obicei dintr-un număr de monomeri între 500 și 2.000. Mai mult, lungimea lanțului determină vâscozitatea polimerului.
Prin utilizarea catalizatorilor Ziegler-Natta corespunzători, se poate obține polistiren sindiotactic , foarte cristalin, dar de mică importanță comercială.
Polistirenul se vinde în general sub formă de sfere sau mici așchii transparente, potrivite pentru a fi topit și injectat în matrițe sau transformat, prin calandrare , în foi pentru termoformare sau pentru laminare.
Proprietate
În forma nespandită, densitatea sa este de aproximativ 1050 kg / m 3 , în timp ce variază de la 15 kg / m 3 la 100 kg / m 3 în forma expandată. Este transparent, dur și rigid. De asemenea, are proprietăți mecanice corecte și este rezistent la multe substanțe chimice apoase. Este, de asemenea, un excelent izolator electric pentru condensatoare și este practic anigroscopic .
Poate fi ușor colorat, atât cu culori lucioase, cât și cu culori mate. Adăugarea culorii se poate face în momentul turnării, prin adăugarea pigmentului direct în matriță, sau înainte de turnare, prin încorporarea pigmentului în masa polimerului înainte de reducerea acestuia în așchii pentru turnare.
Aplicații
Polistirenul (PS) este utilizat în multe domenii de aplicare pentru proprietățile sale mecanice și electrice.
În industria alimentară este folosit pentru a produce tacâmuri și farfurii din plastic, ambalaje pentru ouă, borcane cu iaurt, frecvent în varianta sa anti-șoc (HIPS).
În industria prelucrătoare, este utilizat oriunde este nevoie de un plastic rigid și ieftin, cum ar fi containerele de CD și DVD , suporturile pentru plăcuțe de înmatriculare, modelele din plastic. Producția poate avea loc prin termoformare sau turnare prin injecție .
În laboratoarele de cercetare și analiză, sunt folosite pe scară largă cutii Petri , eprubete și microplăci de polistiren.
Plăcile transparente sunt vândute pentru DIY sub denumirea de sticlă sintetică .
De asemenea, este folosit ca material pentru crearea de modele în loc de ceară în procesele de turnătorie numite turnare de investiții ( spumă pierdută ). Avantajul față de ceară, care trebuie topit și eliberat din matriță, este că polistirenul, în contact cu metalul topit, se sublimează, lăsând astfel cavitatea goală.
Polistiren sinterizat extins (EPS)
Se obține prin scufundarea granulelor de polistiren în apă și adăugarea unei cantități de pentan de la 2% la 8% în apă. Apoi întregul este comprimat și pentanul (care este insolubil în apă) se difuzează în granule. Granulele tratate pot fi păstrate timp de câteva luni înainte de a fi supuse expansiunii. Pentru expansiune, granulele sunt plasate într-o cameră cu un perete mobil. Este suflat în vapori de apă la aproximativ 120-130 ° C provocând înmuierea plasticului și umflarea ulterioară datorită fierberii pentanului prins în polimer. Se obțin apoi margele din spumă de polistiren. Temperatura vaporilor este apoi crescută pentru a topi suprafața exterioară a sferelor. Apoi peretele mobil al camerei se mișcă ca într-o presă și sinterizează monoblocul de pelete EPS. De obicei, aceste blocuri trebuie tăiate în plăci pentru a putea fi vândute, iar tăierea se poate face cu un fir fierbinte sau cu un fir de mișcare intermitent. Densitatea atinsă este de 20-80 kg / m³.
Spuma se folosește pe scară largă în producția de ambalaje. Mai mult, fiind un izolator termic, este utilizat pe scară largă în construcții pentru izolarea clădirilor și în construcția de panouri sandwich izolante sau pentru așa-numita „ izolație externă ”, pentru care este utilizat EPS 120 în panouri (unde 120 este valoarea exprimată în kPa a presiunii necesare pentru reducerea grosimii panoului cu 10%, conform UNI EN 826 [metoda de testare] și UNI EN 13163 [specificațiile produsului]).
Polistiren expandat extrudat (XPS)
Granulele de polistiren sunt plasate într-un extruder de vierme unde sunt topite; gazul sub presiune este apoi suflat, iar topitura iese în forma dorită printr-o matriță plasată în capul extruderului. La ieșire, diferența de presiune determină spumarea gazului din polistiren. Densitatea care atinge în mod normal în acest mod este de aproximativ 35 kg / m 3, dar este posibil să se atingă atât densități mai mici, cât și densități mai mari (de la 25/28 kg / m 3 , până la aproximativ 50 kg / m 3 ).
Este utilizat în construcții pentru izolare termică: în comparație cu EPS, este capabil să reziste la greutăți mai mari, ceea ce îl face potrivit pentru instalarea sub pardoseli și chiar sub fundațiile clădirilor.
Polistiren rezistent la șocuri (HIPS)
Polistirenul rezistent la șocuri (sau polistirenul cu impact ridicat sau HIPS, din engleza High Impact PolyStyrene ) este fabricat din polistiren și cauciuc stiren-butadienic (sau cauciuc SBR), combinate pentru a obține un plastic mai puțin fragil decât polistirenul generic. Prezența unei a doua faze în material este responsabilă pentru culoarea albă și pierderea transparenței, cauzată de fenomenul difuziei optice .
Notă
- ^ Termenul „polistiren” derivă din „stiren” denumirea tradițională a monomerului. Întrucât IUPAC rezervă rezoluția „-olo” pentru alcooli, „polistirenul” și „stirenul” sunt de preferat.
- ^ Istoria materialelor plastice
Bibliografie
- ( EN ) JR Wunsch, Polistiren: sinteză, producție și aplicații , iSmithers Rapra Publishing, 2000, ISBN 1-85957-191-3 .
Elemente conexe
Alte proiecte
-
Wikimedia Commons conține imagini sau alte fișiere pe polistiren
linkuri externe
- ( EN ) Polistiren , pe Encyclopedia Britannica , Encyclopædia Britannica, Inc.
| Controlul autorității | Tezaur BNCF 8378 · LCCN (EN) sh2002004630 · GND (DE) 4175308-2 · BNF (FR) cb12167430k (dată) · NDL (EN, JA) 00.57177 milioane |
|---|
