Описание полистирола

Полистирол (ПС, ПСВ) – синтетический термопластичный твердый, жесткий, аморфный полимер. Продукт полимеризации стирола. Массово выпускается в форме полистирола общего назначения и ударопрочного назначения и вспенивающегося полистирола.

Полистирол общего назначения

Полистирол общего назначения – прозрачный, хорошо окрашиваемый, легко перерабатываемый материал, представляющий собой продукт полимеризации стирола в массе или в суспензии, или в эмульсии, и предназначенный для изготовления изделий различными методами термоформования. В зависимости от свойств и назначения в соответствии с ГОСТ 20282-86 установлены следующие марки полистирола общего назначения:

получаемого полимеризацией в массе:

  • ПСМ-115 – для изготовления методом литья под давлением изделий технического назначения и товаров народного потребления;
  • ПСМ-111 – повышенной теплостойкости, для изготовления светотехнических изделий методом литья под давлением и товаров народного потребления;
  • ПСМ-118 – для изготовления методом литья под давлением изделий сложной конфигурации технического назначения и товаров народного потребления. Марка
  • характеризуется высокой текучестью;
  • ПСМ-151 – повышенной теплостойкости и низкой текучести, для изготовления листов, профилей, пленок и нитей методом экструзии, товаров народного потребления; для производства нитей предназначен только высший сорт;

суспензионного:

  • ПСС – для изделий технического назначения и товаров народного потребления;

эмульсионного:

  • ПСЭ-1 – для получения пенопластов;
  • ПСЭ-2 – для продукции технического назначения; допускается применение для изготовления пеноплит.

Условное обозначение марок полистирола общего назначения состоит из сокращенного назначения материала (ПС), способа получения (Э – эмульсионный; М – полимеризация в массе (блочный); С – суспензионный), цифрового обозначения марки, указания рецептуры светостабилизации, наименования цвета, указания рецептуры окрашивания цвета, сорта и обозначения стандарта. В обозначение поверхностно обработанного полистирола вводят буквенный эквивалент. «С» перед указанием сорта.

Пример условного обозначения полистирол общего назначения блочного марки 111, светостабилизированного, красного цвета, высшего сорта по ГОСТ 20282-86;
ПСМ-111-20, красный, рец. 136П, высший сорт ГОСТ 20282-86.

Пример условного обозначения полистирола общего назначения блочного марки 151, неокрашенного, поверхностно обработанного, первого сорта ГОСТ 20282-86:
ПСМ-151 «С», первый сорт ГОСТ 20282-86.

Ударопрочный полистирол

Ударопрочный полистирол – непрозрачный бесцветный материал, продукт привитой сополимеризации стирола с бутадиеновым или бутадиен-стирольным каучуком, имеющий двухфазную структуру. Непрерывная фаза (матрица) образована полистиролом. Дискретная фаза (микрогель) – частицами каучука овальной формы с размерами 2-5 мкм. Каучуковые частицы окружены тонкой пленкой привитого сополимера стирола на каучуке, а внутри частиц содержится также окклюдированный полистирол, в результате чего увеличивается эффективный объем каучуковой фазы. От объема последней во многом зависят свойства ударопрочного полистирола. Ударопрочный полистирол выпускается стабилизированным, в виде белых гранул. Основные методы переработки – литье под давлением и экструзия листа с последующим пневмо- или вакуумформованием.

Условное обозначение ударопрочного полистирола в соответствии с ГОСТ 28250-89 состоит из букв УП – ударопрочный, сразу за которыми указывается метод синтеза полистирола: М – полимеризацией в массе, Э – полимеризацией в эмульсии, С – полимеризацией в суспензии. Далее через тире две цифры обозначают ударную вязкость. Следующие две цифры указывают удесятеренное содержание остаточного мономера. Кроме того, в марку может включаться буква, означающая предпочтительный способ переработки.

Пример условного обозначения ударопрочного полистирола, полученного полимеризацией в массе с ударной вязкостью 7 кДж/м2 и остаточным содержанием мономера 0,3%, предназначенного для переработки экструзионным методом:УПМ-0703 Э.

Обычное обозначение полистирола на российском рынке ПС, но могут встречаться и другие обозначения: PS или GPPS или PS-GP или XPS или Crystal PS (полистирол общего назначения), УП или УПС или HIPS или PS-HI или PS-I (ударопрочный полистирол), MIPS или IPS или PS-I (ударопрочный полистирол средней ударной прочности), SHIPS (ударопрочный полистирол сверхвысокой ударной прочности).

Кроме полистирола общего назначения и ударопрочного полистирола промышленностью выпускается широкое разнообразие модификаций и сополимеров стирола. В частности, эластомеры, обладающие способностью к большим обратимым деформациям за счет частичного развертывания хаотически свернутых цепных молекул полимера, и синдиотактический полистирол, получаемый на металлоценовых катализаторах и обладающий очень высокой жесткостью и термостойкостью.

Полистирол вспенивающийся ПСВ

С 1950 года вспенивающийся полистирол (ПСВ) являлся основным изоляционным полимерным материалом. Однако за последние десятилетия в мире были обнаружены новые сферы использования ПСВ, И все же главным образом полистирол используется для получения пенопластов и материалов на их основе.

Каждая гранула состоит из равномерно распределенных микроскопических плотных клеток заполненных воздухом. Пенополистирол на 98% состоит из воздуха и только на 2% из полистирола. Такая структура и придает замечательные свойства материалу, получившему заслуженное признание во всем мире.

Вспененный пенополистирол (пенопласт) производится вспениванием полистирола и последующим спеканием частиц. Пенополистирол характеризуется низкой теплопроводностью (0,030-0,040 Вт/моС) и плотностью (15-40 кг/м3). При этом прочность пенополистирола позволяет применять его в качестве конструктивного элемента, способного нести значительные нагрузки в течение длительного времени. Прочность на сжатие при 10% линейной деформации составляет для различных марок 65-251 кПА.

Пенополистирол представляет собой теплоизоляционный пенопласт получаемый вспучиванием и свариванием гранул полистирола между собой при нагревании водой или паром с температурой 80-100оС.

Пенополистирол не гигроскопичен, диффузия водного пара сквозь него пренебрежимо мала. Водопоглощение при погружении в воду на 7 дней составляет 0,5-1,5% от объема. Сорбционная влажность полистирола составляет 3-6% по массе.

Пенополистирол относится к горючим материалам, а потому его использование имеет ряд ограничений, связанных с требованиями пожарной безопасности.

Разрешается использовать пенополистирольные плиты на фасадах с обрамлением оконных и дверных проемов и межэтажных рассечек из минераловатных плит. Но даже при смешанном варианте использование пенополистирольных плит специальными добавками антипиренами, подавляющими самостоятельное горение, имеет жесткие ограничения.

В настоящее время пенополистирол применяется в производстве несъемной опалубки, в сэндвич-панелях, для производства полистиролбетона и полистиролбетонных блоков и перемычек, теплоизоляция труб, утепления и звукоизоляции стен, кровли и полов, изготовления декоративных потолочных плит, элементов технической и пищевой упаковки.

Основное преимущество полистирола состоит в том, что это – один из наиболее дешевых материалов, обладающий хорошими механическими и изоляционными свойствами и значительной конструкционной гибкостью.