Hustota polystyrenu. Jaký je rozdíl a jak to poznat

Polystyren [-CH2-CH (C6H5)-] n je lineární polymer styrenu, transparentní a sklovitý. Hustota při teplotě 20 °C je 1,06 g/cm3, molekulová hmotnost od 30 do 500 tisíc, skelný přechod nastává při 93 °C.

Polystyren (PS) je velkokapacitní termoplast a relativně levný materiál. Klíčové vlastnosti:

• odolnost proti vlhkosti;
• vysoká tvrdost;
• chemická odolnost;
• dobrá rozpustnost v chlorovaných alifatických a aromatických uhlovodících;
• fyziologická neškodnost;
• snadné malování a tvarování;
• dielektrikum.

Mezi nevýhody patří jeho vysoká křehkost a nízká tepelná odolnost (odolává teplotám do 100 °C Vicata). Kopolymerace styrenu s a-methylstyrenem nebo akrylonitrilem zlepšuje tepelnou odolnost a pevnost v tahu se zvyšuje přibližně o 60 %. Zvýšení pevnosti a rázové houževnatosti (z 5-10 na 50-100 kJ/m2, nebo kgf/cm2) lze dosáhnout získáním roubovaných kopolymerů styrenu s 5-10 % kaučuku, například butadienu (nárazuvzdorný polystyren) , dále ternární kopolymery akrylonitrilu, butadienu a styrenu (tzv. ABS plast). K syntéze transparentních terpolymerů dochází nahrazením akrylonitrilu methylmethakrylátem.

Pro výrobu polystyrenu a kopolymerů styrenu průmysl využívá radikálovou polymeraci v objemových a vodných emulzích; metoda vytlačování, zpracování vstřikováním, lisování, vakuové tvarování. Polystyren je široce používán při výrobě domácích spotřebičů, fólií, obalů, doplňků, hraček, pěnového polystyrenu (pěny). ABS plast a nárazuvzdorný polystyren se používají k výrobě autodílů, nábytku, spotřebičů, rozhlasových a televizních zařízení atd. Používají se také směsi polystyrenu s pryžemi a různými plasty.

Polystyren odolný proti nárazům

Vyrábí se kopolymerací styrenu s pryží. Index M ve svém označení znamená, že syntéza byla provedena hmotnostní polymerací (UPM), C – suspenzní polymerací (UPS). Na povrch nárazuvzdorného polystyrenu je nanesena ochranná polyetylenová fólie.

Trvanlivost materiálu je zajištěna jeho odolností vůči nízkým teplotám, chemickým vlivům a otěruvzdorným povrchem. Polystyren má dobré tepelně izolační vlastnosti a tvarovatelnost.

Při výrobě sanitárních výrobků, výloh, výkladců; v oboru letectví, výroby automobilů a lodí; pro vakuové tvarování výrobků s hlubokým tažením.

Polystyrenové značení

• UPM-424
• UPM-0703 E
• UPS-0803 E

• Polystyrol 495F je houževnatý, tepelně odolný a vysoce odolný. Široce používané při výrobě krytů elektrických zařízení;
• Polystyrol 486M – má vysokou rázovou houževnatost, používá se při výrobě potravinářských obalů;
• Polystyrol 2710 je nárazuvzdorný polystyren a je odolný vůči freonům.

Polystyrenové desky

Při výrobě desek z rázuvzdorného polystyrenu se používá metoda extruze z granulovaného polystyrenu UPM-424, UPM-0703 E, UPS-0803 E a jejich zahraničních analogů. V označení plechů první dvě číslice udávají rázovou houževnatost materiálu, poslední v desetinásobné hodnotě udávají, kolik zbytkového monomeru obsahuje. Písmeno na konci značky označuje způsob zpracování, například E – extruze.

Typy listů:

• obkladové a ozdobné materiály;
• pro výrobu různých výrobků pro domácnost tepelným tvarováním;
• základ pro výrobu dílů chladniček tepelným tvářením.

Situace na trhu s polystyrenem

Jak vyplývá ze zprávy analytické společnosti Chemical Market Associates, Inc., situace na světovém trhu s polystyrenem je v letech 2000 až 2010 taková, že vysoké náklady na jeho suroviny negativně ovlivňují poptávku. Z tohoto důvodu je oblíbené znovu použít polystyren a nahradit ho jinými materiály.

Dalším faktorem, který snížil jeho použití při výrobě termoplastů, je nasycení spotřebitelského trhu v důsledku omezení výroby televizorů, CD a CRT videorekordérů.

Poptávka po polystyrenu do značné míry závisí na situaci na čínském výrobním trhu, uvádí zpráva CMAI. V období 2000-2003 se objem spotřeby polystyrenu v Číně zvýšil o 640 tisíc tun. V ostatních regionech světa je pozorován opačný trend – spotřeba materiálu klesá. V následujících letech po něm poptávka v Číně rostla pomalým tempem, což vedlo k jeho přebytku na světovém trhu.

Očekává se, že ceny polystyrenu v blízké budoucnosti klesnou, takže poptávka po něm může vzrůst, poznamenávají analytici společnosti Chemical Market Associates, Inc.

Přibližně polovina celkového objemu benzenu se spotřebuje na výrobu styrenu. Asi 50 % styrenu slouží jako surovina pro výrobu polystyrenu. V současné době již není nedostatek benzenu, a tak jsou vysoké ceny polystyrenu udržovány především díky stabilní ceně ropy. V roce 2005 klesající poptávka zmírnila nedostatek polystyrenu na regionálním exportním trhu.

V porovnání s polystyrenem je přeprava monomeru styrenu (kapaliny) výhodnější. Z tohoto důvodu jsou možnosti jeho pohybu v oblasti obchodu omezené – silnou pozici si materiál zachovává pouze na americkém a asijském trhu. Upevňování pozic na globálním trhu brání problémy spojené s tarify, kvalitou produktů, logistickými náklady, technickou podporou atd.

Situace na trhu pěnového polystyrenu

Od roku 2005 začala poptávka po expandovaném polystyrenu (EPS) klesat. To je z velké části způsobeno poklesem jeho použití v čínském stavebnictví. V oblasti výroby obalů je přitom EPS postupně nahrazován papírem. Na evropském a americkém trhu vzrostla spotřeba pěnového polystyrenu ve stavebnictví. To kompenzovalo pokles poptávky v obalovém průmyslu.

Hlavní závody specializující se na výrobu pěnového polystyrenu se nacházejí v Číně a dalších asijských zemích. V Číně je využití takových zařízení relativně nízké. To je usnadněno poklesem poptávky po výrobcích na domácím trhu a slušnou konkurencí dovážených analogů. Hrozí proto přebytek kapacity na výrobu EPS.

Tyto trendy vedou ke zvýšení objemu exportu polystyrenové pěny na regionální trhy. V roce 2005 byla spotřeba tohoto materiálu v Severní Americe na vysoké úrovni. Na domácím trhu však výroba PSV nenabrala na síle, protože výrobek byl dovážen především z asijských zemí. Je výhodnější dovážet asijský pěnový polystyren, takže dobře konkuroval analogům vyráběným na domácím trhu. V porovnání s polystyrenem přináší výroba EPS vyšší zisky. Zvláštností poptávky po tomto produktu je absence problémů, kterým čelí výrobci polystyrenu.

V Alitě nakoupíte různé druhy obalových materiálů za nízkou cenu!

• Tepelné štítky
• Příjmová páska
• Stretch fólie
• skotská
• Popisovací páska
• Účtenková páska s logem
• Polypropylenová páska (páska)
• Etiketní zbraně
• Vzduchová bublinková fólie
• Video s cenovkou
• Skotská páska s logem
• Potravinový film
• Papírová cenovka
• Oboustranná lepicí páska
• Balicí tašky, tašky
• Laminované cenovky
• Maskovací páska (krepp)
• Rukavice
• formuláře
• Speciální lepicí pásky
• Těsnění
• Samokopírovací formuláře
• Samolepicí kapsy
• Obalové materiály (různé)

Máte otázky? Zavoláme vám zpět do 10 minut (v pracovní době) nebo zavolejte na číslo +7 (495) 980-29-12

Stisknutím tlačítka “Poslat”, automaticky souhlasíte se zpracováním vašich osobních údajů a přijímáte podmínky.

Polystyren je odolný, bezbarvý materiál podobný sklu, který je schopen propustit až 90 % paprsků viditelného světla a patří do skupiny syntetických polymerních produktů třídy termoplastů.

Samotný výraz „polystyren“ na základě svého názvu naznačuje, že primárním materiálem je styren (kapalina s poměrně nepříjemným a silným zápachem) a získává se polymerací.

Polystyren je polymerní materiál s nízkou mechanickou pevností, který se vyrábí ve formě průhledných granulí válcového tvaru. Z těchto granulí se pak vytlačováním a vstřikováním vyrábějí listy a další produkty.

Vzhled polystyrenu

1. Primární granule.

Fotografie zapůjčena ze stránek granula.pro

3. Druh výrobku z extrudovaného polystyrenu.

4. Polystyrenový pěnový granulát.

5. Typ výrobku z pěnového polystyrenu.

6. Druh výrobku z polystyrenu rozptylujícího světlo.

Fyzikální vlastnosti polystyrenu

1. Hustota materiálu je 1060 kg/m3

2. Objemová hmotnost granulí se pohybuje od 550 kg/m3 do 560 kg/m3

3. Odolnost vůči změnám teplot – materiál snese mrazy do -40°C a zahřátí až +60°C, při jiných hodnotách začíná měnit svůj původní tvar

4. Lineární smrštění ve formě je 0,4-0,8%

5. Dielektrická konstanta je od 2,4 do 2,6

6. Elektrická pevnost s frekvencí 50Hz – 20-23 kV/mm

7. Tepelná kapacita má hodnotu 34×10 3 J/kg*K

8. Elektrická síla je 50Hz

9. Tangenta úhlu pro dielektrické ztráty o frekvenci 1 MHz má hodnotu 3-4×10 -4

10. Tepelná odolnost může dosáhnout až 100 °C a hodnota teploty, při které se materiál začíná tavit, je ~240 °C

11. Materiál se nerozpouští v etherech, nižších alkoholech, alifatických uhlovodících, kyselině octové, vodě a fenolech, je odolný vůči minerálním a rostlinným olejům, roztokům solí

12. K rozpouštění dochází v uhlovodících (chlorovaných a aromatických), esterech, acetonu

Pro zlepšení kvalitativních charakteristik polystyrenu se kopolymeruje s různými vinylovými monomery. Důležité jsou také roubované a blokové kopolymery styrenu, které mají vysokou rázovou houževnatost. Provedení tohoto procesu se nazývá modifikace materiálu.

Způsoby výroby polystyrenu

Při výrobě se získávají 3 způsoby:

První způsob výroby je emulzní metoda (ESP), která zahrnuje provádění procesu značnou rychlostí při poměrně mírné teplotě. K výrobě polystyrenu tímto způsobem je zapotřebí voda, regulátor, iniciátor polymeračního procesu a emulgátor. Samotný proces polymerace se provádí při teplotách od +1 °C do +85 °C a končí, když zbývá méně než 95 % volného styrenu. Emulzní metoda umožňuje, aby výstupem byl vysokomolekulární polymer, ale materiál nakonec nebude „čistý“, ale bude mít nažloutlý odstín kvůli tomu, že není možné úplně odstranit všechny cizí vměstky.

Suspenzní metoda (SSM) se používá pro výrobu pěnového polystyrenu a kopolymerů. Tato metoda se provádí v reaktorech s topným pláštěm a za kontinuálního míchání za použití složek jako je iniciátor polymeračního procesu (používá se peroxid benzenu, hydroperoxid kumenu atd.), stabilizátor a emulze. Teplota se během procesu postupně zvyšuje (až do +120°C) a polymerační proces trvá 12-15 hodin V důsledku tepelné expozice se získá suspenze. Z něj se oddělením heterogenních systémů získá požadovaná látka, která se promyje a suší.

Za nejúčinnější metodu je považována bloková metoda (BMP), která zajišťuje výrobu polymerní látky s vysokou molekulovou hmotností a téměř bez zbytkového monomeru. Výroby tímto způsobem lze dosáhnout tepelně iniciovanou blokovou polymerací za použití dvou nebo tří kolonových reaktorů vybavených mechanickými míchacími zařízeními a zapojenými do série. Polymerační proces se provádí v několika stupních v benzenu. Teplota se během tohoto procesu zvýší na 200 °C. Polystyren vyrobený tímto způsobem se vyrábí ve formě jemného nebo hrubozrnného prášku a také ve formě granulí o velikosti maximálně 10-16 mm.

Srovnávací tabulka fyzikálních a mechanických vlastností polystyrenu získaných různými metodami

Index	Blocky	Emulze	Suspenze
Hustota, kg/m3	1050 – 1060	1050 – 1070	1050 – 1060
Napětí v tahu, MPa	39,2	39,2 – 44	41,1
Rázová houževnatost, kJ/m2	19,6 – 21,6	21,6	19,6 – 27,4
Prodloužení po přetržení, %	2,0	2,0	2,0
Tvrdost podle Brinella, MPa	137 – 157	137 – 196	137 – 157
Tepelná odolnost podle Vicata, °C	95-100	100-105	105
tangens dielektrické ztráty při 10 6 Hz	4-10-4	2 – 10 -4 – 3 – 10 -4	4-10-4
Dielektrická konstanta při 10 6 Hz	2,4-2,7	2,6	2,5-2,6
Obsah zbytkového monomeru, %	0,5 – 0,8	0,15-0,2	0,1-0,5
Absorpce vody za 24 hodin, %		0,07	0,01-0,02

Podle zamýšleného účelu existují 4 hlavní typy polystyrenu:

Polystyren, který patří k prvnímu typu, je nárazuvzdorný nebo modifikovaný, což je bezbarvý materiál, který lze natírat různými barvami. Tento plast má vlastnosti, jako je tavitelnost, vysoká pevnost, mrazuvzdornost a snadné opracování. Proto se tento materiál používá v tolika různých oblastech – od reklamního průmyslu až po stavebnictví. Je poměrně flexibilní a snadno zpracovatelný, kompatibilní s potravinářskými výrobky a je schopen odolávat teplotním výkyvům od -30 ° C do +70 ° C. Hlavní typy nárazuvzdorného polystyrenu:

1. Polystyren s velmi vysokou houževnatostí, s obsahem kaučuku od 10 % do 15 %, SHIPS – Polystyren s velmi vysokou houževnatostí

2. Vysoce houževnatý polystyren, obsahující styren od 92,5 % do 91 % a pryž od 7,5 % do 9 %, HIPS – HighImpactPolystyren

3. Středně houževnatý polystyren, obsahující styren od 96,5 % do 95 % a pryž od 3,5 % do 4,5 % pryže, MIPS – MiddleImpactPolystyren

Technické vlastnosti nárazuvzdorného polystyrenu

1. Modul pružnosti v tahu není menší než 1800 MPa

2. Pevnost v ohybu je minimálně 35 MPa

3. Lesk pod úhlem 60° je minimálně 100

4. Pevnost v tahu není menší než 21 MPa

5. Modul pružnosti je minimálně 50 MPa

6. Tažnost je alespoň 45 %

Univerzální polystyren je transparentní materiál, který je křehký a křehký, snadno se deformuje v důsledku drobných řezů nebo nárazů. Pokud jej porovnáme s nárazuvzdorným polystyrenem, má tento polystyren menší pružnost a pružnost. Vyrábí se metodou kaše a bloků a používá se k výrobě produktů pomocí různých metod tepelného lisování. Možnosti použití tohoto polymeru jsou omezeny jeho zvýšenou citlivostí na UV záření, ale zároveň vysoká průhlednost materiálu umožňuje jeho použití jako cenově dostupnější obdobu plexiskla.

Tento typ polystyrenu se používá při výrobě: kufrů na vybavení, hraček, vnitřních obložení mrazicích zařízení, spotřebního zboží, nádob na potraviny, tácků na vejce, tácků na maso, polystyrenových desek, kancelářských potřeb, obalů na domácí spotřebiče a elektroniku, světelných difuzérů.

Technické vlastnosti polystyrénu pro všeobecné použití

1. Modul v tahu se pohybuje od 2850MPa do 2930MPa

2. Pevnost v ohybu se pohybuje od 80MPa do 104MPa

3. Hranice křehkosti je mezi 60°C a 70°C

4. Konečná pevnost v tahu – 3 %

5. Maximální provozní teplota je 75°C až 105°C

6. Skelný přechod se pohybuje od 80°C do 113°C

7. Hustota se pohybuje od 1,04 g/cm3 do 1,06 g/cm3

Extrudovaný polystyren se vyrábí vytlačováním a dodává se v průhledných, barevných nebo mléčných tabulích. Tento materiál se používá pro dlouhodobý provoz za stálého vystavení UV záření. Rozsah použití je poměrně široký. Tento typ polystyrenu se používá při výrobě kování, dveří, fólií, okenních skel, příček, obalů na CD/DVD, rakví, jednorázového nádobí, zdravotnických výrobků a technických výrobků. Extrudovaný polystyren je také univerzálním stavebním materiálem pro snadnou instalaci, odolnost proti vlhkosti, chemickým vlivům a plísním.

Technické vlastnosti extrudovaného polystyrenu

1. Modul pružnosti se pohybuje od 3200 MPa do 3500 MPa

2. Pevnost v ohybu se pohybuje od 75MPa do 80MPa

3. Pevnost v tahu se pohybuje od 45MPa do 55MPa

4. Koeficient lineární roztažnosti je 8×10-5 1/0°C

5. Průhlednost – 90 %

7. Rázová houževnatost – 14 kJ/m2

Tento typ polystyrenu se používá ke zvýšení tepelné izolace stěn, podlah, střech a dalších konstrukcí.

Technické vlastnosti pěnového polystyrenu:

1. Hustota v kilogramech na metr krychlový (měrná hmotnost v kilonewtonech na metr krychlový) – 11-35 (107,8-345).

2. Mez pevnosti v ohybu v megapascalech – 0,05-0,17.

3. Pevnost v tlaku v megapascalech (při 10,0 % lineární deformace) – 0,05-0,16.

4. Obsah vlhkosti materiálu při dodání nepřesahuje 1,0 %.

5. Absorpce vody není větší než 1,0 % za 24,0 hodin v přímém kontaktu s vodou.

6. Doba hoření na čerstvém vzduchu nepřesáhne 3,0 sekundy.

7. Součinitel tepelné vodivosti při okolní teplotě +25±5°C byl v rozmezí 0,033-0,037.

Tento typ polystyrenu má širokou škálu aplikací, mezi nimiž je třeba zdůraznit následující:

— výroba stavebních desek (tepelná a zvuková izolace);

— výroba svetrů s různými pojivy;

— izolace potrubí pro různé účely;

— výroba stropních desek;

— výroba technického, potravinářského balení, jednorázového nádobí.

Polystyrén rozptylující světlo

Materiál byl vyvinut speciálně pro výrobu světelné reklamy. Má ideální vlastnosti pro rozptyl světla. Na rozdíl od plexiskla má pouze vnější lesklý povrch. Díky UV stabilizačním přísadám odráží přímé sluneční záření. Používá se pro výrobu svítidel, objemových písmen s podsvícením, světelných boxů při výrobě interiérové ​​a venkovní reklamy.

Polystyrenové značení

Ve světě se používají následující typické zkratky:

1. Polystyren – PS (PS)

2. Univerzální polystyren – GPPS (PSE, PSS nebo PSM – značení závisí na způsobu získání materiálu)

3. Středně houževnatý polystyren – MIPS

4. Nárazuvzdorný polystyren – HIPS (UPS, UPM)

5. Expandovatelný polystyren – EPS (PSV)

Zkratka MIPS se používá poměrně zřídka.

Oblasti použití polystyrenu

Pro své výjimečné vlastnosti se polystyren používá:

– v domácnosti a hospodářské sféře na výrobu dětských hraček, kyblíčků, obalových materiálů, nádob, papírenského zboží, kuchyňských potřeb apod.;

— ve stavebnictví je nezbytný při výrobě prvků pohlcujících zvuk, stropních panelů a tepelné izolace budov. Tento materiál se také používá při výrobě dekorativních předmětů, úpravách obytných prostor, při stavbě skleníků atd.;

— pro lékařské vybavení a nástroje, včetně různých laboratorních zařízení a jednorázových nástrojů, které jsou vyrobeny z matných druhů polymerů;

— distribuce v osvětlovacím průmyslu (výroba kondenzátorových fólií, antén, kabelů) je způsobena vynikajícími dielektrickými vlastnostmi polystyrenu;

– ve vojenských záležitostech je polystyren součástí některých typů napalmu;

— v zemědělství při výrobě nádob na skladování zeleniny, skleníků, zemědělského nářadí atd.

— styrenové kopolymery s vysokou tvrdostí se používají v oblastech, kde je pro výrobu nárazuvzdorných výrobků vyžadován plast.

Polystyren je vysoce kvalitní a zároveň cenově dostupný materiál, který má vynikající odolnost proti vlhkosti, chemickou odolnost, vynikající tepelnou izolaci a další vlastnosti. Široké použití tohoto materiálu v různých oblastech lidského života je způsobeno jeho nízkou cenou a ekologickou bezpečností. Zatím nemá obdoby, které by jej dokázaly zcela nahradit. Podobné materiály buď stojí mnohem více, nebo mají horší výkonové vlastnosti. Polystyren bude s největší pravděpodobností dlouho žádaný jak v Rusku, tak v zahraničí.