Какие у полистирола недостатки ограничивающие его применение

Недостатки полистирола как утеплителя в строительстве

Тип утеплителя и его основные показатели (плотность, огне- и влагостойкость, паропроницаемость, теплопроводность, прочность, толщина и др.) устанавливаются проектом на основании теплотехнических расчетов, нормативов требуемого термосопротивления ограждающих конструкций для конкретного региона, материала и фактического состояния наружных ограждающих конструкций зданий, требований экологии и пожарной безопастности.

В качестве теплоизоляции используются как волокнистые (минераловатные и стекловолокнистые) утеплители, так и плиты из гранулированного или экструдированного пенополистирола.
Утеплитель — одно из самых слабых звеньев в строительстве, поскольку их срок жизни намного меньше других материалов ограждающих конструкций.
Минеральные утеплители практически не имеют ограничений. Однако за счет дороговизны используются реже. Многие минераловатные плиты впитывают в себя большое количество влаги, за счет чего утеплитель перестает выполнять свои основные функции.

Большую популярность при устройстве теплоизоляции в нашей стране имеет пенополистирол. За счет невысокой стоимости, влагостойкости, низкой теплопроводности, малого веса этот материал очень широко применяется в строительстве. Более подходящим является экструдированный пенополистирол, отличающийся более высоким качеством за счет гомогенной структуры (отсутствие гранул и межзерновых пустот). Однако полистирол имеет ряд огромных недостатков и на практике изучен весьма слабо. Кроме того, многие заявленные производителями показатели оказываются существенно завышенными. Согласно последним российским исследованиям, в частности, срок жизни пенополистирола составляет 10 лет, после чего он начинает постепенно разрушаться. Иногда утепление с этим материалом приходят в неудовлетворительное состояние через 6-8 лет. Хотя главное требование к теплоизоляционному материалу — срок службы утеплителя должен быть соизмерим со сроком службы объекта, в котором он применяется.(Согласно отечественным новым строительным нормам он должен составлять не менее 25 лет).
Экспериментально также установлено, что влага и отрицательные температуры существенным образом ухудшают структуру пор пенополистирола и его теплозащитные свойства. В отличие от минеральной ваты, пенополистирол требует идеально ровной и гладкой поверхности подосновы.

За счет низкой паропроницаемости пенополистирола при отсутствии принудительной приточно-вытяжной вентиляции из-за скопления конденсата образуется плесень и грибок, происходит разрушение конструкций, ухудшается микроклимат в помещении.
Самый большой недостаток пенополистирола — горючесть и токсичность. Поэтому согласно действующим строительным и пожарным нормам их применение ограничено. Допустимо применение пенополистирольных плит при утеплении фасадов в зданиях и сооружениях до 9 этажей (за исключением лечебных заведений),а в городах, где имеется специальная техника для пожаротушения — выше 10 этажей. Однако только при условии выполнения изолирующих поясов из слоя негорючего (минераловатного) утеплителя.

Сейчас вносятся изменения в пожарные нормы: допускаться к применению будет пенополистирол только категории Г1 и Г2, соответственно запрещено использование категории Г3 и Г4. Кроме того, ограничена этажность использования пенополистирола до 26м (9 этажей).
К сведению: в Европе использование пенополистирола на фасадах ограничено домами не выше трех этажей.

Полистирол — виды и характеристики, преимущества и недостатки

Полистирол является одним из множества видов пластика, который в настоящий момент широко применяют не только в производстве товаров бытового назначения, но и в строительстве и даже в рекламе. Сам материал получают, применяя метод экструзии. Материал считается довольно хрупким, но если при его изготовлении в него ввести специальные добавки, то в итоге получается ударопрочный полистирол, который в международной маркировке обозначают HIPS.

Для нашего ресурса, полистирол интересен с точки зрения технологий производственных процессов, когда путем добавок и экструзии получается пенопласт. Пенопласт получают при воздействии пара на полистирол, он увеличивается в 20 -50 раз, и на 98% состоит из воздуха. и лишь 2% пластика. Полистирол в виде пенопласта находит различное применение во всех сферах жизнедеятельности, от одноразовой посуды, до утеплителя во внутренних и наружных стен сооружений. Нас заинтересовал материал, поэтому мы решили узнать, что такое полистирол и каким образом его лучше использовать на строительных площадках.

На сегодняшний день полистирол является довольно распространенным материалом, который широко применяют в строительстве. Одной из наиболее востребованных сфер применения материала – теплоизоляция фасадов зданий, которую выполняют при помощи специальных полистирольных плит. Данная плита представляет собой конструкцию из трех слоев, в состав которой входят два слоя полистиролбетона, между которыми располагается пенополистирольный слой. Листовой полистирол великолепно монтируется на фасад здания привычным методом за счет малой плотности (клей, специальные дюбеля).

Физические и химические свойства

Для полимера характерны следующие показатели:

• устойчивость к удлинению – 3%;
• прочность на изгибе – 103 МПа;
• предел прочности на растяжение – 55 МПа;
• теплопроводность – 0,16 Вт/мК;
• показатель преломления – 12,59;
• плотность – 1,05 г/см3.

Молекулярная масса вещества и способ производства влияют на физические свойства полимера. Прочность и температура, при которой вещество становится мягче, находятся в обратной зависимости от размера частиц полистирола.

Практически все виды полистирола хорошо горят Источник Exxxtreme-club.ru

Производители предлагают широкий выбор размеров готового листового полистирола: от 1200х1800 мм до 2050х3050 мм.

Технические характеристики

Полистирол получил широкое распространение, благодаря экологической безопасности, простоте механической обработки, доступной стоимости и высоким техническим и эксплуатационным свойствам:

• плотность полистирола — около 1100 кг/м3;
• удельный вес составляют 1,04-1,06 г/см3;
• термическая стойкость — в пределах 100°С;
• насыпная плотность гранул — 550 — 570 кг/м3;
• электрическая прочность — 50 Герц;
• ударная вязкость — от 30 до 70 кДж/м2;
• линейная усадка в форме — около 0,6%;
• высокая эластичность при нагревании;
• однородность материала в массе;
• стойкость к спиртосодержащим веществам, разбавленным щелочам, кислотам;
• устойчивость к радиоактивному излучению;
• долговечность.

Полистирол не пропускает ток, не впитывает влагу. Может использоваться в условиях пониженных температур, до -40°С. Начинает плавиться при температуре +240°С.

Термопластичный полимер легко растворяется в сложных эфирах, ацетоне, концентрированной азотной кислоте и ароматических углеводородах.

Несмотря на экологическую безопасность изделий из полистирола, при сильном нагревании или горении материал выделяет токсичные вещества.

Пожароопасные свойства

Полистирол является материалом, поддающимся горению. Кислородный индекс вещества достигает 19%. От сгорания не убережет даже оболочка из железобетона, обрамляющая стройматериал. Производители и продавцы полистирола обязаны сообщать покупателям тот факт, что приобретаемый продукт не относится к пожаробезопасным. Противопожарные службы относятся с повышенным вниманием к применению полистирола в строительных конструкциях.

Минусом вещества также считается способность выделять опасный токсичный газ, который выделяется при горении. Однако полимер не загорается сам по себе. Это происходит только под воздействием прямого огня.

Одно из основных назначение пенополистирола – утепление фундамента Источник Sdelatrykami.ru

Крупные производители, выпускающие полистирол, ведут разработку негорючей версии вещества. Добавки, снижающие дымообразование, и компоненты, обеспечивающие защиту от возгорания, значительно улучшают противопожарные характеристики полимера.

Переработка

Сам по себе полистирол не представляет опасности для окружающей среды, однако некоторые продукты, полученные на его основе, требуют особого обращения.

Отходы материала и его сополимеров накапливаются в виде изделий, вышедших из употребления, и промышленных отходов. Вторичное использование полистирольных пластиков, производится несколькими путями:

1. Утилизация промышленных отходов, которые были сильно загрязнены.
2. Переработка технологических отходов методами литья, экструзии и прессования.
3. Утилизация изношенных изделий.
4. Утилизация смешанных отходов.

Вторичное применение полистирола позволяет получить новые качественные изделия со старого сырья, не загрязняя при это окружающую среду. Одним из перспективных направлений переработки полимера является производство полистиролбетона, который применяется в строительстве зданий малой этажности.

Продукты разложения полимера, образующиеся при термодеструкции или термоокислительной деструкции, токсичны. В процессе переработки полимера путем частичной деструкции могут выделяться пары бензола, стирола, этилбензола, оксида углерода и толуола.

Область применения

Полистирол применяется в следующих сферах промышленности:

• Медицина. Легкий и прочный полимер пригоден для производства медоборудования. Расходники, одноразовые средства, устройства для переливания крови и лабораторные сосуды изготавливаются в больших количествах. Экологичность и безопасность позволяют производить из полистирола емкости, шприцы, трансфузионные системы и элементы для одноразового применения.
• Строительство. Проектирование и техническое обслуживание автомагистралей, а также сооружение других строительных объектов не обходится без использования полимеров. Материал применяют для отделки фасадов зданий, в том числе с целью создания звукоизоляционного слоя. Также из полистирола производят плитку для потолка, основы для клея и сэндвич-панели.
• Бытовая и электрическая техника. Принадлежность к диэлектрикам определила дальнейшее применение полистирола в изготовлении корпусной оболочки для бытовых приборов, пленочных конденсаторов, антенн и кабельной продукции.

Полистирол нашел свое применение в изготовлении стеновых материалов Источник Beton-house.com

• Бытовая сфера. Благодаря безопасному воздействию на человеческий организм, полистирол широко применим в повседневном быту. Он безвреден и не издает постороннего запаха, поэтому из пластика изготовляют канцелярские и детские товары, упаковочную продукцию, одноразовую посуду и элементы декора.
• Промышленная сфера. Без полистирола не обходится строительство отдельных элементов в области гражданской промышленности. К ним относятся сложные устройства, турбины, агрегаты, а также составные части при возведении зданий.
• Военно-промышленный комплекс. Горючесть полимера обусловила его использование в качестве зажигательной смеси при создании взрывных устройств. Строительство военных автомагистралей не обходится без прочного и легкого полистирола.
• Пищевая промышленность. На любой кухне сегодня присутствует пластик, из которого изготовлены корпуса бытовых электроприборов, элементы декора, жаропрочные прихватки, одноразовая посуда и упаковочный материал.

Где применяется?

Экструзионный пенополистирол применяется в различных областях благодаря своим положительным качествам и эксплуатационным характеристикам.

• Этот материал очень полезен при частном строительстве. С его помощью производят как внутреннее, так и внешнее утепление перекрытий домов. Кроме того, им можно утеплять крыши, линии коммуникаций и даже подвальные помещения. Зачастую к этому материалу обращаются по ходу гидроизоляционных работ.
• ЭППС – популярный материал в государственном промышленном строительстве. Он идеально подходит для качественной теплоизоляции различных строений, подземных помещений, а также различных магистральных линий.

• Полезен пенополистирол и при укладке автомобильных дорог или больших взлетно-посадочных полос.
• Используется ЭППС при выпуске холодильников и рефрижераторов.
• Экструдированный пенополистирол – замечательный материал, который довольно часто используют в строительстве зданий хозяйственного направления. К таковым относятся крупные овощехранилища, фермы, теплицы разных размеров, а также парники.

Для чего бы ни использовался этот популярный материал, его основным направлением останется утепление стеновых перекрытий, фундаментов и крыш.

Виды пенополистирола

В зависимости от внутреннего строения и технологии производства различают следующие виды материала:

• общего назначения (ПС);
• ударопрочный (УПМ);
• экструдированный (вспененный).

Общего назначения

Полимер, выпускаемый по ГОСТу 20282-86, имеет вид органического стекла. Процесс производства происходит суспензионным или блочным способом. Преимуществом полистирола общего назначения считается невосприимчивость к щелочным и кислотным веществам, а также принадлежность к диэлектрикам. Недостатком является недостаточная прочность. При помощи экструзии производятся два вида стройматериала:

• Рифленый плазгаль. Представляет из себя листы с поперечным сечением 1,7-3 мм. Рельеф на поверхности обеспечивает изменение направления движения солнечных лучей, что нашло своё применение при изготовлении предметов интерьера в области светотехники.
• Гладкий плазгаль. Выпускается в виде листов с относительно большой толщиной – 2-6 мм. Отличается устойчивостью к низким температурам воздуха, достигающим -40С, и способностью рассеивать свет. К недостаткам материала относится его хрупкость.

Полистирол нашел широкое применение в пищевой промышленности в качестве материала для изготовления одноразовой посуды Источник Z-plast.ru

Ударопрочный

Полистирол данного вида получают в результате синтеза стирола и синтетического каучука. Количество добавленного бутадиенового каучука влияет на устойчивость материала к повреждениям. Для изготовления полимера со средними прочностными характеристиками используют 4,5% примеси в составе, а сверхударопрочный полистирол получают при добавлении 10-15% каучука. Продукт отличается низкой температурой плавления и легкостью в обработке. Ударопрочный полимер безопасен для человеческого организма. Характеристики электропроводности и прочности материала не отличаются от обычного полистирола. Однако примесь каучука в составе сильно снижает светпропускаемость вещества.

Значительная часть ударопрочного полистирола представлено в виде цветного листового пластика, применяющегося в интерьерном декоре Источник Sc-52.ru

Как с ним работать?

В быту чаще всего приходится работать с листовым полистиролом, обрабатывать который можно как механически, так и термически. Формовать методом гибки, клеить, резать и сверлить можно как обыкновенную разновидность материала, так и ударопрочную. Для фрагментации листа толщиной менее 2 мм используется обыкновенный лобзик, тогда как более толстые листы получится взять болгаркой либо ручным инструментом. В условиях промышленной мастерской возможна резка лазером. Линия реза получается немного рваной, потому требует последующей обработки – ее проходят сначала напильником, а потом наждаком.

При необходимости проделать в листе отверстие используют дрель, для которой нужно сверло, созданное специально для сверления листового пластика. Если толщина листа невелика, при сверлении он может деформироваться вопреки желанию мастера – избежать такого развития событий можно, подложив под лист деревянный брусок. Формовка листа происходит либо по вакуумной методике, либо нагнетанием воздуха под большим давлением. Обработка любым из обозначенных способов предполагает значительный (до 160-200 градусов) нагрев материала.

Если говорить о матовом полистироле, то он может подвергаться еще такому виду обработки, как шлифование и полировка. Для этого используется шлифмашина, но ни в коем случае не с абразивным кругом – вместо него берут мягкий круг, на который наносится специальная паста для полировки. Если деталь небольшая, отполировать или зашлифовать ее можно и вручную.

Помимо прочего, на полистирольную поверхность можно наносить любые специальные покрытия – от металлического слоя до зеркальной пленки. По ней можно и печатать черным или цветным, любым из известных способов. При этом для защиты получившегося текста или изображения необходимо вскрыть поверхность лаком, ведь полимер не впитывает влагу.

Способы производства

От выбора метода изготовления зависят химические и физические характеристики пластмассы.

На листовой полистирол могут наноситься дополнительные слои, наделяющие его особенно потребительскими качествами Источник Bildsnab-yug.ru

Эмульсионный

Суть метода заключается в очищении стирола на начальном этапе от веществ, которые могут тормозить протекание реакции. Далее добавляют двуокись водорода и пероксидисульфат калия с целью создания полимера. Мыло и алкилсульфонаты в составе смеси обеспечивают образование эмульсии. Повышение температуры до 85-95С стимулирует химический процесс, во время которого образуется полимер. О завершении реакции говорит снижение объема винилбензола до уровня 0,5%.

Далее микроскопические частицы жидкости под действием добавленного хлорида натрия слипаются в более крупные частицы и просушиваются. В итоге полистирол имеет порошкообразный вид с частицами, диаметр которых не превышает 0,1 мм. Примесь щелочи в составе полимера обеспечивает желтоватый оттенок гранул. Добиться прозрачности материала эмульсионным методом невозможно. Данный метод считается устаревшим, поэтому практически не встречается при изготовлении полистирола.

При производстве полистирола применяются технически сложные реакторы-печи Источник Otoplenie-gid.ru

Суспензионный (ПСС)

Этот метод осуществляется по периодической схеме, в реакторе, оборудованном мешалкой и теплоотводящей рубашкой. Для подготовки стирола его суспензируют в химически чистой воде с помощью стабилизаторов эмульсии (поливиниловый спирт, полиметакрилат натрия, гидроксид магния), а также инициаторов полимеризации. Процесс полимеризации проходит под давлением, при постоянном повышении температуры, вплоть до 130 °С. В итоге получается суспензия, из которой первичный полистирол отделяют с помощью центрифугирования. После этого вещество промывают и высушивают. Этот метод также считается устаревшим. Он пригоден в основном для синтезирования сополимеров стирола. Его применяют в основном в производстве пенополистирола.

Видео описание

Утепление пола экструзионным пенополистиролом.

Блочный

Суть метода заключается в смешении винилбензола с бензоловой средой до состояния равномерного распределения частиц относительно друг друга. Перемешивание на начальном этапе происходит при температуре 90С, второй этап подразумевает повышение температуры до 220С. Блочное формирование завершают при остаточном значении стирола, который не превратился в полистирол, в 15%. Дальнейшее вакуумирование избавляет смесь от неполимеризованного винилбензола.

На сегодняшний день блочный метод считается наиболее востребованным при производстве полистирола ввиду получения качественного материала. Полимер имеет высокую чистоту и прочность. Достоинствами данного метода считаются максимальная безотходность и рентабельность производственного процесса.

Преимущества материала

Химические и физические характеристики полистирола обеспечили конкурентоспособность материала среди схожих полимеров. К преимуществам термопласта относятся:

• Химическая устойчивость к воздействию разбавленными кислотами и веществами, содержащими спирт.
• Легкость отделочных работ. Полистирол без труда поддается обработке, распилу, фрезеровочным процессам, сверлению отверстий.
• Простота изменения модификаций. Благодаря небольшому весу и поперечному сечению, можно склеивать листы материала с использованием ультразвука, термосварки и полимерных составов.
• Влагоустойчивость и невосприимчивость к грибкам.
• Экологичность использования.
• Стойкость к воздействию окружающей среды. Материал сохраняет изначальный внешний вид на протяжении долгого времени.
• Разнообразие цветовых решений с предложенными примерами упрощает выбор нужного материала.

Благодаря прочной и упорядоченной кристаллической решетке полистиролу может придаваться любая форма без потери его потребительских качеств Источник Santex.market
К недостаткам полистирола можно отнести его уязвимость к растворителям органического происхождения и техническим маслам, под воздействием которых он быстро разрушается.

Низкая стоимость и большой ассортимент продукции позволяет сэкономить средства на покупке стройматериалов, а также получить в итоге качественный и эстетичный результат.

Отличие полистирола от пенопласта

Экструдированный полистирол и пенопласт являются родственными материалами. В процессе производства пар увеличивает гранулы материала, которые разбухают и соединяются. Нагревание и продавливание полимера через экструдер образуют пенополистирол, который практически не отличается от пенопласта по своим химическим свойствам. Основное различие — плотность итогового материала.

Полистирол крайне неустойчив к органическим кислотам и техническим маслам Источник Strojdvor.ru

Какие полы выбрать?

Самое главное в устройстве наливных полов – это правильное определение требований к полам и вытекающий отсюда правильный выбор наливного пола.

Компания ПрофиПол Групп предлагает Вам все необходимые материалы для того, чтобы сделать наливные полы. Предлагаемые материалы для устройства наливных полов (полиуретановые полы, эпоксидные полы) позволяют удовлетворить любые эксплуатационные требования. Выбрать наливной пол Вам помогут разделы нашего сайта, где представлена подробная информация о наливных полах (как сделать наливной пол своими руками, описание технологии устройства пола, выбор наливного пола и др.). Мы просим Вас позвонить или написать нам. Специалисты Компании ПрофиПол Групп помогут Вам подобрать наливное покрытие для пола на основании Вашего технологического задания и всегда проконсультируют по вопросам устройства и выбора покрытия. Внимание. Не выполняем работы в квартирах и жилых помещениях. Работы на действующих производствах и складах только по договоренности. Заказ работ по обустройству пола тел. 8-495-227-78-10

Полистирол — виды и характеристики, преимущества и недостатки

Полистирол получил широкое распространение, благодаря экологической безопасности, простоте механической обработки, доступной стоимости и высоким техническим и эксплуатационным свойствам:

• плотность полистирола — около 1100 кг/м3;
• удельный вес составляют 1,04-1,06 г/см3;
• термическая стойкость — в пределах 100°С;
• насыпная плотность гранул — 550 — 570 кг/м3;
• электрическая прочность — 50 Герц;
• ударная вязкость — от 30 до 70 кДж/м2;
• линейная усадка в форме — около 0,6%;
• высокая эластичность при нагревании;
• однородность материала в массе;
• стойкость к спиртосодержащим веществам, разбавленным щелочам, кислотам;
• устойчивость к радиоактивному излучению;
• долговечность.

Полистирол не пропускает ток, не впитывает влагу. Может использоваться в условиях пониженных температур, до -40°С. Начинает плавиться при температуре +240°С.

Термопластичный полимер легко растворяется в сложных эфирах, ацетоне, концентрированной азотной кислоте и ароматических углеводородах.

Несмотря на экологическую безопасность изделий из полистирола, при сильном нагревании или горении материал выделяет токсичные вещества.

Теплофизические свойства полистиролов:

Полистирол	Теплопроводность, λ, Вт/(м*К)	Теплоемкость, с, кДж/(кг*К)	Температуропроводность, a*107, м2/с	Средний КЛР (β*105),К-1
ПС	0,09-0,14	1,16-1,3	0,94	6-7
АБС	0,12	1,24	0,9	8-10

По назначению полистиролы подразделяются на три основных вида:

• общего назначения;
• ударопрочный;
• экструдированный.

Полистирол общего назначения

Твердый прозрачный материал, получается методом суспензионной полимеризации, или непрерывной полимеризации стирола в массе. Выпускается в виде прозрачных гранул. Отличается хрупкостью и жесткостью.

Подходит для изготовления изделий, не имеющих повышенных требований к механической прочности.

Материал устойчив к влаге, радиации и различным агрессивным воздействиям. Является отличным диэлектриком.

Боится прямых солнечных лучей. Растворяется в ацетоне. Подвержен воздействию технических масел и органических растворителей.

Применяется для производства детских игрушек, рекламных вывесок, одноразовых изделий медицинского назначения, внутренних отделочных и интерьерных работ, внутреннего остекления.

Полистирол ударопрочный

Модифицированный материал, созданный путем сополимеризации стирола с акрилонитрилом, бутадиеновыми, бутадион-стирольными привитыми каучуками и другими полимерами. Выпускается в виде стабилизированных окрашенных и неокрашенных однородных гранул.

Присутствие в составе продукта каучука повышает механическую прочность и замедляет образование микротрещин.

Эксплуатационные показатели зависят от пропорций каучука и стирола в массе полистирола:

• средняя ударная прочность (MIPS – MiddleImpactPolystyrene) — 3,5-4,5% каучука;
• высокая ударная прочность (HIPS – HighImpactPolystyrene) — 7,5-9% каучука;
• сверхударопрочный (SHIPS – Super High Impact Polystyrene) — 10-15% каучука.

Ударопрочный непрозрачный полистирол — наиболее востребованный полимер, используемый в строительстве, машиностроении, бытовой сфере и рекламной отрасли.

Перерабатывается в термопластавтоматах методом литья под давлением или в экструдерах — вакуумным формованием или пневмоформованием.

Светорассеивающий полистирол

Материал разработан специально для изготовления световой рекламы. Обладает идеальными светорассеивающими свойствами. В отличие от оргстекла, имеет только наружную глянцевую поверхность. Благодаря УФ-стабилизирующим добавкам, материал отражает прямые солнечные лучи.

Используется для изготовления светильников, объемных букв с подсветкой, световых коробов при изготовлении интерьерной и наружной рекламы.

Полистирол экструдированный

Легкий синтетический материал изготавливается методом экструзии из полимеризованного стирола.

Экологически безвреден и не токсичен. Легко режется и обрабатывается, прост в монтаже.

Обладает прекрасными теплоизоляционными и звукоизоляционными свойствами. Влагостоек, не восприимчив к плесени и грибку. Устойчив к химическим воздействиям.

Широко применяется в строительстве для утепления и звукоизоляции наружных ограждающих конструкций зданий, в качестве декоративного отделочного материала. Подходит для использования как внутри, так и снаружи помещений.

Вспененный полистирол используют в качестве наполнителя при изготовлении полистирол-бетонных блоков. Этот строительный материал отличаются хорошими тепло- и звукоизоляционными свойствами, долговечностью и экологической безопасностью.

Поверхность полистирола может быть матовой, глянцевой, тисненой или гладкой.

Сравнительные характеристики видов полистирола:

Характеристики	Виды полистирола
	Общего назначения	Ударопрочный	Экструдированный
Плотностькг/м3	1050	1060	1040
Напряжение (МПа) разрушающее при:
— изгибе	50 — 60	55 — 60	60 — 87
— сжатии	80-100	80-100	46-80
— растяжении	35-40	27-56	36-60
Удлинение при разрыве %	1-1,5%	1-2%	1-3%
Теплостойкость °С	60 — 70	65 — 80	85 — 90
Ударная вязкость кДж/м2	12-20	40-50	80-100

Нагревание полистирола выше 90°С приводит к снижению технических характеристик.

Блочный (ПСМ)

Получение полистирола общего назначения в рамках этого метода можно проводить по двум схемам: полной и неполной конверсии. Термическая полимеризация по непрерывной схеме осуществляется на системе, состоящей из 2-3 последовательно соединенных колонных аппаратов-реакторов, каждый из которых оборудован мешалкой. Реакцию проводят постадийно, увеличивая температуру с 80 до 220 °С. Когда степень превращения стирола доходит до 80-90 %, процесс прекращается. При методе неполной конверсии степень полимеризации достигает 50-60 %. Остатки непрореагировавшего стирола-мономера удаляют из расплава путем вакуумирования, доводя его содержание до 0,01-0,05 %. Полученный блочным методом полистирол отличается высокой стабильностью и чистотой. Эта технология является наиболее эффективной, в том числе и потому, что практически не имеет отходов.

Достоинства и недостатки

Полистирол экологичен и безопасен для окружающей среды. Не пахнет и не выделяет токсичных веществ. Может использоваться в жилых помещениях и на пищевых производствах. Поддается вакуумному формованию и термоформированию.

Обладает рядом преимуществ перед другими полимерами:

• стойкость к кислотам, щелочам, спиртосодержащим составам;
• доступная цена;
• отсутствие запаха;
• простота обработки.

На листы полистирола легко нанести офсетную и трафаретную печать или пленочную аппликацию.

Материал безопасен для здоровья и может использоваться для изготовления пищевых контейнеров, одноразовой посуды и детских игрушек.

Важным преимуществом полистирола является возможность вторичной переработки.

Материал достаточно гибок, но при излишнем сгибании пластик белеет и может трескаться.

Кроме того, к недостаткам полистирола относится:

• долгий процесс разложения при утилизации;
• легкая воспламеняемость;
• хрупкость.

Полимер быстро разрушается под действием ультрафиолета.

Полистирол является сильно горючим материалом. Горит коптящим пламенем, однако имеет способность к самозатуханию.

Переработка

Сам по себе полистирол не представляет опасности для окружающей среды, однако некоторые продукты, полученные на его основе, требуют особого обращения.

Отходы материала и его сополимеров накапливаются в виде изделий, вышедших из употребления, и промышленных отходов. Вторичное использование полистирольных пластиков, производится несколькими путями:

1. Утилизация промышленных отходов, которые были сильно загрязнены.
2. Переработка технологических отходов методами литья, экструзии и прессования.
3. Утилизация изношенных изделий.
4. Утилизация смешанных отходов.

Вторичное применение полистирола позволяет получить новые качественные изделия со старого сырья, не загрязняя при это окружающую среду. Одним из перспективных направлений переработки полимера является производство полистиролбетона, который применяется в строительстве зданий малой этажности.

Продукты разложения полимера, образующиеся при термодеструкции или термоокислительной деструкции, токсичны. В процессе переработки полимера путем частичной деструкции могут выделяться пары бензола, стирола, этилбензола, оксида углерода и толуола.

Сфера применения

Благодаря множеству преимуществ перед другими полимерными материалами, полистирол востребован в различных сферах:

Рекламная индустрия. Изготовление вывесок, трафаретов, информационных табличек, указателей, световых коробов, рекламных щитов, объемных букв.

Кроме того, из полистирола изготавливаются детские игрушки, пластиковые карты, канцтовары, рассеиватели светильников.

Ударопрочные модификации полистирола используют для создания корпусов телевизоров и компьютеров, приборов радиоэлектроники, деталей холодильников и другой бытовой техники.

Полистирол добавляется в качестве наполнителя в бетон при изготовлении полистирол-бетонных блоков.

Материал для обустройства теплого пола

Полы с подогревом в последнее время используются все чаще. Чтобы они нормально функционировали, необходимо делать теплоизоляционный слой. Для этих целей отлично подходит экструдированный полистирол для теплого пола с плотностью 30-40 кг/м3. Наличие такого материала позволяет предотвратить потери тепла, вырабатываемого отопительными панелями.

Уместно сказать, что толщину материала подбирают индивидуально. Если рекомендовано брать полистирол с плотностью 30-40 кг/м3, то такой и нужно использовать.

Обустраивая систему водяного теплого пола над помещениями, которые не отапливаются, важно знать, что оптимальная толщина утеплителя для теплого пола должна быть не меньше 100 мм. Это касается и при обустройстве пола по грунту.

Производство полистирола

Сырьем для полистирола служит продукт нефтесинтеза— стирол.

Для производства полистирола используются несколько методов.

Основные из них:

1. Блочный — наиболее популярный и эффективный способ получения полистирола. Процесс производства осуществляется путем термической полимеризации сополимеров в массе, при температуре 200°С. В процессе производства в полистирол вводятся стабилизаторы, антипирены, красители и прочие модифицирующие добавки.Блочный метод применяется в настоящее время на большинстве химических заводов. Обеспечивает получение качественного сырья с высокой молекулярной массой.
2. Суспензионный— применяется в основном при изготовлении пенополистирола. Метод основан на нагревании и непрерывном смешивании перекиси бензола, гидроперекиси кумола, стабилизаторов и эмульсий под давлением, при температуре до 120°С.Весь цикл полимеризации происходит в течение 12-15 часов в специальных реакторах с нагревающим модулем.
3. Эмульсионный метод основан на полимеризации стирола в щелочном растворе. Реакция происходит под действием водорастворимых соединений двуокиси водорода или персульфата калия, при умеренном температурном режиме, в диапазоне от 85 до 95°С. В результате получается мелкодисперсная масса с размерами частиц до 0,1 мм. Материал имеет желтоватый оттенок, из-за невозможного удаления посторонних включений. Метод не получил такого распространения, как блочный или суспензионный из-за низкого качества производимого полимера.

Изделия из полистирола изготавливают путем переработки гранул полистирола в термопластавтоматах под давлением или методом экструзии при температуре 190-240°С.

Сам по себе полистирол — довольно хрупкий материал. Для улучшения технических характеристик, полистирол смешивают с различными модифицирующими полимерами, бутадиеновым и бутадиен-стирольным каучуком, подвергают сшиванию, получая при этом сополимеры стирола. При такой обработке полистирол становиться значительно прочнее, но теряет свою прозрачность. Ударопрочные модификации полимеров, маркируемые аббревиатурой HIPS (High Impact PolyStyrene).

При производстве листов или изделий полистирол может окрашиваться в массе путем добавления концентрированных пигментов.

Производство полистирола является безотходным. Все обрезки, отходы механической обработки или отслужившие свой срок изделия измельчаются и отправляются на переработку.

При обработке полистирола электрическими разрядами (коронировании) на поверхности происходит реакция окисления, которая делает материал пригодным для печати на его поверхности полиграфическими красками.

Возможно вас заинтересует:

Листовой полистирол	Толщина, мм	Стоиомость листа
ORANGE 137 UV глянец/мат HIPS GEBAU	2	от 3579 руб
Цветной UV гл/мат HIPS GEBAU	1	от 13910 руб
Опал 563/141 гл/мгл HIPS GEBAU	4	от 6705 руб
Опал 563/141 глянец/мгл HIPS GEBAU	3	от 5028 руб
Опал 563 /141 гл/мгл HIPS GEBAU	1,5	от 2527 руб
Опал 563/141 гл/мгл HIPS GEBAU 2,00х3,00	1	от 1736 руб
Белый UV глянец/мат HIPS GEBAU	5	от 8086 руб
Белый UV глянец/мат HIPS GEBAU	4	от 6468 руб
Белый UV гл/мат HIPS GEBAU	2	от 3234 руб
Белый UV гл/мат HIPS GEBAU	1	от 5002 руб

Показатели пожароопасности полистиролов:

Полистиро	Температура, С		Теплота сгорания
Тв	Тсв	МДж/кг
Полистирол ПС	345	490	39-41

Особенности горения полистирола и ударопрочного полистирола:Поведение пламени: Вспыхивает при поджигании, горит легко. Горит и после удаления из пламени. Окраска пламени: Оранжево-желтое, светящееся. Характер горения: Горит с образованием большого количества копоти, плавится. Запах : Сладковатый цветочный с оттенком запаха бензола. Запах корицы, если уколоть раскаленной иглой. Сладковатый запах стирола.

Способы обработки

Листы полистирола могут обрабатываться теми же инструментами, что и дерево или металл:

• лазерная резка для изготовления элементов сложной конфигурации и букв;
• термоформовка при нагревании промышленным феном или на специальных формовочных машинах;
• сгибание при помощи термоструны;
• ручная или механическая резка ножовками, болгарками или циркулярными пилами;
• высечка с помощью трафаретов.

Тонкие листы легко режутся канцелярским ножом.

Для обработки края полимера используются рубанки, рашпили, напильники, шаберы.

При изготовлении сложных рельефных фигур, объемных букв, барельефов используется вакуумная резка, термическая или вакуумная формовка.

Полистирол сваривается ультразвуком, горячим воздухом или с помощью нагревательных элементов при температуре 200-250°С. Хорошо склеивается клеем на основе ПВХ, неопрена или цианакрилата.

Материал легко сверлится. Окрашивается в массе при изготовлении. Растворяется в ацетоне, хлорированных и ароматических углеводородах, сложных эфирах.

Поверхности изделий могут подвергаться металлизации или оклеиваться зеркальной пленкой. На поверхность полистирола легко наносится трафаретная, шелкографическая или офсетная печать.

Полистирол: что это за материал

Полистирол — это жесткий и прочный материал, который используют в строительстве, мебельной промышленности, рекламной индустрии и других сферах производства. Изделия из полистирола получаются крепкими, но при этом легкими.
Далее мы рассмотрим основные свойства, разновидности, способы изготовления и сферу применения данного материала.

Физические характеристики полистирола

Полистирол стал популярным благодаря высокой прочности и надежности. Основные физические характеристики материала:

• Плотность: 1040-1100 кг/м3
• Насыпная плотность (для гранул): 550-570 кг/м3
• Удельный вес: 1.04-1.06 г/см3
• Ударная вязкость: 30-70 кДж/м2
• Прочность на изгиб: 50-87 МПа
• Прочность при сжатии: 46-100 МПа
• Прочность при растяжении: 35-60 МПа
• Электрическая прочность: 50 Гц
• Линейная усадка в форме: 0,6%

У материала нет запаха Однородный массив не впитывает влагу и не проводит электрический ток. Долговечный пластик выдержит даже радиоактивное излучение. Но его прочность уменьшается при охлаждении до -40°С и при нагревании до 60-90°С.

Полистирол относится к группе термопластов. Так называются твердые материалы, которые после нагрева становятся высокоэластичными или вязкотекучими. При высокой температуре полистирол меняет форму и свойства, он плавится при температуре 240°С.

Полистирол как диэлектрик плохо проводит электрический ток. Поверхность материала реагирует на разряд тока. Обработка пластика электрическими разрядами называется коронированием, она вызывает реакцию окисления. На окислившиеся участки можно наносить краски для полиграфии.

Химические свойства

Материал не разрушается от контакта с кислотами, разбавленных щелочами, спиртосодержащими веществами. Но его можно растворить в ацетоне, сложных эфирах, ароматических углеводородах и концентрированной азотной кислоте. В этих веществах он легко растворяется, как кубик сахара в стакане воды.

Разновидности полистирола

Меняя условия реакции полимеризации, можно получить несколько видов полистирола. Свойства вещества зависят от формулы полученных макромолекул и определяют область его применения.

✍ Общего назначения

Под названием «полистирол» обычно понимают состав общего назначения. Его получают методом непрерывной полимеризации винилбензола в массе. Существует и другой способ его получения, это суспензионная полимеризация. В результате любой реакции получаются прозрачные гранулы пластика.

Состав общего назначения по крепости уступает ударопрочному полистиролу. Из него производят вещи, которые не будут испытывать сильные механические нагрузки:

• рекламные вывески;
• пищевые контейнеры;
• игрушки для детей;
• медицинские изделия;
• внутреннее остекление;
• утеплитель (пеноплекс).

Материал широко применяется в отделочных и интерьерных работах. Он выдерживает действие многих агрессивных веществ, но растворяется в ацетоне, технических маслах или органических растворителях.

✍ Ударопрочный

Для изготовления ударопрочного полистирола применяют акрилонитрил, бутадиеновый каучук, бутадион-стирольный каучук и другие полимеры. Реакция, для которой нужно несколько простых веществ, называется реакцией сополимеризации (совместной полимеризации).

Присутствие мономеров каучука в составе макромолекулы увеличивает прочность полистирола. В результате сополимеризации получаются однородные гранулы, прозрачные или окрашенные. Чем выше прочность материала, тем меньше будет его прозрачность.

Ударопрочность зависит от содержания каучука в составе:

• Средняя прочность: 3,5-4,5%.
• Высокая прочность: 7,5-9,0%.
• Сверхударопрочный материал: 10-15%.

Ударопрочный полистирол применяется в машиностроении, строительстве, рекламной сфере. Он используется для производства бытовых товаров. Для переработки прочного материала требуется большее количество энергии.

✍ Светорассеивающий

Светорассеивающий материал изобретен специально для монтажа световой рекламы. В состав материала входят УФ-стабилизирующие добавки. Благодаря этим добавкам полистирол отражает прямые солнечные лучи. Одна поверхность листового материала глянцевая, а другая матовая.

У этого материала идеальные светорассеивающие свойства. Из него производят объемные буквы с подсветкой, световые короба, светильники. Он широко применяется для изготовления наружной световой рекламы. Большая часть рекламы, которую вы видите на улицах с наступлением вечера, сделана из светорассеивающего полистирола.

✍ Экструдированный

Материал изготавливается из полимеризованного стирола с помощью экструзии. Эта технология основана на продавливание расплавленной массы через формирующее отверстие. В результате получается прочный, но достаточно гибкий материал.

Экструдированный полистирол легко режется инструментами. Из него изготавливают плиты для отделки зданий. Панели из экструдированного пластика обеспечивают хорошую теплоизоляцию и шумоизоляцию комнат. Можно монтировать их как снаружи, так и внутри помещений. Поверхность плит может быть глянцевой или матовой, гладкой или тисненой.

Материал устойчив к воздействию агрессивных веществ. Пластик не разрушается от влажности, в нем не заведется грибок или плесень. Но материал боится прямых солнечных лучей. Под солнцем он медленно разрушается. При утеплении дома плитами пеноплекса обязательно нужно защитить их от солнечных лучей.

✍ Вспененный

Вспененный полистирол или пенополистирол используется для утепления и шумоизоляции домов. Он применяется и как наполнитель для полистиролбетонных блоков. ПБС блоки являются одним из востребованных материалов для строительства домов.

Пенополистирол получается при заполнении гранул полистирола природным газом. Эта реакция проходит при нагреве. Гранулы увеличиваются в объеме в 30-50 раз и спекаются в единую массу. В сырье часто добавляют пластификаторы для повышения пластичности материала, антипирены для защиты от возгорания, антипирены и другие наполнители.

Как изготавливают полистирол

Есть несколько технологий получения полистирола. Все они основаны на полимеризации стирола, или, как его еще называют, винилбензола. На производстве в сырье вносят добавки, усиливающие пластичность и ударопрочность материала. От состава и соотношения добавок зависит, какой вид полистирола получится в результате химической реакции.

✍ Эмульсионная технология

Полистирол можно получить методом полимеризации стирола при 85-95°С в щелочном растворе. Для протекания реакции требуется вода, стирол, эмульгатор и вещество, запускающее реакцию полимеризации. В результате получается пластик с высокой молекулярной массой. Эмульсионная технология менее распространена, чем другие способы проведения реакций.

✍ Суспензионная технология

Суспензионный метод используют для выпуска пенополистирола и сополимеров. Полимеризация протекает под сильным давлением, температура в процессе медленно повышается. В результате получается суспензия — вещество, где твердые частицы находятся во взвешенном состоянии. Их отделяют от общей массы с помощью центрифугирования. При вращении в центрифуге фракции разделяются под действием центробежных сил.

✍ Блочная технология

Большинство фабрик используют блочную методику как наиболее современную. Полимеризация стирола в массе протекает в несколько этапов с медленным нагреванием до 200-230°С. Процесс происходит без перемешивания в аппаратах колонного типа. В результате получается пластик с низкой молекулярной массой.

Что производят из полистирола

Полистирол широко используется в разных областях промышленности. Давайте посмотрим, где он применяется, и что из него изготавливают.

• Рекламная индустрия: вывески, таблички, трафареты, объемные буквы, световые короба, уличные щиты, указатели.
• Строительство зданий: сэндвич-панели, теплоизоляционные плиты, облицовочные панели, подложка под линолеум и ламинат, потолочные плиты, несъемную опалубку, мембраны для пароизоляции и гидроизоляции. Полистирол добавляют в краски, сухие смеси, клей.
• Дизайн интерьеров: мебель, прозрачные перегородки, декоративные ширмы, внутренние окна, душевые кабины.
• Торговля: выставочное и торговое оборудование, остекление витрин и павильонов.
• Агрономия: остекление теплиц, парников, оранжерей для выращивания растений.
• Медицина: шприцы, зажимы, наборы для переливания крови, другие одноразовые изделия.
• Бытовые товары: одноразовая посуда, контейнеры, пищевая пленка, канцелярия, плафоны и рассеиватели для светильников, кухонная утварь.

И это далеко не полный список изделий, которые делают из полистирола. Из ударопрочных видов материала изготавливают корпуса телевизоров, компьютеров, радиоэлектроники. Из них делают детали для холодильников и другой бытовой техники.

Для производства любых товаров нужны мелкие гранулы полистирола. Эти гранулы расплавляют внутри термопластавтоматов. Переплавка гранул происходит под давлением при температуре от 190 до 240°С. Расплавленный пластик разливают по формам, где он застывает.

Методы обработки полистирола

Полистирол можно обрабатывать инструментами для дерева и металла. Тонкие листы разрезает даже канцелярский ножик. На заводах используют более серьезные технологии обработки:

1. Лазерная резка позволяет изготавливать предметы сложной формы. Она используется для создания объемных световых букв и цифр.
2. Вакуумная формовка. Разогретый пластик повторяет форму матрицы за счет воздействия вакуума, который возникает между матрицей и заготовкой. Эта методика используется для изготовления рельефных фигур и барельефов.
3. Термоформовка подразумевает изменение формы материала при высоких температурах. Для термоформовки используется промышленный фен или формовочная машина. Пластик
4. Сгибание на термогибочном станке. Под действием высокой температуры и давления на поверхности формируется сгиб. Если линия сгиба находится далеко от края заготовки, то получается надежное ребро жесткости.
5. Резка пластика болгаркой, ножовкой, циркулярной пилой. Резка может проводится вручную или на автоматической производственной линии.
6. Высечка деталей заданной формы по трафаретам. Технология служит для изготовления рекламы или сувениров.

Края деталей из полистирола можно обрабатывать рашпилем, шабером, рубанком и напильником. Материал легко просверливается обычными сверлами. Чтобы склеивать детали из полистирола, лучше взять клей на основе цианакрилата, неопрена или ПВХ.

Востребован ли полистирол на рынке?

Объемы рынка полимеров сократились в кризисном 2020 году. Причинами стали падение спроса со стороны потребителей и временная остановка работы фабрик. В первые четыре месяца рынок показал рост на 18% по сравнению с прошлым годом. Основной спрос создавали производители пластиковой упаковки, медицинских изделий и строительных материалов.

Но с апреля 2020 года спрос постепенно начал снижаться. По итогам 2020 года спрос на пластики снизился на 15% по сравнению с предыдущим годом. Тем не менее, эксперты считают, что спрос восстановится и объемы производства снова вырастут после окончания ограничительных мер.

Глобальный спрос на полистирол в 2020 году снизился всего на 3-4%. К падению спроса привела рецессия в отраслях машиностроения. Снижение покупательной способности населения вызвало падение спроса на полистирол как на строительный материал.

С другой стороны, за 2020 год выросли объемы производства упаковки и одноразовой посуды из полистирола. Это связано с увеличением спроса на доставку еды из кафе и ресторанов. Но в долгосрочной перспективе ожидается, что заведения общественного питания будут отказываться от пластиковой посуды в пользу бумажной. Это мировая тенденция, которая не скоро дойдет до России. Эксперты ожидают, что уже в 2022 году спрос на полистирол может увеличиться на 4-5%.

Недостатки материала

Полистирол нельзя назвать полностью безопасным материалом. В обычном состоянии пластик не представляет опасности. Полистирол можно использовать на пищевом производстве, в медицине, в жилых домах (включая детские комнаты). Но при горении или сильном нагревании он выделяет токсичные вещества. Горящий пластик сильно коптит, но через некоторое время самозатухает.

Материал боится солнечных лучей. Если плиты из пеноплекса используются для утепления дома, их нужно защитить от солнца. Плиты, оставленные без защиты, рано или поздно начнут крошится. Как скоро это произойдет, через год или через десять лет, зависит от качества материала.

Способы утилизации полистирола

Некоторое время после изобретения полистирола считалось, что материал разлагается за тысячи лет. На самом деле он почти не представляет опасности для экологии. Материал относительно быстро разлагается по сравнению с другими видами пластика..

Процесс разложения начинается во время использования материала. За 20 лет службы пластик разлагается на 10-15%. Если он постоянно находится под лучами солнца, срок уменьшается до 10 лет. Полное разложение материала в природной среде занимает от 100 до 200 лет.

Но все-таки ненужные предметы из полистирола лучше не выбрасывать, а сдавать на вторичную переработку. Фабрики успешно перерабатывают полистирол, его сополимеры и материалы на его основе, в том числе технологические отходы.

Изделия из полистирола не рекомендуется сжигать или подвергать термодеструкции. При горении он выделяет углекислый и угарный газ, сажу, стирол. Некоторые виды пластика выделяют бензол, толуол, этилбензол. Сжигание полистирола наносит вред экологии нашей планеты.

Подведем итоги

Полистирол — общее название нескольких видов материалов, похожих по составу и свойствам. У всех видов полистирола высокая прочность, устойчивость к агрессивным веществам. Есть у них и недостатки, главным из которых является выделение токсичных веществ при горении. Полистирол когда-нибудь заменят безопасные материалы, мировой тенденцией является отказ от пластика. Но до этого момента еще далеко: на данный момент российский рынок нуждается в полистироле.