הכל על פוליסטירן

סוגים שונים של פלסטיק שינו באופן קיצוני את ההבנה שלנו על חיי היומיום – היום כבר אי אפשר לדמיין את החיים שלנו בלי דברים פלסטיים מסוימים. עם זאת, ישנם סוגים שונים של פלסטיק, ולכל אחד מהזנים שלו יש מאפיינים ספציפיים משלו הקובעים את השימוש בחומר מסוים באזורים מסוימים. מכיוון שפוליסטירן היא אחת מאפשרויות הפלסטיק הפופולריות ביותר כיום, כדאי לשקול את התכונות שלה יותר מקרוב.

פוליסטירן הוא סטירן מפולמר, כלומר, הוא תוצר של התעשייה הכימית. אתה יכול להשיג את הייצור שלו בשיטות שונות, שלכל אחת מהן יתרונות וחסרונות משלה, ואנו נשקול את הפופולריים ביותר בפירוט רב יותר במאמר זה להלן. איפה פוליסטירן מכיל רק מולקולות של חומרים נפוצים כמו פחמן ומימן, אבל הוא עשוי סטירן נוזלי, אשר, בתורו, מתקבל מנפט ופחם.

לראשונה התקבל פוליסטירן בשלבים המוקדמים של המהפכה התעשייתית - זה ידוע בשנת 1839 הוא סונתז בגרמניה... דבר נוסף הוא שייצורו בקנה מידה תעשייתי החל הרבה יותר מאוחר - רק ב-1920, וגם אז בעשורים הראשונים לא נעשה בו שימוש כל כך פעיל. רק במהלך מלחמת העולם השנייה בארצות הברית הם באמת התעניינו בהם, בייצור גומי מלאכותי על בסיס פוליסטירן, ובברית המועצות נדחה לחלוטין הייצור התעשייתי של החומר הזה עד לשנים שלאחר המלחמה.

לא ניתן לומר שפוליסטירן מודרני מתאים באופן מלא לדגימות של לפני מאה שנה. - במהלך כל הזמן הזה, מדענים חיפשו דרכים לשפר את תכונות החומר. הודות לכך, הפלסטיק לאחר מלחמת העולם השנייה הפך להרבה יותר עמיד, כולל עמידה הרבה יותר בפני פגיעות - זה התאפשר הודות ליצירת קופולימרים סטירןים שהושגו בתהליכים כימיים מורכבים עוד יותר.

מְדוּיָק המאפיינים הפיזיים של פוליסטירן מודרני תלויים מאוד באופן ייצורו, אבל באופן כללי, כאשר אנו מדברים על פוליסטירן פשוט ללא כל הבהרה, אנו מתכוונים לחומר בעל פרמטרים מאוד ספציפיים. הצפיפות שלו אינה הגבוהה ביותר (1060 ק"ג / מ'

מסה מולקולרית החומר גם בשום אופן אינו ספציפי ותלוי מאוד בשיטת השגת פוליסטירן - הוא נע בדרך כלל בין 50 אלף ל-300 אלף, אם כי גרסאות אמולסיה מדגימות לפעמים שיעורים גבוהים יותר באופן משמעותי. מְסִיסוּת פוליסטירן הוא משמעותי במספר חומרים, כולל מונומר משלו, כמו גם אצטון, פחמימנים ארומטיים ואסטרים.

לפוליסטירן תכונות דיאלקטריות מובהקותשאינם משתנים ללא קשר לסביבה. חומר זה גם כמעט אדיש להשפעות ההרסניות של חומצות ואלקליות, מלחים, אלכוהול. למעלה, כבר פירטנו את החומרים שעדיין יכולים להמיס אותו, והוא גם מחמצן, הלוגן, חנקה וסולפוני.

בצורתו המקורית, ללא גוון נוסף, פוליסטירן (לפחות מגוון הבלוקים שלו) הוא לא רק חסר צבע, אלא גם שקוף... המבנה למעשה אינו שומר על אור נראה, עובר 90% מכמותו, וזה מאפשר שימוש בחומר כזה בייצור משקפיים אופטיות. יחד עם זאת, קרינה אולטרה סגולה ואינפרא אדום אינה עוברת דרך משטחי פוליסטירן בביטחון רב כל כך.

אם ניקח בחשבון את תכונותיו של פוליסטירן כיתרונות שהופכים אותו לכל כך פופולרי בתחומים שונים, קודם כל, כדאי להדגיש את הנקודות החשובות הבאות.

• שילוב של עלות נמוכה וקלות עיבוד... במחיר שלו, פוליסטירן יכול להיחשב לאחד המנועים העיקריים של הציוויליזציה המודרנית, בהתחשב בתכונותיו. לא בכדי היום מייצרים כל כך הרבה מוצרים בהשתתפות ישירה של החומר הזה - פשוט אין לו באמת אלטרנטיבה.
• עמידות כימית טובה. רוב החומרים שעלולים לעלות על משטח הפוליסטירן בחיי היומיום אינם מהווים עבורו כל סכנה - אלו חדשות מצוינות עבור יצרנים שרוצים לייצר מוצרים הנבדלים בעמידות. יחד עם זאת, במעבדה כימית, עם סט מרשים של ריאגנטים בהישג יד, לא קשה להמיס פוליסטירן.
• הרעילות בטוחה יחסית. פוליסטירן פולט מעט יחסית מכל אדים מזיקים ומבחינה סביבתית, בהסתייגויות מסוימות, נחשב ללא מזיק. לפחות, מומחים אינם מציגים מגבלות על השימוש בחומרי קלקר בתוך שטחי מגורים, ואפילו ניתן להכין מנות פוליסטירן.
• מגוון רחב של יישומים... בשל איכויותיו, קלות העיבוד והצביעה, פוליסטירן יכול לשמש כחומר גלם לייצור כל דבר.

עם כל היתרונות של פוליסטירן, יש לו גם מגבלות, ולמרות שאין הרבה מהם, לפעמים הם ממלאים תפקיד מאוד משמעותי.

אחד המתחרים העיקריים של פוליסטירן הוא פולימר פופולרי אחר - פוליפרופילן... בתחומים מסוימים, כמו ייצור חומרי אריזה, הם מתחרים ישירים, אך ההבדל בין שני החומרים די משמעותי. כדאי להתחיל לפחות עם זה קלקר קשה למיחזור, ולמרות שאתה יכול לשמוע לעתים קרובות שזה בטוח, שוחרי איכות הסביבה עדיין אוהבים למצוא בו פגם.

גם פוליפרופילן לא חף מחטא, אבל עדיין יש קצת פחות שאלות לגביו, וקל יותר למחזר אותו. אם נדבר אך ורק על התכונות הפיזיות של שני החומרים, אז פוליפרופילן מאופיין גם בגמישות מוגברת - היכן שהפוליסטירן כבר נשבר או נסדק, פוליפרופילן גמיש פשוט מתכופף. באשר למחיר, פוליסטירן, אולי, היה מפסיד את התחרות ליריבו מזמן, אבל יותר זול - הגורם שמחזיק אותו עד כה.

להבחין חזותית אחד מהשני לא כל כך קשה, אבל אתה צריך לדעת על מה להסתכל. פוליסטירן נראה יפה יותר הוא מבריק ומבריק, ללא צביעה נוספת הוא נראה שקוף, אם כי יכול להיות לו גוון קר אופייני של כחול. פוליפרופילן נראה קצת יותר מלוכלך בגלל האובך שלו., אפקט פיזור האור גבוה בהרבה. אתה יכול גם להבחין בין שני חומרים על ידי הקשה על: פוליסטירן הוא מהדהד ופולט נקישות אופייניות כאשר מכים אותו, בעוד שפוליפרופילן נשמע עמום.

פוליסטירן הוא אחד החומרים השנויים במחלוקת מבחינת הערכת הנזק והסכנה לבריאות. מחד, נעשה בו שימוש רב בבתי אדם ואף לייצור כלים, מה שכבר מצביע על כך שאין בכך איסור. מצד שני, אמירות רבות המעמידות בספק את הידידות הסביבתית של פלסטיק מתייחסות בעיקר לפוליסטירן. יהיה זה הוגן לומר שאמנם אינו המסוכן ביותר מבין החומרים הקיימים, אך עדיין לא ניתן לראות בו בטוח - לא ניתן היה להשתמש בו בצורה כל כך פעילה.

פוליסטירן יכול לפלוט לא כל כך הרבה חומרים רעילים שלא ישפיעו כל כך על בריאות האדם, אבל זה רק כל עוד אתה לא במגע מתמיד עם זה, ועד שהוא מתחמם. ככל שהטמפרטורה גבוהה יותר, כך השכונה מסוכנת יותר במוצרי פוליסטירן, במיוחד אם פרצה שריפה והחומר בוער. יותר מכל, אדים כימיים משבשים את הכבד, אבל בעיות יכולות להיות אפילו בלב ובריאות, וכמה מומחים מאמינים שהשאיפה הבנאלית של אדי סטירן טומנת בחובה התפתחות של הפטיטיס.

עליך גם להבין שפוליסטירן ופוליסטירן שונים: כדי לשפר את תכונות הפלסטיק, היצרן יכול להוסיף חומרים פלסטיים שונים, צבעים ותוספים אחרים המשפיעים על חוזק וגמישות החומר.

כאשר לעיל קראנו לפוליסטירן בטוח יחסית, זה אומר שישנם מוצרים אחרים, מזיקים אפילו יותר של פעילות אנושית, שעדיין איננו יכולים לסרב להם - למשל, פליטת מכוניות. בנוסף, בתיאוריה, ניתן להשתמש בפוליסטירן בבטחה כמעט מוחלטת - בתנאי שאתה יודע ולמלא בקפדנות את ההוראות, בפרט, לא על ידי קידום חימום החומר, אלא על ידי הגנה עליו מפניו. אבל גם ככה אסור לתפוס את הפוליסטירן כחומר בטוח לחלוטין, כי גם בעולם הפלסטיק, שזכה ליותר ויותר ביקורת בשנים האחרונות, הפוליסטירן הוא לא הכי בטוח.

כַּיוֹם לייצור פוליסטירן, מספר שיטות משמשות להשיג החומר הרצוי, ומבחינת תכונותיו, התוצאה המוגמרת לא תמיד תהיה זהה. כדי להבין איך זה עובד, בואו נסתכל על כל אחת משלוש השיטות הפופולריות.

היום זה השיטה כבר מיושנת במידה רבה וכמעט שאינה בשימוש בייצור... עקרון הפעולה הוא כדלקמן: ראשית, סטירן מטוהר ממעכבים, ולאחר מכן הוא משולב במים עם מתחלבים (מלחים של חומצות שומן וסולפוניות, סבון), כמו גם יוזמי פילמור - אשלגן פרסולפט ומימן דו חמצני. בחימום ל-85-95 מעלות מתרחשת תגובה כימית - תהליך פילמור הדרגתי, הנחשב להשלים אם כמות הסטירן יורדת מתחת ל-0.5%.

לאחר מכן, האמולסיה המתקבלת קרושה עם תמיסה של מלח שולחן רגיל ונתונה לייבוש, וכתוצאה מכך נוצרת אבקה גרגירית דקה, שגודלה של כל גרגר אינו עולה על 0.1 מ"מ. למרות שפוליסטירן מתואר בדרך כלל כלבן ושקוף, שיטה זו לא תוכל להשיג את המאפיינים הללו. - לכדורים יש גוון צהבהב, המעיד על נוכחות של זיהומים אלקליים, שלא ניתן לסלק לחלוטין.

שיטה נוספת שכבר נחשבת למיושנת, למרות שהיא עדיין נחשבת מתאימה למיחזור פוליסטירן לקופולימרים כמו פוליסטירן מורחב. לייצור, אתה צריך סטירן מוכן, או ליתר דיוק, ההשעיה שלו במים, מגנזיום הידרוקסיד, אלכוהול פוליוויניל, נתרן polymethacrylate ויוזמי פילמור. כל זה נשלח לכור, שבו החומר מעורבב באופן פעיל עם חימום הדרגתי עד 130 מעלות ולחץ גבוה. לאחר מכן, ההשעיה המתקבלת עדיין צריכה להיות נתונה לעיבוד צנטריפוגה, ורק לאחר כביסה וייבוש החומר שנאסף, מתקבל פוליסטירן.

שיטה זו נחשבת לפופולרית והרלוונטית ביותר כיום, ורוב הפוליסטירן מיוצר כיום בצורה זו. הרציונל די פשוט: התפוקה היא חומר טהור, אידיאלי מבחינת פרמטרי תאורה, המתאפיין ביציבות הפרמטרים. יחד עם זאת, השימוש בטכנולוגיה הנבחנת הוא גם יעיל וגם מבטיח היעדר כמעט מוחלט של פסולת ייצור.

ייצור בלוקים של פוליסטירן מבוסס על ערבוב סטירן בסביבת בנזן בשני שלבים - תחילה בטמפרטורה של כ-90 מעלות, ולאחר מכן בחימום הדרגתי מ-100 ל-220. ייצור הבלוק מופסק בשלב שבו כ-85% מהסטירן. המסה הפכה לפוליסטירן. הסרת סטירן שלא הספיק להתפלמר מתבצעת באמצעות ואקום.

פוליסטירן משמש במספר עצום של תחומי פעילות אנושית ואף משמש להכנת אומנות במו ידיכם. בבית מכינים ממנו מזכרות קטנות, באמצעות חיתוך לייזר, כרסום, צביעה בכל צבע - מאדום ועד זהב ושחור, ובמקרים מסוימים - והדפסה על משטח פוליסטירן. היישום הרחב ביותר של פוליסטירן נמצא בבניה, שם הוא משמש לייצור לוחות קיר ואריחי תקרה, מחיצות שונות ובגטים. בצורת גיליון, חומר זה יכול לשמש גם עבור חזיתות. בסופו של דבר, על בסיס החומר הזה, הם מייצרים את הפופולרי לאחרונה בטון פוליסטירן.

תעשיית הרהיטים גם משתמש בחומר זה באופן פעיל יותר ויותר, אם כי כרגע הוא אינו מתחרה לעץ ונגזרותיו. עם זאת, במקום בו הלחות גבוהה, נעשה בו שימוש מתמיד – למשל, ניתן להכין ממנו מגש מקלחת כולו כיום. בנוסף, משתמשים בגרגרי פוליסטירן כמו חומר מילוי בכריות, ולמטרות אלו נמכרים מוכנים בשקיות.

לאדם רגיל, מגוון המזון של פוליסטירן ידוע כמעט כחומר העיקרי. לייצור כלי אוכל חד פעמיים... רוב כוסות הפלסטיק הפופולריות כל כך לביקבוק משקאות קלים כיום, עשויות ממנו. בנוסף, נעשה שימוש רב בפוליסטירן מסוג מזון כחומר אריזה בשל עלותו הנמוכה וחוזקו היחסי. בהתחשב בתכונות הדיאלקטריות של החומר, ראוי לציין שהוא מצא גם יישום רחב ב הנדסת חשמל.

בחיי היומיום, לרוב אתה צריך לעבוד עם יריעות פוליסטירן, אשר ניתן לעיבוד הן מכני והן תרמית. גיבוש על ידי כיפוף, הדבקה, חיתוך וקידוח יכול להיות גם סוג רגיל של חומר וגם עמיד בפני פגיעות. פאזל רגיל משמש לקטוע יריעה בעובי של פחות מ-2 מ"מ, כאשר יריעות עבות יותר ניתן לקחת במטחנה או בכלי ידני. בבית מלאכה תעשייתי חיתוך לייזר אפשרי. קו החיתוך מתברר קצת קרוע, ולכן הוא דורש עיבוד שלאחר מכן - הוא מועבר תחילה עם קובץ, ולאחר מכן עם אמרי.

אם יש צורך לעשות חור בסדין, השתמש במקדחה, שעבורה אתה צריך מקדחה שנוצרה במיוחד עבור קידוח גיליון פלסטיק. אם עובי הסדין קטן, במהלך הקידוח הוא עלול להתעוות בניגוד לרצונו של המאסטר - אתה יכול למנוע התפתחות כזו של אירועים על ידי הנחת גוש עץ מתחת לסדין. הסדין נוצר או על ידי טכניקת ואקום או על ידי ניפוח אוויר בלחץ גבוה. עיבוד בכל אחת מהשיטות המצוינות כרוך בחימום משמעותי (עד 160-200 מעלות) של החומר.

אם אנחנו מדברים על פוליסטירן מט, אז זה יכול גם לעבור סוג כזה של עיבוד כמו השחזה והברקה. לשם כך משתמשים במטחנה, אך בשום מקרה בגלגל שוחקים - במקום זאת, לוקחים גלגל רך, עליו מוחל משחת ליטוש מיוחדת. אם החלק קטן, אפשר גם ללטש או לטחון ביד.

בין השאר, ניתן ליישם כל ציפוי מיוחד על משטח הפוליסטירן – משכבת ​​מתכת לסרט מראה. ניתן להדפיס עליו בשחור או בצבע, בכל אחת מהדרכים המוכרות. יחד עם זאת, כדי להגן על הטקסט או התמונה המתקבלים, יש צורך לפתוח את פני השטח עם לכה, כי הפולימר אינו סופג לחות.

בצורתו הטהורה, נראה כי פוליסטירן אינו גורם נזק רב לסביבה, אך יחד עם זאת, הפסולת שלו, כפי שהיא צריכה להיות עבור פלסטיק, נמשכת במשך תקופה עצומה, ומזהמת את כדור הארץ... בנוסף, בהיותו בסביבה הטבעית, הפולימר והקופולימרים שלו עלולים להיחשף לחימום יתר, כולל בעירה בשריפה, ואז ההשלכות עלולות להיות הרבה יותר קשות. כמו כן, מגע בלתי מבוקר של חפצי פוליסטירן עם חומרים המסוגלים להמיס את החומר אינו רצוי, אחרת לא ניתן להימנע משחרור אדים רעילים של סטירן, בנזן, טולואן, פחמן חד חמצני ואתילבנזן.

היתרון היחסי של החומר הוא זה ניתן למחזר אותו ברוב המקרים, ניצול הן פסולת ישירה והן פשוט מוצרים שחוקים ממנה. שחול, כבישה ויציקה משמשים כטכניקות עיבוד. ביציאה מתקבלים מוצרים שאינם נחותים באיכותם מהחדשים, בזמן שלא נוצרת זבל. בנוסף, בשנים האחרונות נוצר חומר בניין חדש על בסיס פוליסטירן - בטון פוליסטירן, המתאים לבנייה נמוכה. למרבה הצער, כמויות אדירות של פסולת פוליסטירן, במיוחד במדינות עניות, פשוט נשרפות. התנהגות זו עם פסולת פלסטיק היא שלילית ביותר עבור הסביבה.

הסרטון הבא מספר על יריעות פוליסטירן ותכונות היישום שלה.