От пищевой упаковки до автомобилестроения: универсальный полистирол для разных сфер жизни

Полистирол — один из универсальных синтетических материалов, который активно используют в самых разных отраслях. Этот термопластичный полимер низкой плотности завоевал популярность благодаря сочетанию прочности, легкости и доступной цены. От упаковки продуктов питания до создания сложных строительных конструкций — полистирол справляется со всеми задачами.

Полистирол — что это за материал

Полистирол — это конструкционный пластик из группы синтетических полимеров, получаемый методом полимеризации стирола. Твердый термопласт имеет линейное молекулярное строение, для него характерна хрупкость и аморфность. Вещество нетоксично и имеет относительно невысокую плотность.

Ключевая особенность полистирола — термопластичность. Он изменяет агрегатное состояние при изменении температуры, что позволяет изменять его форму и использовать для изготовления различных материалов. Благодаря этому свойству полистирол легко перерабатывать.

Ученые активно изучают свойства полистирола и создают новые модификации материала, адаптированные под конкретные задачи. Например, эксперты «СИБУР ПолиЛаб» разрабатывают экологически чистые гранулы, которые можно использовать в производстве пищевой и непищевой упаковки, а также других изделий.

Виды полистирола

Тип полистирола влияет на то, как он выглядит. Существует несколько видов полистирола, каждый из которых был произведен специально для конкретной области использования:

• Общего назначения ПС (GPPS) — предназначен для изготовления прозрачных и твердых изделий, например, в производстве упаковки, контейнеров для продуктов, деталей бытовой техники.

• Ударопрочный ПС (HIPS) — в состав HIPS добавляют частицы каучука, что делает его более прочным и устойчивым к ударам. Одна из сфер, где используют этот вид полистирола — строительство. Из материала делают короба для прокладки кабелей, напольные плинтусы, крепежные элементы.

• Вспененный ПС (EPS) — известен как пенопласт, состоящий из маленьких сфер. Обладает отличными тепло- и звукоизоляционными свойствами, поэтому его широко применяют в строительной отрасли, а также при производстве упаковке для хрупких товаров и декоративных элементов интерьера.

• Экструдированный ПС (XPS) — отличается от остальных разновидностей более высокой плотностью и прочностью. Из полистирола этого вида делают теплоизоляционные плиты для утепления стен, фундаментов, перекрытий, кровель.

Технические характеристики полистирола

В составе полистирола — повторяющиеся звенья мономеров стирола (винилбензола). Во время полимеризации двойные связи мономерных структур разрываются, образуя длинные полимерные цепочки. Итоговая структура определяет ключевые свойства материала:

•Низкая плотность. Делает материал легким и энергоэффективным, придет ему теплоизоляционные свойства, делает устойчивым к влаге. Так, плотность вспененного полистирола может варьироваться от 15 до 50 кг/м³.

•Высокая прочность. Полистирол, полученный методом сополимеризации нескольких мономеров, выдерживает серьезные механические нагрузки на сжатие.

•Теплоизоляция. Благодаря низкой теплопроводности, полистирол хорошо сохраняет тепло и помогает поддерживать стабильную температуру.

•Устойчивость к химическим веществам. Полистирол производят из стирола, что позволяет получить материал, не вступающий в реакции с большинством кислот и щелочей.

Полистирол не пропускает электрический ток и отличается хорошей способностью к склеиванию.

Области применения

О том, где применяют полистирол, можно говорить почти бесконечно, так как сфер применения много. Мы выделили основные направления:

Строительство

Полистирол используют для утепления кровель, стен и полов, а также в производстве звукоизоляционных панелей. Благодаря легкости и прочности материала из него делают опалубку в монолитном строительстве.

Промышленность

В промышленности полистирол используют для производства упаковочных материалов, которые защищают хрупкие товары и технику. Материал востребован при создании деталей и компонентов бытовой техники и корпусных изделий для электроники.

Медицина

Благодаря химической инертности полистирол применяют при производстве контейнеров для хранения биоматериалов и одноразовых медицинских изделий, таких как шприцы, капельницы и пробирки.

Бытовая сфера

Полистирол нашел применение и в повседневной жизни. Из него делают одноразовую посуду, пищевую упаковку, а также детские игрушки, мебель и декоративные элементы для дома.

Методы обработки

Литье под давлением

Метод подходит для массового производства сложных трехмерных форм. Расплавленный полистирол вводят в предварительно подготовленную форму, где он охлаждается и принимает заданную конфигурацию. Этот способ пригоден для производства деталей и компонентов сложной конструкции, например, корпусных частей бытовой техники и электроники.

Экструзия

Экструзия — метод для создания линейных изделий, таких как трубы, листы или профили. Полимер сначала расплавляют, а затем продавливают через форму. Экструзию часто применяют в строительной и упаковочной промышленности.

Термоформование

При термоформовании полистирольные листы нагревают до состояния, в котором они становятся пластичными, и затем с помощью прессов формуют различные изделия и конструкции. Этот метод позволяет делать, например, контейнеры и упаковочные поддоны.

Резка и сверление

Эти методы, как правило, применяют в отношении вспененного полистирола, известного также как пенопласт. Резка и сверление обеспечивают точную подгонку материала для сборки изоляционных панелей, декоративных элементов и упаковки. Технологии механической обработки используют как в промышленности, так и в частном секторе.

Преимущества полистирола

Полистирол обладает множеством преимуществ, которыми пользуются производители из разных индустрий:

•Доступность — полимеризация винилбензола не требует значительных затрат, что позволяет производить полистирол в больших объемах и по доступной цене.

•Многофункциональность — полистирол подходит для производства упаковки, строительных материалов, деталей бытовой техники, медицинских изделий и даже в декоративных целях.

•Экологичность — полистирол один из тех материалов, которые подлежат переработке и повторному использованию. Многие современные производственные процессы используют переработанный полистирол, чтобы снизить количество негативных выбросов в атмосферу.

•Легкость — одним из ключевых преимуществ полистирола является его низкая плотность. Это снижает общий вес готовой продукции, обеспечивает удобство транспортировки и установки, а также снижает затраты на логистику.

•Устойчивость к внешним воздействиям, таким как влага, температура и агрессивные химические вещества.

Таким образом, полистирол сочетает в себе экономическую выгоду и функциональную гибкость, что делает его одним из наиболее предпочтительных материалов для широкого круга производственных задач.

Полистирол — материал века

Полистирол — это материал, который буквально окружает нас в повседневной жизни. Его популярность объясняется уникальными свойствами и доступностью. Однако важно понимать, что за его разработкой стоят годы исследований и научных достижений.

На базе научного центра «СИБУР ПолиЛаб» созданы кластеры комплексного исследования вспенивающегося полистирола (ПСВ): от получения гранул до характеристик готовых изделий. Кроме того, эксперты постоянно прорабатывают технологичные решения, ищут новые сегменты использования материала.

В состав «СИБУР ПолиЛаб» входит семь научных лабораторий, где проводят базовые и расширенные испытания, сертифицируют сырье и продукцию, проводят аттестацию полимеров.