Вспенивающийся
полистирол – продукт полимеризации
винилбензола. Вспененную структуру
материал приобретает в результате
добавления внутрь обычного полистирола
вспенивающего агента – газа пентана.
Технология производства полистирола
вспенивающегося - изобретение довольно
современное. Благодаря новым технологиям
производство вспенивающегося полистирола
стало недорогим и доступным, обеспечив
этому материалу достойное место на
рынке теплоизоляционных строительных
материалов. Для организации производства
изделий из вспененного полистирола
необходимо всего несколько тысяч
долларов, а процесс с технологической
точки зрения достаточно прост. По этим
причинам подобные производства сегодня
можно встретить практически везде.
Гранула
вспененного полистирола представляет
собой множество микроскопических
ячеек, клетки распределены равномерно
по грануле, внутри каждой - воздух. Масса,
образованная этими гранулами, в результате
обладает тончайшей многоячеистой
структурой. В одном кубическом метре
материала насчитывается от 3 до 6
миллиардов таких ячеек, заполненных
воздухом. Такой материал , ввиду своей
уникальной внутренней структуры,
обладает крайне низкой теплопроводностью,
близкой по своему значению к
теплопроводности неподвижного воздуха(
0,00006 кал/см. сек. град., что означает, что
при разнице температур в 1 градус, при
толщине вещества в 1 сантиметр за одну
секунду передается 0,00006 калорий).
На
сегодняшний день существует два основных
способа производства вспененного
полистирола: полимеризация в массе и
суспензионная полимеризация. Более
современный способ – первый, он же
показал себя и наиболее эффективным.
Кроме того, что способ производства
вспенивающегося полистирола путем
полимеризации в массе экономичнее,
конечная продукция, т.е. готовый материал,
выгодно отличается более высоким
качеством.
Способ
производства вспенивающегося полистирола
путем полимеризации в массе не сегодняшний
день, пожалуй, самый распространенный,
ввиду высоких технических и экономических
показателей. В отечественной промышленности
еще в 70-х годах данный метод был признан
наиболее эффективным и выбран в качестве
предпочтительного. И на данный момент
порядка 50% продукции производится по
указанному методу. Схема технологического
процесса такого метода оптимальна. В
системе, состоящей из 2-3 аппаратов с
мешалками, соединенных последовательно,
проходят предварительные этапы процесса,
заключительный этап осуществляется в
аппарате колонного типа. Реакция
начинается при температуре 80-100°С, а
конечная температура реакции 200-220 °С.
Процесс прерывают, когда степень
превращения стирола достигает 80-90%.
Мономер не вступивший в реакцию под
вакуумом удаляют из расплава, следом
расплав обрабатывают водяным паром, до
тех пор, пока содержание стирола в
полимере не будет составлять 0.01-0.05%.
После чего в полистирол вводятся
вещества-антипирены, красители,
стабилизаторы, прочие добавки и
гранулируют. Технология производства
полистирола по методу полимеризации в
массе почти безотходна (не вступивший
в реакцию мономер направляется в
производство) и крайне экономична, так
как не подразумевает операций по
промывке, обезвоживанию и просушиванию
мелкодисперсных продуктов. Контролировать
пределы температур, обеспечивать
необходимую вязкость реагирующей среды,
а так же использовать высокую скорость
процесса полимеризации позволяет, в
данном случае, неполная завершенность
процесса (неполная конверсия). В противном
случае, при проведении полимеризации
до полного или почти полного превращения
мономера стирола проводить реакцию в
изотермическом режиме становиться
невозможным (отвод избыточного тепла
от реакционной массы, обладающей высокой
степенью вязкости крайне затруднителен).
Именно ввиду такой особенности данного
процесса все большее внимание привлекают
альтернативные способы получения
вспененного полистирола, в частности
метод суспензионной полимеризации.
Метод
суспензионной полимеризации развивался
и метод полимеризации в массе (блоке)
развивались параллельно. Однако метод
полимеризации стирола в суспензии
включает дополнительные технические
стадии. Осуществляется процесс в
специальных реакторах. Для поддержания
стирола в состоянии суспензии в виде
капель, каждая из которых является
небольшой самостоятельной системой, в
которой протекает полимеризация,
используют стабилизаторы. Для того
чтобы жидкость постоянно находилась в
состоянии суспензии необходимо
непрерывное механическое помешивание?
Готовый полимер представляет собой
мелкие, легко фильтрующиеся гранулы.
Реакция проходит постепенном росте
температуры от 40 до 130°Спод давлением
около 14-18 часов. Необходимо тщательно
промыть и просушить готовый полимер,
чтобы не осталось следов стабилизатора
суспензии е реакционной среды (как
правило, деминерализованной воды).
Продукция
из вспененного полистирола нашла широкое
применение в производстве, строительстве
и промышленности. Полистирол вспененный
используется при производстве
пенополистирольных блоков и плит,
которые, в свою очередь, все чаще
используются в строительстве для шумо-
и теплоизоляции. Упаковка для хрупких
приборов, так же изготовляется из
вспененного полистирола, вспененный
полистирол используется при производстве
полистиролбетона. Вспененный полистирол
применяется для изготовления декоративных
украшений интерьера и некоторых
комплектующих автозапчастей, в
производстве отделочных материалов.
В
последнее время вспененный полистирол
используется в строительстве в качестве
несъемной опалубки и для теплоизоляции
трубопроводов.
|
