главная > справочник > химическая энциклопедия:

Полистирол

Полистирол (ПС, бакелит, вестирон, стирон, фостарен, эдистер и др.), термопластичный полимер линейного строения. Аморфный бесцв. прозрачный хрупкий продукт; степень полимеризации п = 600-2500, полидисперсность = 2 — 4 ( и среднемассовая и среднечисловая мол. массы соотв.) в зависимости от технологии получения; индекс текучести 2-30. Для полистирол характерны легкость переработки, хорошая окрашиваемость в массе и очень хорошие диэлектрич. свойства. Ниже приведены свойства полистирол, полученного термич. полимеризацией стирола в массе:

полистирол легко раств. в собств. мономере. ароматич. и хлорир. углеводородах. сложных эфирах. ацетоне. не раств. в низших спиртах. алифатич. углеводородах. фенолах. простых эфирах. Обладает низким влагопоглощением, устойчив к радиоактивному облучению, в кислотах и щелочах. однако разрушается конц. азотной и ледяной уксусной кислотами. Легко склеивается. На воздухе при УФ облучении полистирол подвергается старению: появляются желтизна и микротрещины, происходит помутнение, увеличивается хрупкость. Термодеструкция начинается при 200 °С и сопровождается выделением мономера. полистирол не токсичен.

Его недостатки - хрупкость и низкая теплостойкость. сопротивление ударным нагрузкам невелико. При температурах выше 60 °С снижается формоустойчивость.

В промышленности полистирол получают радикальной полимеризацией стирола след. методами: 1) термич. полимеризацией в массе (блоке) по непрерывной схеме в системе последовательно соединенных 2-3 аппаратов с мешалками. заключит. стадию процесса часто проводят в аппарате колонного типа. Начальная температура реакции 80-100 °С, конечная 200-220 °С. Р-цию прерывают при степени превращения стирола 80-90%; непрореагировавший мономер удаляют из расплава полистирол под вакуумом и затем с водяным паром до содержания стирола в полистирол 0,01-0,05%. В полистирол вводят стабилизаторы, красители, антипирены и др. добавки и гранулируют. "Блочный" полистирол отличается высокой чистотой. Эта технология наиб. экономична и практически безотходна (непрореагировавший стирол возвращается на полимеризацию).

2) Суспензионной полимеризацией по периодич. схеме в реакторах объемом 10-50 м³, снабженных мешалкой и рубашкой. Стирол суспендируют в деминерализов. воде. используя разл. стабилизаторы эмульсии. инициатор полимеризации растворяют в стироле. Процесс ведут при постепенном повышении температуры от 40 до 130°С под давлением в течение 8-14 ч. Из полученной суспензии полистирол выделяют центрифугированием. после чего его промывают и сушат. Процесс удобен для получения и сополимеров стирола. Этим же методом в осн. производят и пенополистирол.

3) Эмульсионной полимеризацией по периодич. схеме. Этим методом получают полистирол наиб. высокой мол. массы. Применение метода все время сокращается, т.к. он сопряжен с большим кол-вом сточных вод.

Полистирол перерабатывают литьем под давлением и экструзией при 190-230 °С (см. Полимерных материалов переработка). Применяют как конструкц., электроизоляц. (пленки, нити и др.) и декоративно-отделочный материал в приборо- и машиностроении, радио- и электротехнике (напр., корпуса и панели приборов), для изготовления изделий ширпотреба (посуда, авторучки, игрушки, осветит. арматура и др.).

Для получения материалов, обладающих более высокими теплостойкость. и ударной прочностью, чем полистирол, используют смеси последнего с др. полимерами и сополимеры стирола, из которых наиб. пром. значение имеют блок- и привитые сополимеры, т. наз. ударопрочные материалы (см. АБС-пластик, Полистирол ударопрочный), а также статистич. сополимеры стирола с акрилонитрилом, акрилатами и метакрилатами, α-метилстиролом и малеиновым ангидридом. Статистич. сополимеры с виниловыми мономерами получают по той же технологии, что и полистирол - чаще всего суспензионной или эмульсионной сополимеризацией.

Сополимер стирола с акрилонитрилом (САН) обычно содержит 24% последнего, что соответствует азеотропному составу смеси мономеров и позволяет получать продукт постоянного состава. САН превосходит полистирол по теплостойкости, прочности при растяжении, ударной вязкости и устойчивости к растрескиванию в агрессивных жидких средах, однако уступает по диэлектрич. свойствам и прозрачности. Стоимость САН значительно выше, чем полистирол Аналогичными свойствами, но лучшими прозрачностью и устойчивостью к УФ облучению обладает тройной сополимер стирол-акрилонитрил-метилметакрилат; однако его стоимость выше, чем САН.

Сополимер стирола с а-метилстиролом (САМ) по деформац. теплостойкости превосходит полистирол на 20-25 °С, по др. свойствам близок ему.

Сополимер стирола с малеиновым ангидридом (2-3%) получают радикальной сополимеризацией в p-pe орг. неполярного растворителя; используют как пленкообразующий компонент при получении лакокрасочных материалов.

Полистирол и пластмассы на основе сополимеров стирола составляют группу полистирольных (стирольных) пластиков, хотя в некоторых сополимерах содержание стирола менее 50%. Мировое производство стирольных пластиков 5,8 млн. т/год, в СССР-449 тыс. т/год (1986). Доля полистирол в их произ-ве постоянно снижается и в 80-х гг. не превысила 15%.

Лит.: Полистирол. Физико-химические основы получения и переработки, М., 1975; Энциклопедия полимеров, т. 3, М., 1977, с. 533-47; Бакнелл К., Ударопрочные пластики, пер. с англ., Л., 1981; Иванчев С. С., Радикальная полимеризация, Л., 1985. © С. А. Вольфсон.

Дополнительная информация: "Полистирол: химические и физические свойства".