Poliestireno (50 Fotos): O Que é Esse Material? Aplicação E Preparação De Grânulos, Densidade De Poliestireno Transparente E Outro, Ponto De Fusão E Outras Propriedades

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Vídeo: Poliestireno (50 Fotos): O Que é Esse Material? Aplicação E Preparação De Grânulos, Densidade De Poliestireno Transparente E Outro, Ponto De Fusão E Outras Propriedades

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Poliestireno (50 Fotos): O Que é Esse Material? Aplicação E Preparação De Grânulos, Densidade De Poliestireno Transparente E Outro, Ponto De Fusão E Outras Propriedades
Poliestireno (50 Fotos): O Que é Esse Material? Aplicação E Preparação De Grânulos, Densidade De Poliestireno Transparente E Outro, Ponto De Fusão E Outras Propriedades
Anonim

Vários tipos de plásticos mudaram radicalmente nossa compreensão da vida cotidiana - hoje nossa vida não pode mais ser imaginada sem certas coisas de plástico. No entanto, existem diferentes tipos de plástico, e cada uma de suas variedades possui características próprias que determinam o uso de uma determinada substância em determinadas áreas. Como o poliestireno é uma das opções de plástico mais populares atualmente, vale a pena considerar suas características mais de perto.

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Que material é esse?

Poliestireno é o estireno polimerizado, ou seja, é um produto da indústria química. Você pode conseguir sua fabricação usando vários métodos, cada um com suas próprias vantagens e desvantagens, e consideraremos os mais populares com mais detalhes neste artigo a seguir. Em que poliestireno contém apenas moléculas de substâncias comuns como carbono e hidrogênio , mas é feito de estireno líquido, que, por sua vez, é obtido a partir do petróleo e do carvão.

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O estireno polimerizado tem a aparência de uma substância dura e elástica, incolor e até mesmo transparente, que pode se dobrar sem quebrar e é altamente higroscópica.

Pela primeira vez, o poliestireno foi obtido nos estágios iniciais da revolução industrial - sabe-se que em 1839 foi sintetizado na Alemanha … Outra coisa é que sua produção em escala industrial começou muito mais tarde - apenas em 1920, e mesmo assim nas primeiras décadas não era usada de forma tão ativa. Somente durante a Segunda Guerra Mundial nos Estados Unidos eles realmente se interessaram por eles, produzindo borracha artificial à base de poliestireno, e na URSS a produção industrial desse material foi totalmente adiada para os anos do pós-guerra.

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Não se pode dizer que o poliestireno moderno corresponda totalmente às amostras de um século atrás . - durante todo esse tempo, os cientistas procuraram maneiras de melhorar as propriedades do material. Graças a isso, o plástico após a Segunda Guerra Mundial se tornou muito mais durável, incluindo uma resistência muito melhor aos impactos - isso se tornou possível graças à criação de copolímeros de estireno obtidos por meio de processos químicos ainda mais complexos.

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Propriedades

Exato as características físicas do poliestireno moderno são altamente dependentes de como ele foi produzido , mas em geral, quando falamos de poliestireno simples sem nenhum esclarecimento, queremos dizer um material com parâmetros muito específicos. Sua densidade não é a mais alta (1060 kg / m

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Massa molecular a substância também não é de forma alguma específica e depende fortemente do método de obtenção do poliestireno - geralmente varia de 50 mil a 300 mil, embora as variantes da emulsão às vezes demonstrem taxas significativamente mais altas. Solubilidade o poliestireno é significativo em uma série de substâncias, incluindo seu próprio monômero, bem como acetona, hidrocarbonetos aromáticos e ésteres.

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Não se presta a vários solventes, incluindo éteres, álcoois inferiores, fenóis e hidrocarbonetos alifáticos.

O poliestireno tem propriedades dielétricas pronunciadas que não mudam independentemente do ambiente. Este material também é praticamente indiferente aos efeitos destrutivos de ácidos e álcalis, sais, álcoois. Acima, já listamos as substâncias que ainda podem dissolvê-lo, e também oxida, halogenado, nitrado e sulfonado.

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Em sua forma original, sem coloração adicional, poliestireno (pelo menos sua variedade em bloco) não é apenas incolor, mas também transparente … A estrutura praticamente não retém a luz visível, passando de 90% de sua quantidade, e isso permite a utilização desse material na fabricação de vidros ópticos. Ao mesmo tempo, a radiação ultravioleta e infravermelha não passa pelas superfícies de poliestireno com tanta segurança.

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Se considerarmos as propriedades do poliestireno como as vantagens que o tornam tão popular em vários campos, em primeiro lugar, vale a pena destacar os seguintes pontos importantes

  • Combinação de baixo custo e facilidade de processamento … Pelo seu preço, o poliestireno pode ser considerado um dos principais motores da civilização moderna, dadas as suas propriedades. Não é à toa que hoje tantos produtos são produzidos com a participação direta desse material - simplesmente não há alternativa real.
  • Boa resistência química . A maioria das substâncias que podem entrar na superfície do poliestireno no dia a dia não representam nenhum perigo para ela - esta é uma ótima notícia para os fabricantes que desejam produzir produtos que se diferenciam pela durabilidade. Ao mesmo tempo, em um laboratório químico, com um impressionante conjunto de reagentes à mão, não é difícil dissolver o poliestireno.
  • A toxicidade é relativamente segura . O poliestireno emite relativamente poucos gases nocivos e, do ponto de vista ambiental, com certas reservas, é considerado inofensivo. Pelo menos, os especialistas não propõem restrições ao uso de materiais de poliestireno dentro de instalações residenciais, e até pratos de poliestireno podem ser feitos.
  • Vasta gama de aplicações … Pelas suas qualidades, facilidade de processamento e tingimento, o poliestireno pode ser utilizado como matéria-prima para a produção de qualquer coisa.
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Com todas as vantagens do poliestireno, também possui limitações , e embora não sejam muitos, às vezes desempenham um papel muito significativo.

Em primeiro lugar, qualquer superaquecimento desse plástico é perigoso e, mesmo em condições domésticas, você ainda precisa pensar onde pode usar poliestireno e onde não deve. Além disso, para a maioria dos tipos de material, além de resistente ao choque, os impactos representam um perigo significativo e, em geral, a fragilidade geral é um problema.

Comparação com polipropileno

Um dos principais concorrentes do poliestireno é outro polímero popular - polipropileno … Em algumas áreas, como a produção de materiais de embalagem, eles são concorrentes diretos, mas a diferença entre os dois materiais é bastante significativa. Vale a pena começar pelo menos com o fato de que poliestireno é difícil de reciclar e, embora você possa ouvir com frequência que é seguro, os ambientalistas ainda adoram encontrar defeitos nele.

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O polipropileno também não é isento de pecado, mas ainda há um pouco menos de perguntas e é mais fácil reciclá-lo. Se falarmos puramente sobre as qualidades físicas dos dois materiais, então polipropileno também é caracterizado por maior flexibilidade - onde o poliestireno já está quebrando ou rachando, o polipropileno maleável simplesmente se dobra. Quanto ao preço, o poliestireno, talvez, já tivesse perdido a concorrência para o rival há muito tempo, mas mais baixo custo É o fator que o mantém à tona até agora.

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Distinguir visualmente um do outro não é tão difícil, mas você precisa saber o que olhar. Poliestireno parece mais bonito é brilhante e brilhante, sem coloração adicional parece transparente, embora possa ter um tom frio característico de azul. O polipropileno parece um pouco mais sujo devido à sua névoa ., o efeito de dispersão da luz é muito maior. Você também pode distinguir entre dois materiais tocando em: o poliestireno é sonoro e emite cliques característicos quando atingido, enquanto o polipropileno soa abafado.

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É prejudicial para os humanos?

O poliestireno é um dos materiais mais controversos na avaliação de danos e perigos à saúde . Por um lado, é muito utilizado em habitações humanas e até mesmo na confecção de pratos, o que já sugere que não é proibido. Por outro lado, várias declarações que questionam a compatibilidade ambiental do plástico referem-se principalmente ao poliestireno. Será justo dizer que, embora não seja o mais perigoso dos materiais existentes, ainda não pode ser considerado seguro - não poderia ser usado tão ativamente.

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Deve-se entender que o estireno, matéria-prima para a produção do poliestireno, é considerado muito tóxico.

O poliestireno não pode emitir tantas substâncias tóxicas que não afetem tanto a saúde humana , mas isso é apenas enquanto você não estiver em contato constante com ele e até que ele aqueça. Quanto mais alta a temperatura, mais perigosa é a vizinhança com produtos de poliestireno, especialmente se um incêndio começou e o material está pegando fogo. Acima de tudo, os vapores químicos perturbam o fígado, mas os problemas podem ser até mesmo no coração e nos pulmões, e alguns especialistas acreditam que a inalação banal de vapores de estireno é responsável pelo desenvolvimento de hepatite.

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Você também deve entender que o poliestireno e o poliestireno são diferentes: para melhorar as propriedades do plástico, o fabricante pode adicionar vários plastificantes, corantes e outros aditivos que afetam a resistência e a elasticidade do material.

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Em alguns casos, esses aditivos podem ser ainda mais perigosos do que o próprio estireno, e o fabricante pode não indicar dados adicionais de perigo para não perder clientes.

Quando acima chamamos poliestireno de relativamente seguro, queríamos dizer que existem outros produtos da atividade humana ainda mais nocivos, dos quais ainda não podemos abandonar - por exemplo, o escapamento de um carro. Além disso, em teoria, o poliestireno pode ser usado quase totalmente com segurança - desde que você conheça e siga estritamente as instruções, em particular, não promovendo o aquecimento do material, mas protegendo-o dele. Mas mesmo assim Não se deve perceber o poliestireno como uma substância totalmente segura, porque mesmo no mundo do plástico, que tem recebido cada vez mais críticas nos últimos anos, o poliestireno não é o mais seguro.

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Visão geral da espécie

Por enquanto para a produção de poliestireno, vários métodos são usados para obter o material desejado, e em termos de suas propriedades, o resultado final nem sempre será o mesmo. Para entender como funciona, Vamos dar uma olhada em cada um dos três métodos populares.

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Cada um desses materiais possui uma marcação com uma designação característica do método de obtenção do poliestireno.

Emulsão

Hoje esta o método já está bastante desatualizado e praticamente não é usado na produção … O princípio de funcionamento é o seguinte: primeiro, o estireno é purificado dos inibidores, após o que é combinado em água com emulsionantes (sais de ácidos graxos e sulfônicos, sabão), bem como iniciadores de polimerização - persulfato de potássio e dióxido de hidrogênio. Quando aquecido a 85-95 graus, ocorre uma reação química - um processo de polimerização gradual, que é considerado completo se a quantidade de estireno cair abaixo de 0,5%.

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A emulsão resultante é então coagulada com uma solução de cloreto de sódio comum e é sujeita a secagem, como resultado da qual se forma um pó granular fino, cada grânulo tem um tamanho não superior a 0,1 mm. Embora o poliestireno seja geralmente descrito como branco e transparente, este método não será capaz de atingir essas características . - as bolas têm uma tonalidade amarelada, indicando a presença de impurezas alcalinas, que não podem ser totalmente eliminadas.

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Embora o método seja impopular hoje, é exatamente ele que fornece uma substância com o maior peso molecular possível.

Suspensão

Outro método que já é considerado desatualizado, embora ainda seja considerado adequado para reciclar poliestireno em copolímeros como o poliestireno expandido. Para a produção, é necessário o estireno preparado, ou seja, sua suspensão em água, hidróxido de magnésio, álcool polivinílico, polimetacrilato de sódio e iniciadores de polimerização. Tudo isso é enviado para o reator, onde a substância é ativamente misturada com aquecimento gradual até 130 graus e alta pressão. Depois disso, a suspensão resultante ainda precisa ser submetida ao processamento por centrifugação, e somente após a lavagem e secagem do material coletado, obtém-se o poliestireno.

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Blocky

Este método é atualmente considerado o mais popular e relevante, e a maior parte do poliestireno hoje é produzida desta forma . O raciocínio é bastante simples: a saída é um material puro, ideal em termos de parâmetros técnicos de iluminação, caracterizado pela estabilidade dos parâmetros. Ao mesmo tempo, o uso da tecnologia em consideração é eficaz e garante a quase total ausência de desperdícios de produção.

A produção de blocos de poliestireno é baseada na agitação de estireno em um meio de benzeno em dois estágios - primeiro a uma temperatura de cerca de 90 graus e, em seguida, com aquecimento gradual de 100 a 220. A produção de blocos é interrompida no estágio em que cerca de 85% do estireno a massa se transformou em poliestireno. A remoção do estireno que não teve tempo de polimerização é feita por vácuo.

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Aplicativo

O poliestireno é utilizado em um grande número de áreas da atividade humana e até mesmo para fazer artesanato com as próprias mãos. Em casa pequenas lembranças são feitas dele, usando corte a laser, fresagem, pintura em qualquer cor - do vermelho ao ouro e preto e, em alguns casos - e impressão em uma superfície de poliestireno. A aplicação mais ampla de poliestireno encontrou em construção , onde é usado para fazer painéis de parede e forro, várias divisórias e baguetes. Em folha, este material também pode ser utilizado para fachadas. No final, com base nesse material, eles produzem o popular recentemente concreto de poliestireno.

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Indústria de móveis também usa esse material cada vez mais ativamente, embora no momento não seja um concorrente da madeira e seus derivados. No entanto, onde a umidade é alta, ela é usada constantemente - por exemplo, uma base para ducha pode ser feita inteiramente a partir dela hoje. Além disso, grânulos de poliestireno são usados como enchimento em travesseiros , e para esses fins são vendidos prontos em sacos.

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Para uma pessoa comum, a variedade alimentar de poliestireno é bem conhecida como quase o material principal. para a fabricação de talheres descartáveis … A maioria dos copos plásticos que são tão populares para o engarrafamento de refrigerantes hoje em dia é feita com ele. Além disso, o poliestireno de qualidade alimentar é muito utilizado como material de embalagem devido ao seu baixo custo e resistência relativa. Considerando as propriedades dielétricas do material, é importante notar que ele também encontrou ampla aplicação em Engenharia elétrica.

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Ao mesmo tempo, de fato, existem tantas opções de uso de produtos de poliestireno que simplesmente não é possível listar todas.

Como trabalhar com ele?

Na vida cotidiana, na maioria das vezes você tem que trabalhar com folha de poliestireno , que pode ser processado mecanicamente e termicamente. A formação por dobra, colagem, corte e perfuração pode ser um tipo de material comum e resistente ao impacto. Um quebra-cabeça comum é usado para fragmentar uma folha com menos de 2 mm de espessura, enquanto as folhas mais grossas podem ser retiradas com uma esmerilhadeira ou ferramenta manual. Em uma oficina industrial o corte a laser é possível . A linha de corte mostra-se um pouco irregular, portanto, requer um processamento subsequente - primeiro é passada com uma lima e depois com uma lixa.

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Se for necessário fazer um furo na chapa, use uma broca, para a qual você precisa de uma broca criada especificamente para furar chapas de plástico. Se a espessura da folha for pequena, durante a perfuração ela pode deformar contra a vontade do mestre - você pode evitar esse desenvolvimento de eventos colocando um bloco de madeira sob a folha. A folha é formada por uma técnica de vácuo ou por sopro de ar sob alta pressão. O processamento por qualquer um dos métodos indicados envolve aquecimento significativo (até 160-200 graus) do material.

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A conexão de peças individuais feitas de poliestireno é permitida tanto por soldagem quanto por colagem. Em ambos os casos, antes de juntar os fragmentos da superfície, deve primeiro desengordurar cuidadosamente. É necessário cozinhar por gás ou método ultrassônico, para colar - com composições de polímeros à base de cianoacrilato ou neoprene.

Se falamos de poliestireno fosco, ele também pode sofrer um tipo de processamento como lixamento e polimento . Para isso, utiliza-se uma esmerilhadeira, mas em nenhum caso uma roda abrasiva - em vez disso, é retirada uma roda macia, na qual é aplicada uma pasta especial de polimento. Se a peça for pequena, você também pode polir ou lixar manualmente.

Entre outras coisas, quaisquer revestimentos especiais podem ser aplicados à superfície de poliestireno – de uma camada de metal a um filme de espelho . Pode ser impresso em preto ou em cores, em qualquer uma das formas conhecidas. Ao mesmo tempo, para proteger o texto ou imagem resultante, é necessário abrir a superfície com verniz, pois o polímero não absorve umidade.

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Em processamento

Em sua forma pura, o poliestireno não parece fazer muito mal ao meio ambiente, mas ao mesmo tempo, seu desperdício, como deveria ser para o plástico, persiste por um grande período de tempo, poluindo o planeta .… Além disso, estando no ambiente natural, o polímero e seus copolímeros podem ser expostos a aquecimento excessivo, incluindo combustão em um incêndio, e então as consequências podem ser muito mais terríveis. Da mesma forma, o contato descontrolado de objetos de poliestireno com substâncias capazes de dissolver o material é indesejável, caso contrário, a liberação de vapores tóxicos de estireno, benzeno, tolueno, monóxido de carbono e etilbenzeno não podem ser evitados.

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A vantagem relativa do material é que pode ser reciclado na maioria dos casos , utilizando tanto o lixo direto quanto os produtos simplesmente gastos dele. Extrusão, prensagem e fundição são utilizadas como técnicas de processamento. Na saída, obtêm-se produtos de qualidade não inferior aos novos, sem formar lixo. Além disso, nos últimos anos, um novo material de construção foi feito à base de poliestireno - concreto de poliestireno , que é apropriado para construção baixa. Infelizmente, grandes quantidades de resíduos de poliestireno, especialmente em países pobres, são simplesmente incinerados. Esse comportamento com os resíduos plásticos é extremamente negativo para o meio ambiente.

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