Полистирол (ПС, PS)

ПС характеризуется такими значениями физико-химических показателей:
- коэффициент теплопроводности – 0,093..0,140 Вт/м·К;
- верхний предел рабочих температур – 65..75 °С;
- нижний предел рабочих температур – -40 °С ;
- удельная теплоемкость – 34·103 Дж/кг·К;
- плотность – 1050..1080 кг/м3;
- насыпная плотность гранул – 550..560 кг/м3;
- линейная усадка в форме – 0,4..0,8 %;
- диэлектрическая проницаемость – 2,49..2,60;
- тангенс угла диэлектрических потерь при частоте 1 МГц – 3-4·10-4;
- коэффициент термического линейного расширения – 6·10-5-7·10-5 град-1;
- удельное объемное электрическое сопротивление при выдержке под напряжением 15 мин. – 1018 Ом·см, при выдержке под напряжением 1 мин. – 1017 Ом·см;
- удельное поверхностное электрическое сопротивление – 1016 Ом;
- электрическая прочность при частоте 50 Гц – 20..23 кВ/мм.

Основными характеристиками полистирола являются:
- термполастичность;
- высокая твердость;
- химическая стойкость к кислотам и щелочам, единственным исключением среди которых являются уксусная и азотная кислоты;
- хорошие диэлектрические свойства;
- высокая влаго- и морозостойкость;
- низкое влагопоглощение;
- физиологическая безвредность.

Также полистирол устойчив к фенолам, алифатическим углеводородам, простым эфирам и низшим спиртам. Стоек к радиоактивному облучению, однако имеет низкую устойчивость к ультрафиолетовым лучам. Может быть растворен в ацетоне, хлорированных и ароматических углеводородах, сложных эфирах и в собственном мономере. Этот материал прост в механической обработке, легко формуется, хорошо окрашивается и склеивается. Поверхность изделий из полистирола является глянцевой.

Эксплуатационные свойства ПС невысоки:
- низкая ударопрочность;
- хрупкость;
- невысокая теплостойкость, в частности, температура его размягчения составляет 90-95°С.
А вот сополимеры стирола имеют уже гораздо лучшие эксплуатационные показатели. Так, УП характеризуется превосходными показателями ударной вязкости при температурах от -30°С до - 40°С. Однако не может похвастать высокой свето- и термостойкостью, что объясняется наличием дискретной фазы.

Стирол, являющийся продуктом нефтесинтеза, служит сырьем для производства полистирола, который чаще всего получают в виде гранул в форме цилиндра с размерами в 2-5 мм.

Промышленное производство ПС основано на радикальной полимеризации сырья несколькими методами:
- термической полимеризацией в массе;
- суспензионной полимеризацией;
- эмульсионной полимеризацией.

Метод термической полимеризацией в массе или, как еще говорят, в блоке протекает по непрерывной схеме в системе из 2-3 аппаратов оснащенных мешалками и последовательно соединенных между собой. Зачастую, конечная стадия полимеризации осуществляется в аппарате колонного типа.

Начальная стадия процесса полимеризации протекает при температуре 80-100 °С, конечная – при температуре 200-220 °С. Когда доля превращения стирола составляет 80-90% процесс полимеризации останавливают. Остаток стирола из расплава удаляют с помощью вакуума и водяного пара. Остаточное содержание мономера в полистироле не превышает 0,01-0,05%. Далее в расплав вводятся красители, стабилизаторы антипирены и другие специальные добавки, после чего расплав гранулируется.

Достоинствами метода является экономичность и безотходность, а сам блочный полистирол отличается чистотой.

Метод суспензионной полимеризации протекает в реакторах объемом от 10 до 50 м3, оснащенных рубашкой и мешалками, по периодической схеме.

Процесса полимеризации протекает под давлением в течении 8-14 часов и предусматривает постоянный рост температуры: начинается при температуре 40 °С и оканчивается при температуре 130 °С. С помощью стабилизаторов эмульсии и при растворении инициатора полимеризации в стироле сырье суспендируют в деминерализованной воде. Полученный полистирол из суспензии отделяют с помощью центрифугирования, затем промывают и просушивают.

Метод является оптимальным для производства сополимеров стирола. Зачастую производят вспененный полистирол.

Метод эмульсионной полимеризацией протекает также по периодической схеме и, как правило, направлен на получение полистирола максимально высокой молекулярной массы.

Промышленное производство УП, чаще всего, основывается на методах:
- термической полимеризации в массе, протекающей по непрерывной схеме;
- блочно-суспензионной полимеризации, протекающей по периодической схеме.

На начальном этапе метода термической полимеризации в массе в стироле растворяют бутадиен-стирольный или бутадиеновый каучук с получением 4-15%-ной его концентрации, после чего начинают подогревать и перемешивать концентрат. В этот момент происходит прививка стирола на каучук и реакция его полимеризации. При появлении 2-3% полистирола рабочая среда распадается на каучуковую и стирольную фазу, первая из которых являет собою раствор привитого сополимера (образуемого на границе раздела фаз) в стироле и каучука, вторая - раствор полистирола в стироле. Содержание в каучуковой фазе окклюдированного полистирола, а также структура и размеры фазы зависят от концентрации модифицирующих добавок и основных компонентов, а также от качества перемешивания раствора. По достижению 30-40%-ного превращения стирола перемешивание прекращается, поскольку система становится стабильной благодаря высокой вязкости. Конечная стадия полимеризации предусматривает частичное сшивание каучука в частицах микрогеля, что обеспечивает хорошую устойчивость частиц к сдвиговым деформациям. Остаточное содержание стирола в расплаве УП составляет 0,5-10% и изымается оттуда с помощью вакуума. Полученный полимер гранулируют.

Блочно-суспензионный метод до достижения 30-40%-ного превращения стирола протекает также, как и метод термической полимеризации в массе. Далее, качественно вымешивая, реакционную массу суспендируют в воде. Процесс суспензионной полимеризации протекает до предельного превращения стирола.

Продажа полистирола производителями осуществляется через дистрибьюторов. На российском рынке можно найти полистирол таких производителей, как:
- «Салаватнефтеоргсинтез» (отсюда уходит на продажу-куплю полистирол марки ПСМ 115, УПМ 0703, УПМ 0508, УПС 0803, УПС 0801);
- «Нижнекамскнефтехим»;
- «Стирол» (украинская компания, производящая на продажу-куплю полистирол и для России).

Сегодня 7,5% мирового рынка полимеров принадлежит полистиролу, который  занимает четвертую ступень в мировой табели о рангах. Этот материал, принадлежа к термопластам общетехнического назначения, имеет большой спрос в самых разных отраслях производства. Его высокие прочностные показатели, диэлектрические свойства, прозрачность и эстетичный вид убеждают производителей покупать полистирол для изготовления высококачественных товаров культурно-бытового и бытового назначения, продуктов в рекламной, строительной, медицинской, электро- и светотехнической индустрии. Столь же высоким спросом полистирол пользуется в качестве сырья для производства пенополистирола.

Полные циклы самых разных технологий обработки полистирола уже хорошо известны и проработаны. Покупать полистирол оправдано для дальнейшего его склеивания, сваривания, совмещения с пластификаторами, переработки методами работы с термопластами. Самые разнообразные продукты из этого материала также получают с помощью экструзии при 130-190 °С или литья под давлением при 190-230 °С, когда температура литьевых форм достигает 50-60 °С. Продукты из полистирола легко и качественно окрашиваются гранулированными концентратами пигментов,
специальными красителями и, иногда, красителями, предназначенными для полиолефинов.

Поскольку сегодня этим материалом производители прекрасно заменяют в конструкциях металл и дерево, купить полистирол каждый из нас имеем возможность в качестве мебели, чемоданов, емкостей, контейнеров, одноразовой посуды, бутылей, игрушек, канцтоваров, визитных карточек, осветительных приборов, светофильтров. Также поставщики полистирол предлагают для производства некоторых объемных компонентов бытовых и промышленных холодильников, корпусов приборов, кабельной изоляции и даже упаковок для косметики. Из тонкого (менее 75 мкм) полистирола изготавливаются прозрачные окошки в картонных коробках, из материала немного большей толщины -  упаковки для мясных продуктов.

Все чаще купить полистирол становятся заинтересованы предприятия строительной индустрии, в частности, возрастает спрос на экструдированный или экструзионный полистирол общего назначения (GPPS). Покупать полистирол этого типа становится выгодным для производства прозрачных, цветных или молочных листов на зкструзионных плоскощелевых линиях. Поскольку GPPS устойчив к длительному ультрафиолетовому воздействию, из полученных листов изготавливают теплицы, оранжереи, оконные стекла, двери, рассеиватели света, плёнки, перегородки, вывески, ценники, подставки, душевые кабинки.

Купить полистирол становиться также целесообразно и для производства изделий подконтрольных Госкомсанэпиднадзору России, а именно для изготовления:
- комплектующих доильных аппаратов, холодильников и оборудования для переработки пищевые продукты, как то: соковыжималки, терки, овощерезки;
- изделий для хранения и использования при комнатной температуре пищевых продуктов, как то: банки для сыпучих продуктов, сухарницы, сахарницы, хлебницы, вазы, стаканы, мерные кружки, поддоны, подносы;
- бытовых товаров, как то: мыльницы, футляры для зубных щеток, расчески, облицовка детских ванночек.

Столь же распространенной деятельностью сегодня является и рециклинг полистирола, когда уходит на продажу-куплю полистирол уже бывший в употреблении. Предприятия, специализирующиеся на этом, откликаются на объявления: «Продаем полистирол бывший в употреблении». С помощью технологии экструдирования очищают полистирольные отходы и производят вторичное гранулирование материала, после чего материал становиться вновь пригодным для использования.