Полистирен: Разлика между версии
Изтрито е съдържание Добавено е съдържание
кор., форматиране: 6x тире-числа, 3 интервала, запетая (ползвайки Advisor) |
|||
Ред 5:
== История ==
Стиропорът е бил открит през 1839 г. от Едуард
Симон (Johann Eduard Simon), аптекар от Берлин. От стиракс, смолата на турското дърво Liquidambar orientalis, той дестилира маслообразно вещество, мономер, които той нарича стирол. Няколко дни по-късно, Саймън установява, че стиролът се е втвърдил, вероятно заради окисление, в желе, което той нарича стиролоксид („Styroloxyd“). През 1845 г. роденият в Ямайка химик Джон Бъдъл Блайт и
немския химик Огъст Вилхелм вон Хофман показват, че същата трансформация на стирол протича и в отсъствието на кислород. Те наричат тяхното вещество метастирол (metastyrol). Анализ по-късно показа, че е химически идентичен с веществото на Едуард Саймън – Styroloxyd. През 1866 г. Марселин Бъртелот правилно описва формирането на метастирол/стиролоксид от стирол като процес на полимеризация.
Около 80 години по-късно става ясно, че с нагряването на стирола започва верижна реакция, която произвежда макромолекули, отговарящо на тезата на германския органичен химик Херман Щаудингер (1881 – 1965). Това в крайна сметка води до названието на веществото – полистирол.
Компанията „''IG Farben''“ започва производство на полистирол в Лудвигсхафен около 1931 г., надявайки се, че ще бъде подходящ заместител на лят цинк в много приложения.▼
▲надявайки се, че ще бъде подходящ заместител на лят цинк в много приложения.
Успехът бил постигнат, когато те разработили реакторния съд, който екструдирал полистирол чрез нагрята тръба и нож, произвеждащ полистирен във вид на пелети („мъниста“).
Преди 1949 г. инженер-химикът Фриц
[[BASF]] и
== Структура ==
В химическо отношение полистирен е дълга въглеводородна верига, където редуващи въглеродни центрове са прикрепени към фенилови групи (името, дадено на ароматния пръстен бензен). Химическа формула
▲на полистирола е , тя съдържа химични елементи и водород и въглерод.
Свойствата на материала се определят от малък обсег на ван дер
▲на материала се определят от малък обсег на ван дер Ваалс-привличания между полимерни вериги.
Тъй като молекулите са дълги въглеводородни вериги, които се състоят от хиляди атоми, общата притегателната сила между молекулите е голяма. При нагряване (или деформирани с бързи темпове, което се дължи на комбинация от вискоеластична и топлоизолационни свойства), веригите са в състояние да поемат по-голяма степен на конформация и се плъзгат един покрай друг. Тази междумолекулна слабост (в сравнение с високата вътрешномолекулна здравина поради въглеводородната структура) придава гъвкавост и еластичност. Способността на системата да се деформира лесно над неговата температура на встъкляване позволява полистиролът (и термопластичните полимери като цяло), да могат лесно да се размекнат и формоват при нагряване.
Екструдираният полистирол е толкова силен, колкото
чист алуминий, но много по-гъвкав и много по-лек (1
== Полимеризация ==
Стиропорът се получава, когато стиренови мономери се свързват помежду си. В полимеризацията, пи връзката въглерод-въглерод (в групата на винилите) се разбива и нова въглерод-въглерод единична (Sigma)
връзка се формира, като се прилага друг стиренов мономер на веригата.
Новообразуваната сигма връзка е много по-силна, отколкото пи връзката, която бе разрушена, поради което е много трудно да се деполимеризира полистирол.
Веригата на полистирена обикновено включва няколко хиляди мономера, давайки и молекулно тегло около 100 000 – 400 000.
3-D модеъл ще покаже, че всеки един от хиралните
Line 78 ⟶ 46:
произвежда в търговската мрежа.
'''''-Атактен полистирен:'''''
Единствената търговски важна форма на полистирол е
Line 85 ⟶ 52:
на полимерната верига. Това случайно позициониране предотвратява втвърдяването
(кристализацията) на веригите. Пластмасата има температура на встъкляване от ~
90 °С. Полимеризацията започва със свободните радикали.
== Разграждане ==
Line 101 ⟶ 68:
== Биоразграждане ==
Метаногенните консорциуми са показали, че [[Биохимическо разлагане|разграждат]] стирен като единствен източник на въглерод. В този случай стирен разграден до редица органични междинни съединения и въглероден диоксид. Приемайки данните на въглеродния диоксид, като представяне на обема на стирен, които се разгражда напълно до газ, степента на разграждане на стирен варира от 0
== Производствени форми ==
Line 113 ⟶ 80:
експлозиви.
'''''
Полистиренът се използва за производство на
Line 121 ⟶ 88:
методи включват термоформоване (вакуумно формоване) и шприцоване.
Полистиренови
лабораторни съдове като епруветки и микротарелки играят важна роля в биомедицинските
изследвания и науки. За тези цели, детайлите почти винаги се правят чрез
шприцоване, а често и се стерилизират след формоване, или чрез облъчване или
чрез третиране с етилен оксид.
с плазми с високо съдържание на кислород), често се прави, за да се въведат
полярни групи. Голяма част от съвременните биомедицински изследвания разчитат
Line 131 ⟶ 98:
фармацевтичните изследвания.
'''''
Полистиреновите пенопласти са добри топлоизолатори
Line 138 ⟶ 104:
например в изолацията на бетонни форми и структурно изолирани панелни сгради. Сивите
полистиренови пенопласти, включващи графит имат висококачествени изолационни
свойства. Те се използват и за
архитектурни структури. Полистиреновите пенопласти също показват добри омекотяващи
свойства, поради което се използва широко в опаковането.
Line 147 ⟶ 113:
Този термин се използва често неофициално за други полистиренови продукти.
'''''
Пенополистиролът (EPS) са твърди и здрави,
Line 164 ⟶ 130:
Типични стойности варират от 0,032 до 0,038 W/(m·K), в зависимост от
плътността. Стойността на 0
стойността на 0
на K-710 от StyroChem Финландия. Добавянето на пълнежи (графитни, алуминиеви, или
въглеродни) наскоро позволиха на топлопроводимостта на пенополистиролът да
достигне до около 0
цвят, който го отличава от стандартните пенополистироли. Няколко производители
са успели да произведат широка гама пенополистироли с повишена термоустойчивост
за използване във Великобритания и ЕС.
ICC-ES (Интернационален
изисква пенополистирол плоскости, използвани в строителството на сгради да
отговарят на изискванията на ASTM C578. Едно от тези изисквания е, че индексът
Line 191 ⟶ 157:
Според
EPS-IA ICF организация, типичната плътност на пенополистиролът, използван за изолиране на бетонни форми е 1
или тип IX пенополистирен според ASTM C578. Пенополистиренови блокове или плочи, използвани в строителството често
се изрязват с помощта на горещи проводници.
'''''
Екструдиран пенополистирол (XPS) се състои от
затворени клетки, предлага подобрена грапавост на повърхността и по-висока
твърдост и намалява топлопроводимостта. Диапазонът на плътност е около 28
Екструдиран полистиренов материал се използва също
Line 210 ⟶ 175:
средната стойност е около 0,035 W/(m·K).
'''''
се придадат някои от свойствата на разтегливите материали, като на полибутадиен
каучук. Тези два материали обикновено никога не могат да бъдат смесени, заради
Line 222 ⟶ 186:
получава удароустойчив полистирен (HIPS), често наричан „удароустойчива
пластмаса“. Едно търговско наименование за удароустойчив полистирен е
Bextrene. Общи приложения
играчки и продуктови обвивки. HIPS е обикновено шприцована в производството. Обраборката
на полистирол в автоклав може да компресира и да се втвърди материала.
Line 235 ⟶ 199:
пептиден синтез.
'''''
полистирен'''''
Line 249 ⟶ 213:
== Екологични проблеми ==
'''''
Полистиреновите пенопласти са произведени чрез
Line 257 ⟶ 221:
новопроизведените материали, но имат сравнително леко въздействие върху
околната среда. Екструдиран пенополистирол обикновено се прави с хидрофлуоровъглероди
(HFC-134a), които имат потенциал за глобално затопляне около 1000
повече от този на въглеродния диоксид.
'''''
Изхвърленият полистирен се биоразгражда в
продължение на стотици години и е устойчив на фотолиза.
'''''
'' ''Полистиреновата пяна е представлява голяма част от
Line 275 ⟶ 239:
птица или морско създание, ако погълне значителни количества.
'''''
Ограничаването на употребата на пенообразен
Line 284 ⟶ 248:
(CFC), който е бивш компонент на полостирена.
'''''
През 1987 г. Бъркли забрани хлорфлуорвъглеводородни
хранителни опаковки.
През 1988 г.
забранява използването на полистирен. Въпреки това, правни предизвикателства от
страна на Дружеството на пластмасовата промишленост, го сприраха да влезе в сила,
Line 303 ⟶ 267:
хранителни опаковки.
'''''
Китай забрани използването на разширен полистирол
в опаковки за готова храна и съдове около 1999 г. Въпреки това, спазването на
закона е било проблем и през 2013 г.
активно лобира да се отмени забраната.
Line 315 ⟶ 279:
'' ''
'''''
Като цяло, полистирена не е приет в програмите за събиране
Line 329 ⟶ 293:
икономически изгодно той да се събира. Въпреки това, ако отпадъчния материал
преминава през процес на първоначално уплътняване, материалът променя плътност
от обикновено
стойност за производители на рециклирани пластмасови гранули. Рециклиран пенополистирол
може лесно да се добави към продукти като EPS изолационни листове и други EPS
Line 346 ⟶ 310:
с приблизително 80% рециклирани полистирени от 1993 г. насам.
'''''
Ако полистиренът се изгаря правилно при високи
температури (до 1000 °С) и обилно с въздух (около 14
са вода, въглероден диоксид, и евентуално малки количества на остатъчни
халогени съединения от забавители на горенето. Ако се прави само непълно
Line 355 ⟶ 319:
съединения. Според Американския Химически Съвет, когато полистирена се изгаря в
модерни съоръжения, крайният обем е 1% от началния обем; голямата част от
полистиренът се превръща във въглероден
голямото количество топлина което се отделя, тя понякога се използва като
източник на енергия за пара или електроенергия.
Когато полистиренът е изгорен при температури от
800
продукти се състоят от сложна смес от полициклични ароматни въглеводороди (ПАВ)
от алкилбензоли. Над 90 различни съединения са идентифицирани в горивните води
Line 366 ⟶ 330:
== Безопасност ==
'''''
На базата на научни изследвания в продължение на
Line 392 ⟶ 356:
Полистиренът е широко разпространен в опаковките за храна и напитки. Мономерът стирен (от който се прави полистирен) е подозиран за канцерогенен агент. Стирен обикновено се среща в такива ниски нива в
потребителските продукти, че рисковете са минимални. Полистиренът, който се използва за контакт с храна не може да съдържа повече от 1% (0
'''''Опасност от пожар'''''
Подобно на други органични съединения, полистиренът е запалим. Полистиренът е класифициран съгласно
== Имена и търговски марки ==
|