Полистирол

Полистирол (ПС) является относительно недорогим жестким полимером, который обычно производят радикальной полимеризацией мономера стирола. Поскольку стирольная группа может выступать и как донор электронов, и как акцептор, можно использовать и другие способы полимеризации, отличные от радикального, например, включающие анионный, катионный и координационный механизмы. Основной промышленной технологией является полимеризация в массе, которая осуществляется в две стадии. На первой стадии предварительной полимеризации процесс ведется при 80 °С и даст 30 % конверсии. Эта смесь затем поступает в другой реактор, где полимеризация происходит при 100-200 °С Готовый полимер имеет высокую степень полимеризации, но продукт получается в полидисперсной форме. Чистота, содержание стирола Мда, степень разветвленное и полидисперсность зависят от условий полимеризации. ПС с более высокой молекулярной массой применяется для покрытий, тогда как ПС с низкой молекулярной массой используется для изготовления изделий литьем под давлением. ПС является натуральным аморфным материалом с высокой степенью раз-ветвленности цепей. Он обладает хорошими диэлектрическими свойствами благодаря низкой полярности; у него высокая стойкость к воде и другим растворителям. Главные недостатки ПС — его хрупкость, нестабильность под действием УФ-света и воспламеняемость. Последний недостаток может быть уменьшен посредством введения галогенов. Синдиотактичсский ПС в настоящее время производится полимеризацией на металлоценовых катализаторах. Синдиотактиче-ский ПС — это кристаллический полимер с температурой плавления 270 С, но он является несколько более дорогим материалом. Среди других форм ПС назовем вспененный ПС (ВИС, пенополистирол), который производят с помощью инертных растворителей в качестве порообразователей, и ударопрочный ПС (УППС), производимый диспергированием мелких частиц бутадиенового каучука в мономере стирола до начала полимеризации. Стереохимические свойства каучука влияют на свойства полимера; оптимальные свойства достигаются при использовании 36 %-ного цисс-1,4-полибутадиена. Термодеструкция ПС происходит в одну стадию при температуре выше 300 С. Выход мономера составляет 40 % при большом содержании олигомеров и небольших количествах бензола и толуола. Среди типичных растворителей ПС назовем хлорированные углеводороды, ТГФ и метилэтилкетон (МЭК). Основные свойства ПС приведены в табл. 1.6.

Основными способами переработки ПС являются литье под давлением и экструзия. ПС в виде листов и блоков используется в электрохимии и для изготовления линз. ВПС применяется, главным образом, в качестве изоляционного материала в строительной промышленности, как изолятор в утилизируемых контейнерах

для пищевых продуктов и в виде защитной упаковки. Основной областью применения УППС является упаковка для продуктов быстрого приготовления.

ПС может быть вторично переработан по различным технологиям. Наиболее распространенной его формой является ВПС, с которым связано большинство проблем повторной переработки. Главной проблемой является то, что вспененный материал должен быть уплотнен для удобства транспортировки; к тому же затруднительно извлекать химикаты-добавки, вводимые в процессе вспенивания. Существует множество распространенных стирольных сополимеров, например стиролакрилонитрил (САН), стиролметилметакрилат (СМ), стирол-а-метилсти-рол (САМ), бутадиенстирольный каучук (БСК) и АБС-пластик. Последний мы рассмотрим ниже. САН имеет более высокие барьерные свойства, химические свойства и стойкость к действию УФ-излучения, но он менее химически стабилен. Сополимеры СМ имеют лучшую ультрафиолетовую и химическую стабильность, чем ПС, а САМ обладает лучшими электроизоляционными свойствами.