Semua tentang polistirena

Berbagai jenis plastik telah secara radikal mengubah pemahaman kita tentang kehidupan sehari-hari - hari ini hidup kita sudah tidak mungkin dibayangkan tanpa hal-hal plastik tertentu. Namun, ada berbagai jenis plastik, dan masing-masing varietas memiliki karakteristik spesifiknya sendiri yang menentukan penggunaan zat tertentu di area tertentu. Karena polystyrene adalah salah satu pilihan plastik paling populer saat ini, ada baiknya mempertimbangkan fitur-fiturnya lebih dekat.

Polistirena adalah stirena terpolimerisasi, yaitu produk industri kimia. Anda dapat mencapai pembuatannya menggunakan berbagai metode, yang masing-masing memiliki kelebihan dan kekurangannya sendiri, dan kami akan mempertimbangkan yang paling populer secara lebih rinci dalam artikel di bawah ini. Di mana polystyrene hanya mengandung molekul zat umum seperti karbon dan hidrogen, tetapi terbuat dari stirena cair, yang, pada gilirannya, diperoleh dari minyak dan batu bara.

Polystyrene pertama kali diperoleh pada tahap awal revolusi industri - diketahui bahwa pada tahun 1839 itu disintesis di Jerman. Hal lain adalah bahwa produksinya dalam skala industri dimulai jauh kemudian - hanya dari tahun 1920, dan bahkan pada dekade pertama itu tidak digunakan secara aktif. Hanya selama Perang Dunia Kedua di Amerika mereka menjadi sangat tertarik dengannya, memproduksi karet sintetis berdasarkan polistirena, dan di Uni Soviet produksi industri bahan ini sepenuhnya ditunda hingga tahun-tahun pascaperang.

Tidak dapat dikatakan bahwa polistiren modern sepenuhnya konsisten dengan sampel seratus tahun yang lalu. – selama ini, para ilmuwan telah mencari cara untuk meningkatkan sifat material. Berkat ini, plastik setelah Perang Dunia Kedua menjadi jauh lebih tahan lama, termasuk ketahanan terhadap benturan yang jauh lebih baik - ini menjadi mungkin berkat pembuatan kopolimer stirena, yang diperoleh melalui proses kimia yang bahkan lebih kompleks.

Tepat karakteristik fisik polystyrene modern sangat bergantung pada bagaimana ia diproduksi, tetapi secara umum, ketika mereka berbicara tentang polistiren sederhana tanpa klarifikasi apa pun, itu berarti bahan dengan parameter yang sangat spesifik. Kepadatannya bukan yang tertinggi (1060 kg / m3), tetapi bahannya tidak memiliki titik leleh tertentu - sudah pada 60 derajat di atas nol, ia mulai kehilangan bentuk, pada 105 dapat menyala secara spontan, ketika dipanaskan hingga 200 derajat, struktur kimianya mulai hancur.

Massa molekul zat ini juga sama sekali tidak spesifik dan sangat tergantung pada metode memperoleh polistiren - biasanya berkisar antara 50 ribu hingga 300 ribu, meskipun opsi emulsi terkadang menunjukkan tingkat yang jauh lebih tinggi. Kelarutan polystyrene signifikan dalam sejumlah zat, termasuk monomernya sendiri, serta aseton, hidrokarbon aromatik dan ester.

Polystyrene memiliki sifat dielektrik yang nyatayang tidak berubah terlepas dari lingkungan. Bahan ini juga praktis tidak peduli dengan efek merusak asam dan alkali, garam, alkohol. Di atas, kami telah mendaftarkan zat yang masih dapat melarutkannya, dan juga teroksidasi, terhalogenasi, nitrasi, dan sulfonasi.

Dalam bentuk aslinya, tanpa pewarnaan tambahan, polystyrene (setidaknya variasi bloknya) tidak hanya tidak berwarna, tetapi juga transparan. Strukturnya praktis tidak menahan cahaya tampak, melewati 90% dari jumlahnya, dan ini memungkinkan untuk menggunakan bahan ini dalam pembuatan kacamata optik. Pada saat yang sama, radiasi ultraviolet dan inframerah tidak melewati permukaan polistiren dengan begitu percaya diri.

Jika kita mempertimbangkan sifat-sifat polistiren sebagai kelebihan yang membuatnya begitu populer di berbagai bidang, pertama-tama ada baiknya menyoroti poin-poin penting berikut.

• Kombinasi biaya rendah dan kemudahan pemrosesan. Pada harganya, polystyrene dapat dianggap sebagai salah satu mesin utama peradaban modern, mengingat sifat apa yang dimilikinya.Bukan tanpa alasan bahwa hari ini begitu banyak produk diproduksi dengan partisipasi langsung dari bahan ini - itu tidak benar-benar memiliki alternatif.
• Ketahanan kimia yang baik. Sebagian besar zat yang bisa masuk ke permukaan polistiren dalam kehidupan sehari-hari tidak menimbulkan bahaya apa pun - ini adalah berita bagus bagi produsen yang ingin menghasilkan produk yang tahan lama. Pada saat yang sama, di laboratorium kimia, yang memiliki seperangkat reagen yang mengesankan, tidak sulit untuk melarutkan polistiren.
• Toksisitas dalam batas yang relatif aman. Polystyrene memancarkan relatif sedikit asap berbahaya dan dianggap tidak berbahaya dari sudut pandang lingkungan, dengan reservasi tertentu. Setidaknya, para ahli tidak mengajukan pembatasan penggunaan bahan polystyrene di dalam bangunan tempat tinggal, dan bahkan piring dari polystyrene dapat dibuat.
• Berbagai macam aplikasi. Karena kualitasnya, kemudahan pemrosesan dan pewarnaan, polistiren dapat digunakan sebagai bahan baku untuk produksi sesuatu.

Dengan semua kelebihan polystyrene, ia juga memiliki batasan, dan meskipun jumlahnya tidak banyak, terkadang mereka memainkan peran yang sangat signifikan.

Salah satu pesaing utama polistiren adalah polimer populer lainnya - polipropilena. Di beberapa area, seperti produksi bahan kemasan, mereka adalah pesaing langsung, tetapi perbedaan antara kedua bahan tersebut cukup signifikan. Layak untuk memulai setidaknya dengan fakta bahwa polystyrene sulit untuk didaur ulang, dan meskipun Anda sering mendengar bahwa itu aman, para pencinta lingkungan masih suka mencari-cari kesalahannya.

Polypropylene juga bukan tanpa dosa, tetapi masih ada sedikit pertanyaan, dan lebih mudah untuk mendaur ulangnya. Jika kita berbicara murni tentang kualitas fisik dari kedua bahan, maka polypropylene juga ditandai dengan peningkatan fleksibilitas - di mana polistiren sudah pecah atau retak, polipropilena yang lentur hanya ditekuk. Mengenai harga, polystyrene, mungkin, akan kalah bersaing dengan saingannya sejak lama, tetapi lebih biaya rendah - faktor yang membuatnya bertahan sejauh ini.

Membedakan satu sama lain secara visual tidak begitu sulit, tetapi Anda perlu tahu apa yang harus dilihat. Polystyrene tampak lebih indah, itu mengkilap dan berkilau, tanpa pewarnaan tambahan terlihat transparan, meskipun mungkin memiliki warna biru dingin yang khas. Polypropylene tampaknya sedikit lebih kotor karena kabutnya, efek hamburan cahayanya jauh lebih tinggi. Anda juga dapat membedakan antara dua bahan dengan mengetuk: polystyrene nyaring dan mengeluarkan klik karakteristik saat dipukul, sementara suara polypropylene teredam.

Polystyrene adalah salah satu bahan yang paling kontroversial dalam hal menilai bahaya dan bahaya kesehatan. Di satu sisi, ini digunakan secara intensif di tempat tinggal manusia dan bahkan untuk produksi hidangan, yang sudah menunjukkan bahwa ini tidak dilarang.Di sisi lain, banyak pernyataan yang mempertanyakan keramahan lingkungan dari plastik terutama mengacu pada polistirena. Wajar untuk mengatakan bahwa, meskipun bukan yang paling berbahaya dari bahan yang ada, itu juga tidak dapat dianggap aman - tidak dapat digunakan secara aktif.

Polystyrene dapat melepaskan tidak begitu banyak zat beracun yang tidak akan terlalu mempengaruhi kesehatan manusia, tapi ini hanya selama Anda tidak menghubunginya terus-menerus, dan sampai dia memanas. Semakin tinggi suhunya, semakin berbahaya kedekatannya dengan produk polistiren, terutama jika api mulai menyala dan bahannya terbakar. Yang terpenting, asap kimia mengganggu hati, tetapi masalah bahkan dapat terjadi pada jantung dan paru-paru, dan beberapa ahli percaya bahwa menghirup uap styrene secara dangkal penuh dengan perkembangan hepatitis.

Juga harus dipahami bahwa polystyrene polystyrene berbeda: untuk meningkatkan sifat plastik, produsen dapat menambahkan berbagai plasticizer, pewarna, dan aditif lain yang mempengaruhi kekuatan dan elastisitas pada komposisi bahan.

Ketika kami menyebut polystyrene relatif aman di atas, itu berarti bahwa ada produk lain yang lebih berbahaya dari aktivitas manusia yang masih tidak dapat kami tolak - misalnya, knalpot mobil.Selain itu, secara teoritis, polistiren dapat digunakan dan hampir sepenuhnya aman - asalkan Anda mengetahui dan mengikuti instruksi dengan ketat, khususnya, tidak berkontribusi pada pemanasan material, tetapi melindunginya darinya. Tetapi bahkan dalam kasus ini Jangan menganggap polystyrene sebagai zat yang sepenuhnya aman, karena bahkan di dunia plastik, yang telah menerima lebih banyak kritik dalam beberapa tahun terakhir, polystyrene bukanlah yang paling aman.

Saat ini Untuk produksi polystyrene, beberapa metode digunakan untuk mendapatkan: bahan yang diinginkan, dan dalam hal sifat-sifatnya, hasil akhir tidak akan selalu sama. Untuk memahami cara kerjanya, Pertimbangkan masing-masing dari tiga metode populer.

Sampai saat ini, ini metode ini sebagian besar sudah ketinggalan zaman dan praktis tidak digunakan dalam produksi. Prinsip operasi adalah sebagai berikut: pertama, stirena dimurnikan dari inhibitor, setelah itu dikombinasikan dalam air dengan pengemulsi (garam asam lemak dan sulfonat, sabun), serta inisiator polimerisasi - kalium persulfat dan hidrogen dioksida. Ketika dipanaskan hingga 85-95 derajat, reaksi kimia terjadi - proses polimerisasi bertahap, yang dianggap selesai jika jumlah stirena turun di bawah 0,5%.

Emulsi yang dihasilkan kemudian digumpalkan dengan larutan garam meja biasa dan dikeringkan, menghasilkan pembentukan bubuk butiran halus, yang masing-masing butiran memiliki ukuran tidak lebih dari 0,1 mm. Meskipun polistirena biasanya digambarkan sebagai putih dan transparan, karakteristik seperti itu tidak dapat diperoleh dengan metode ini. - bola memiliki warna kekuningan, menunjukkan adanya pengotor alkali, yang tidak dapat dihilangkan sepenuhnya.

Metode lain yang sudah dianggap usang, meskipun masih dianggap cocok untuk mendaur ulang polistiren menjadi kopolimer seperti polistiren yang diperluas. Untuk produksi, stirena yang disiapkan diperlukan, atau lebih tepatnya, suspensinya dalam air, magnesium hidroksida, polivinil alkohol, natrium polimetakrilat, dan inisiator polimerisasi. Semua ini dikirim ke reaktor, di mana zat tersebut secara aktif dicampur dengan pemanasan bertahap hingga 130 derajat dan peningkatan tekanan. Setelah itu, suspensi yang dihasilkan masih perlu diproses dalam centrifuge, dan hanya setelah mencuci dan mengeringkan bahan yang dikumpulkan, polistiren diperoleh.

Metode ini saat ini dianggap yang paling populer dan relevan, dan sebagian besar polistiren saat ini diproduksi dengan cara ini. Pembenarannya sangat sederhana: outputnya adalah bahan yang bersih dan ideal dalam hal parameter pencahayaan, yang dibedakan oleh stabilitas parameternya. Pada saat yang sama, penggunaan teknologi yang dipertimbangkan efektif dan menjamin hampir tidak ada limbah produksi.

Produksi blok polistirena didasarkan pada pencampuran stirena dalam media benzena dalam dua tahap - pertama pada suhu sekitar 90 derajat, dan kemudian dengan pemanasan bertahap dari 100 hingga 220. Produksi blok dihentikan pada tahap ketika sekitar 85% dari massa stirena telah berubah menjadi polistirena. Penghilangan stirena yang belum sempat berpolimerisasi dilakukan dengan menggunakan vakum.

Polystyrene digunakan di sejumlah besar bidang aktivitas manusia dan bahkan digunakan untuk membuat kerajinan DIY. Di rumah suvenir kecil dibuat darinya, menggunakan pemotongan laser, penggilingan, pewarnaan dalam warna apa pun - dari merah hingga emas dan hitam, dan dalam beberapa kasus - dicetak pada permukaan polistiren. Polystyrene menemukan aplikasi terluas dalam konstruksi, di mana panel dinding dan ubin langit-langit, berbagai partisi dan baguette dibuat darinya. Dalam bentuk lembaran, bahan ini juga dapat digunakan untuk finishing fasad. Pada akhirnya, atas dasar bahan ini, yang populer telah diproduksi akhir-akhir ini. beton polistirena.

Industri furnitur juga semakin banyak menggunakan bahan ini, meskipun pada saat ini bukan pesaing untuk kayu dan turunannya. Namun, di mana kelembabannya tinggi, itu digunakan terus-menerus - misalnya, baki pancuran sudah dapat dibuat seluruhnya hari ini. Selain itu, butiran polistiren digunakan sebagai pengisi bantal dan untuk keperluan ini sudah jadi dijual dalam tas.

Untuk orang awam rata-rata, food grade polystyrene dikenal sebagai hampir bahan utama. untuk pembuatan peralatan makan sekali pakai. Sebagian besar gelas plastik, yang sangat populer untuk pembotolan minuman ringan, dibuat darinya hari ini. Selain itu, polystyrene food grade banyak digunakan sebagai bahan kemasan karena biaya rendah dan kekuatan komparatif. Mengingat sifat dielektrik material, perlu dicatat bahwa itu juga telah menemukan aplikasi luas di teknik listrik.

Dalam kehidupan sehari-hari, paling sering Anda harus bekerja dengan lembaran polystyrene, yang dapat diproses baik secara mekanis maupun termal. Membentuk dengan menekuk, menempelkan, memotong dan mengebor dapat dilakukan sebagai bahan biasa, serta tahan goncangan. Untuk memecah lembaran dengan ketebalan kurang dari 2 mm, gergaji biasa digunakan, sedangkan lembaran yang lebih tebal dapat diambil dengan gerinda atau perkakas tangan. Di bengkel industri pemotongan laser mungkin. Garis potong ternyata sedikit sobek, oleh karena itu memerlukan pemrosesan lebih lanjut - pertama-tama dilewatkan dengan file, dan kemudian dengan ampelas.

Jika perlu membuat lubang di lembaran, gunakan bor, di mana Anda memerlukan bor yang dirancang khusus untuk mengebor plastik lembaran. Jika ketebalan lembaran kecil, saat mengebornya dapat berubah bentuk melawan kehendak master - Anda dapat menghindari perkembangan peristiwa seperti itu dengan menempatkan balok kayu di bawah lembaran. Lembaran dibentuk baik dengan metode vakum atau dengan injeksi udara di bawah tekanan tinggi. Pemrosesan dengan salah satu metode yang ditunjukkan melibatkan pemanasan material yang signifikan (hingga 160-200 derajat).

Jika kita berbicara tentang polistiren matte, maka itu juga dapat mengalami jenis pemrosesan seperti penggilingan dan pemolesan. Untuk ini, penggiling digunakan, tetapi tidak dengan roda abrasif - alih-alih, roda lunak diambil, di mana pasta pemoles khusus diterapkan. Jika bagiannya kecil, Anda bisa memoles atau menggilingnya dengan tangan.

Antara lain, pelapis khusus apa pun dapat diterapkan pada permukaan polistiren – dari lapisan logam ke film cermin. Itu dapat dicetak dalam warna hitam atau warna, dengan salah satu metode yang dikenal. Pada saat yang sama, untuk melindungi teks atau gambar yang dihasilkan, perlu untuk membuka permukaan dengan pernis, karena polimer tidak menyerap kelembaban.

Dalam bentuknya yang murni, polystyrene tampaknya tidak menyebabkan banyak kerusakan pada lingkungan, tetapi pada saat yang sama, limbahnya, seperti yang seharusnya berupa plastik, bertahan selama periode waktu yang sangat lama, mencemari planet ini.. Selain itu, saat berada di lingkungan alami, polimer dan kopolimernya dapat mengalami pemanasan yang berlebihan, termasuk terbakar dalam api, dan akibatnya bisa jauh lebih mengerikan. Dengan cara yang sama, kontak yang tidak terkendali dari objek polistiren dengan zat yang mampu melarutkan bahan tidak diinginkan, jika tidak, pelepasan asap beracun stirena, benzena, toluena, karbon monoksida, dan etilbenzena tidak dapat dihindari.

Keuntungan relatif dari bahan adalah bahwa itu dapat didaur ulang dalam banyak kasus, memanfaatkan limbah langsung dan produk usang darinya. Sebagai metode pengolahan resor ekstrusi, menekan dan casting. Outputnya adalah produk yang tidak kalah kualitasnya dengan yang baru, sedangkan sampah tidak terbentuk. Selain itu, dalam beberapa tahun terakhir, bahan bangunan baru telah dibuat berdasarkan polistiren - beton polistirena, yang sesuai untuk konstruksi bertingkat rendah.Sayangnya, limbah polystyrene dalam jumlah besar, terutama di negara-negara miskin, dibakar begitu saja. Perilaku membuang sampah plastik ini sangat berdampak negatif bagi lingkungan.

Video berikut berbicara tentang lembaran polystyrene dan fitur aplikasinya.