ポリスチレンについて

さまざまな種類のプラスチックは、日常生活に対する私たちの理解を根本的に変えました。今日、私たちの生活は特定のプラスチック製品なしでは想像できません。ただし、プラスチックにはさまざまな種類があり、種類ごとに固有の特性があり、特定の領域での特定の物質の使用を決定します。ポリスチレンは今日最も人気のあるプラスチックの選択肢の 1 つであるため、その機能をより詳しく検討する価値があります。

ポリスチレン 重合したスチレン、つまり化学工業の製品です。さまざまな方法で製造できますが、それぞれに長所と短所があります。以下のこの記事では、最も人気のある方法について詳しく説明します。その中で ポリスチレンには、炭素や水素などの一般的な物質の分子のみが含まれています、しかし、それは石油と石炭から得られる液体スチレンから作られています。

ポリスチレンは、産業革命の初期段階で最初に入手されました。 1839年にドイツで合成されました.もう1つのことは、工業規模での生産がはるかに遅れて始まったことです-1920年からであり、それでも最初の数十年間はそれほど積極的に使用されていませんでした.米国での第二次世界大戦中にのみ、彼らはそれに本当に興味を持ち、ポリスチレンをベースにした合成ゴムを生産し、ソ連では、この材料の工業生産は戦後まで完全に延期されました。

現代のポリスチレンが百年前のサンプルと完全に一致しているとは言えません。 – この間ずっと、科学者は材料の特性を改善する方法を探してきました。このおかげで、第二次世界大戦後のプラスチックは、衝撃に耐えるなど、はるかに耐久性が高くなりました。これは、さらに複雑な化学プロセスによって得られたスチレン共重合体の作成により可能になりました。

正確 現代のポリスチレンの物理的特性は、製造方法に大きく依存しています、しかし、一般的に、彼らが説明なしで単純なポリスチレンについて話すとき、それらは非常に特定のパラメータを持つ材料を意味します.その密度は最高ではありません (1060 kg / m3) が、材料には特定の融点がありません。その化学構造が破壊され始めます。

分子量 物質も決して特定ではなく、ポリスチレンの取得方法に大きく依存します。通常、50,000から300,000の範囲ですが、エマルジョンオプションではかなり高い速度が示されることがあります. 溶解性 ポリスチレンは、それ自体のモノマー、アセトン、芳香族炭化水素、エステルなど、多くの物質で重要です。

ポリスチレンは顕著な誘電特性を持っていますどんな環境でも変わらない。この材料は、酸やアルカリ、塩、アルコールの有害な影響にも実質的に無関心です。上記では、まだ溶解できる物質をすでにリストしており、酸化、ハロゲン化、ニトロ化、スルホン化もされています。

追加の着色なしの元の形で、ポリスチレン（少なくともそのブロックの種類） 無色透明なだけでなく、.この構造は実質的に可視光を保持せず、その量の90％を通過させるため、この材料を光学ガラスの製造に使用することができます。同時に、紫外線と赤外線はポリスチレンの表面をそれほど確実に通過しません。

ポリスチレンの特性をさまざまな分野で非常に人気のある利点として考えると、まず、次の重要な点を強調する価値があります。

• 低コストと加工のしやすさを両立.その価格で、ポリスチレンは、その特性を考えると、現代文明の主要なエンジンの1つと見なすことができます.今日、この素材を直接使用して非常に多くの製品が製造されているのは当然のことです。実際には代替品がありません。
• 耐薬品性に​​優れています。 日常生活でポリスチレンの表面に付着する可能性のある物質のほとんどは、ポリスチレンに危険を及ぼすことはありません。これは、耐久性のある製品を製造したいメーカーにとって朗報です。同時に、印象的な試薬セットを手元に置いている化学実験室では、ポリスチレンを溶解することは難しくありません。
• 比較的安全な範囲内の毒性。 ポリスチレンは、有害なガスをほとんど放出せず、環境の観点からは無害であると考えられていますが、一定の留保があります。少なくとも、専門家は住宅内でのポリスチレン材料の使用に制限を設けておらず、ポリスチレンから皿を作ることさえできます。
• 幅広いアプリケーション.その品質、加工のしやすさ、染色のしやすさから、ポリスチレンは何かを生産するための原料として使用できます。

ポリスチレンのすべての利点に加えて、 制限事項、そしてそれらの数はそれほど多くはありませんが、時には非常に重要な役割を果たします。

ポリスチレンの主な競合相手の 1 つは、別の一般的なポリマーです。 ポリプロピレン.包装材料の製造などの一部の分野では、両者は直接の競合相手ですが、2 つの材料の違いは非常に重要です。少なくともその事実から始める価値があります ポリスチレンはリサイクルが難しい、そしてそれが安全であるとよく耳にしますが、環境保護主義者はまだそれの欠点を見つけるのが好きです.

ポリプロピレンも無罪ではありませんが、それでも疑問点は少なく、リサイクルも容易です。純粋に 2 つの素材の物理的性質について話すと、 ポリプロピレンは柔軟性の向上も特徴です - ポリスチレンがすでに壊れたりひびが入ったりしている場合、柔軟なポリプロピレンは簡単に曲がります。価格に関しては、おそらくポリスチレンはずっと前にライバルとの競争に負けていたでしょうが、それ以上 低価格 -これまでのところ、それを浮かび上がらせている要因。

視覚的に区別することはそれほど難しくありませんが、何を見るべきかを知る必要があります。 ポリスチレンがより美しく見え、 光沢があり、光沢があり、追加の着色なしでは透明に見えますが、特徴的な冷たい青の色合いがある場合があります。 ポリプロピレンは曇りのために少し汚れているように見えます、その光散乱効果ははるかに高いです。 タップして 2 つの素材を区別することもできます。 ポリスチレンは音が大きく、打ったときに特徴的なクリック音を発しますが、ポリプロピレンはこもった音を出します。

ポリスチレンは、危害と健康被害の評価に関して最も物議をかもしている材料の 1 つです。 一方で、それは人間の住居や料理の製造にも集中的に使用されており、これはすでに禁止されていないことを示唆しています.一方、プラスチックの環境への配慮を疑問視する多くの声明は、主にポリスチレンに言及しています。既存の材料の中で最も危険ではありませんが、それでも安全とは言えません。積極的に使用することはできませんでした。

ポリスチレンは、人間の健康にそれほど影響を与えないほど多くの有毒物質を放出できません。 しかし、これはあなたが彼に絶えず連絡をとっていない限り、そして彼が熱くなるまでです.温度が高いほど、特に火災が発生して材料が燃える場合、ポリスチレン製品に近づくのは危険です.何よりも、化学煙は肝臓を混乱させますが、問題は心臓や肺にさえある可能性があり、一部の専門家は、スチレン蒸気の平凡な吸入が肝炎の発症を伴うと信じています.

ポリスチレンポリスチレンが異なることも理解する必要があります。 プラスチックの特性を改善するために、メーカーはさまざまな可塑剤、染料、および強度と弾性に影響を与えるその他の添加剤を材料の組成に加えることができます。

上記でポリスチレンを比較的安全と呼んだとき、それは、自動車の排気ガスなど、まだ拒否できない人間の活動のさらに有害な製品が他にもあることを意味しました.さらに、理論的には、ポリスチレンを使用することができ、ほぼ完全に安全です-特に、材料の加熱に寄与せず、それから保護することを知っていて、指示に厳密に従うことが条件です.しかし、この場合でも 近年ますます批判を受けているプラ​​スチックの世界でさえ、ポリスチレンは最も安全ではないため、ポリスチレンを完全に安全な物質と見なさないでください.

この時点で ポリスチレンの製造には、いくつかの方法が使用されます。 必要な材料、およびその特性に関して、最終結果は常に同じであるとは限りません。それがどのように機能するかを理解するには、 3 つの一般的な方法をそれぞれ検討してください。

これまでに、 この方法はすでにほとんど時代遅れであり、実際には本番環境では使用されていません.操作の原理は次のとおりです。まず、スチレンは阻害剤から精製され、その後、水中で乳化剤（脂肪酸およびスルホン酸の塩、石鹸）、および重合開始剤（過硫酸カリウムおよび二酸化水素）と組み合わされます。 85 ～ 95 度に加熱すると、化学反応が発生します。これは、スチレンの量が 0.5% を下回った場合に完了したと見なされる段階的な重合プロセスです。

得られたエマルションを通常の食塩溶液で凝固させ、乾燥させると、各顆粒のサイズが0.1mm以下の微細な顆粒状粉末が形成される。 通常、ポリスチレンは白く透明と表現されますが、この方法ではそのような特性は得られません。 - ボールは黄色がかった色合いで、完全に除去できないアルカリ不純物の存在を示しています。

すでに時代遅れと見なされている別の方法ですが、ポリスチレンを発泡ポリスチレンのようなコポリマーにリサイクルするにはまだ適していると考えられています。製造には、調製されたスチレンが必要です。むしろ、水中の懸濁液、水酸化マグネシウム、ポリビニルアルコール、ポリメタクリル酸ナトリウム、および重合開始剤が必要です。これはすべて反応器に送られ、そこで物質は130度まで徐々に加熱され、圧力が上昇して積極的に混合されます。その後、得られた懸濁液を遠心分離機で処理する必要があり、収集した材料を洗浄および乾燥した後にのみ、ポリスチレンが得られます。

この方法は現在最も一般的で関連性が高いと考えられており、今日のほとんどのポリスチレンはこの方法で製造されています。 正当化は非常に単純です。出力は、パラメーターの安定性によって区別される、照明パラメーターの点でクリーンで理想的なマテリアルです。同時に、検討中の技術の使用は効果的であり、生産の無駄がほぼ完全になくなることを保証します。

ポリスチレンのブロック製造は、ベンゼン媒体中のスチレンを 2 段階で混合することに基づいています。最初は約 90 度の温度で、次に 100 度から 220 度まで徐々に加熱します。スチレンの塊がポリスチレンになりました。重合する時間がなかったスチレンの除去は、真空を使用して実行されます。

ポリスチレンは、人間の活動の膨大な数の分野で使用されており、DIY クラフトにも使用されています。 家に 小さな記念品は、レーザー切断、フライス加工、赤から金、黒までの任意の色の着色、場合によってはポリスチレン表面への印刷を使用して作られます。ポリスチレンは最も広い用途を見つけました 建設中、 壁パネルや天井タイル、さまざまなパーティションやバゲットが作られています。シート状のこの材料は、ファサードの仕上げにも使用できます。結局、この資料に基づいて、最近人気のあるものが作成されました。 ポリスチレンコンクリート.

家具産業 もこの材料をますます使用していますが、現時点では木材およびその派生物の競合相手ではありません。ただし、湿度が高い場所では、常に使用されています。たとえば、シャワートレイは、今日すでに完全に作られています。また、ポリスチレン顆粒が使用されています 枕のフィラーとして そして、これらの目的のために、すでに既製のものはバッグで販売されています.

平均的な素人には、食品グレードのポリスチレンが主な素材としてよく知られています。 使い捨て食器の製造用.ソフトドリンクを瓶詰めするのに非常に人気のあるほとんどのプラスチックカップは、今日それから作られています.さらに、食品グレードのポリスチレンが多用されています 梱包材として その低コストと比較的強度のため。材料の誘電特性を考えると、それが幅広い用途にも見出されたことは注目に値します 電気工学.

日常生活では、ほとんどの場合、シート ポリスチレンを使用する必要があります。 機械的および熱的に処理することができます。曲げる、接着する、切る、穴あけなどの成形が普通の素材と同じで、耐衝撃性にも優れています。厚さ 2 mm 未満のシートを断片化するには、通常のジグソーを使用しますが、より厚いシートはグラインダーまたは手工具で取ることができます。産業ワークショップで レーザーカット可能。 カットラインが少し破れていることが判明したため、さらに処理が必要です。最初にファイルで渡され、次にエメリーで渡されます。

シートに穴を開ける必要がある場合は、ドリルを使用してください。そのためには、シート プラスチックの穴あけ専用に設計されたドリルが必要です。シートの厚さが薄い場合、掘削時にマスターの意志に反して変形する可能性があります。シートの下に木製のブロックを配置することで、このようなイベントの発生を回避できます。シートは、真空法または高圧下での空気注入によって成形されます。 示された方法のいずれかによる処理には、材料のかなりの（最大160〜200度）加熱が含まれます。

つや消しポリスチレンについて話すと、次のようなタイプの処理を受けることもできます。 研削と研磨。 これにはグラインダーが使用されますが、研磨ホイールを使用することはありません。代わりに、特別な研磨ペーストが塗布されたソフトホイールが使用されます。パーツが小さい場合は、手で研磨または研削できます。

とりわけ、 ポリスチレン表面に特殊なコーティングを施すことができます – 金属層からミラーフィルムへ。 既知の方法のいずれかによって、黒またはカラーで印刷することができます。同時に、得られたテキストや画像を保護するために、ポリマーは水分を吸収しないため、ワニスで表面を開く必要があります。

純粋な形では、ポリスチレンは環境に大きな害を及ぼすようには見えませんが、同時に、その廃棄物はプラスチックであるため、地球を汚染するために膨大な期間にわたって存続します..さらに、自然環境にある間、ポリマーとそのコポリマーは、火事での燃焼を含む過度の加熱にさらされる可能性があり、その結果ははるかにひどいものになる可能性があります.同様に、ポリスチレン物体と材料を溶解できる物質との制御されていない接触は望ましくありません。そうしないと、スチレン、ベンゼン、トルエン、一酸化炭素、およびエチルベンゼンの有毒ガスの放出を避けることができません。

材料の相対的な利点は、 ほとんどの場合、リサイクルできます。 直接廃棄物とそこからの単純な使い古し製品の両方を利用します。加工方法としては、押し出し、プレス、鋳造があります。出力は新品に劣らない品質で、ゴミも出ません。さらに、近年、ポリスチレンをベースにした新しい建材が作られています - ポリスチレンコンクリート、低層建築に適しています。残念ながら、特に貧しい国では、大量のポリスチレン廃棄物が単純に焼却処分されています。プラスチック廃棄物に対するこの行動は、環境に非常に悪い影響を与えます。

次のビデオでは、ポリスチレン シートとそのアプリケーションの機能について説明します。