ПОЛИСТИРОЛ
(ПС,
бакелит, вестирон, стирон, фостарен, эдистер и др.), термопластичный полимер
линейного строения. Аморфный бесцв. прозрачный хрупкий продукт; степень полимеризации
п = 600-2500, полидисперсность=
2 — 4 (и
среднемассовая и среднечисловая мол. массы соотв.) в зависимости от технологии
получения; индекс текучести 2-30. Для П. характерны легкость переработки, хо
рошая окрашиваемость в массе и очень хорошие диэлектрич. св-ва. Ниже приведены
св-ва П., полученного термич. полимеризацией стирола в массе:
П. легко раств. в собств.
мономере, ароматич. и хлорир. углеводородах, сложных эфирах, ацетоне, не раств.
в низших спиртах, алифатич. углеводородах, фенолах, простых эфирах. Обладает
низким влагопоглощением, устойчив к радиоактивному облучению, в к-тах и щелочах,
однако разрушается конц. азотной и ледяной уксусной к-тами. Легко склеивается.
На воздухе при УФ облучении П. подвергается старению: появляются желтизна и
микротрещины, происходит помутнение, увеличивается хрупкость. Термодеструкция
начинается при 200 °С и сопровождается выделением мономера. П. не токсичен.
Его недостатки - хрупкость
и низкая теплостойкость; сопротивление ударным нагрузкам невелико. При т-рах
выше 60 °С снижается формоустойчивость.
В пром-сти П. получают
радикальной полимеризацией стирола след. методами: 1) термич. полимеризацией
в массе (блоке) по непрерывной схеме в системе последовательно соединенных 2-3
аппаратов с мешалками; заключит. стадию процесса часто проводят в аппарате колонного
типа. Начальная т-ра р-ции 80-100 °С, конечная 200-220 °С. Р-цию прерывают
при степени превращения стирола 80-90%; непрореагировавший мономер удаляют из
расплава П. под вакуумом и затем с водяным паром до содержания стирола в П.
0,01-0,05%. В П. вводят стабилизаторы, красители, антипирены и др. добавки и
гранулируют. "Блочный" П. отличается высокой чистотой. Эта технология
наиб. экономична и практически безотходна (непрореагировавший стирол возвращается
на полимеризацию).
2) Суспензионной полимеризацией
по периодич. схеме в реакторах объемом 10-50 м3, снабженных мешалкой
и рубашкой. Стирол суспендируют в деминерализов. воде, используя разл. стабилизаторы
эмульсии; инициатор полимеризации растворяют в стироле. Процесс ведут при постепенном
повышении т-ры от 40 до 130°С под давлением в течение 8-14 ч. Из полученной
суспензии П. выделяют центрифугированием, после чего его промывают и сушат.
Процесс удобен для получения и сополимеров стирола. Этим же методом в осн. производят
и пенополистирол.
3) Эмульсионной полимеризацией
по периодич. схеме. Этим методом получают П. наиб. высокой мол. массы. Применение
метода все время сокращается, т.к. он сопряжен с большим кол-вом сточных вод.
П. перерабатывают литьем
под давлением и экструзией при 190-230 °С (см. Полимерных материалов переработка). Применяют как конструкц., электроизоляц. (пленки, нити и др.)
и декоративно-отделочный материал в приборо-и машиностроении, радио- и электротехнике
(напр., корпуса и панели приборов), для изготовления изделий ширпотреба (посуда,
авторучки, игрушки, осветит. арматура и др.).
Для получения материалов,
обладающих более высокими теплостойкостью и ударной прочностью, чем П., используют
смеси последнего с др. полимерами и сополимеры стирола, из к-рых наиб. пром.
значение имеют блок- и привитые сополимеры, т. наз. ударопрочные материалы (см. АБС-пластик, Полистирол ударопрочный), а также статистич. сополимеры
стирола с акрилонитрилом, акрилатами и мета-крилатами, а-метилстиролом и малеиновым
ангидридом. Статистич. сополимеры с виниловыми мономерами получают по той же
технологии, что и П.,-чаще всего суспензионной или эмульсионной сополимеризацией.
Сополимер стирола с акрилонитрилом
(САН) обычно содержит 24% последнего, что соответствует азеотропному составу
смеси мономеров и позволяет получать продукт постоянного состава. САН превосходит
П. по теплостойкости, прочности при растяжении, ударной вязкости и устойчивости
к растрескиванию в агрессивных жидких средах, однако уступает по диэлектрич.
св-вам и прозрачности. Стоимость САН значительно выше, чем П. Аналогичными св-вами,
но лучшими прозрачностью и устойчивостью к УФ облучению обладает тройной сополимер
стирол-акрилони-трил-метилметакрилат; однако его стоимость выше, чем САН.
Сополимер стирола с а-метилстиролом
(САМ) по де-формац. теплостойкости превосходит П. на 20-25 °С, по др. св-вам
близок ему.
Сополимер стирола с малеиновым
ангидридом (2-3%) получают радикальной сополимеризацией в p-pe орг. неполярного
р-рителя; используют как пленкообразующий компонент при получении лакокрасочных
материалов.
П. и пластмассы на основе
сополимеров стирола составляют группу полистирольных (стирольныг.) пластиков,
хотя в нек-рых сополимерах содержание стирола менее 50%. Мировое произ-во стирольных
пластиков 5,8 млн. т/год, в СССР-449 тыс. т/год (1986). Доля П. в их произ-ве
постоянно снижается и в 80-х гг. не превысила 15%.
Лит.: Полистирол.
Физико-химические основы получения и переработки, М., 1975; Энциклопедия полимеров,
т. 3, М., 1977, с. 533-47; Бакнелл К., Ударопрочные пластики, пер. с англ.,
Л., 1981; Иванчев С. С., Радикальная полимеризация, Л., 1985. С. А. Вольфсон.
|