Полистирол: свойства и применение¶

Полистирол — синтетический термопластичный полимер, продукт полимеризации мономера стирола (винилбензола). Относится к классу полимеров на основе винилароматических соединений. Общая формула макромолекулы — [−CH(C₆H₅)−CH₂−]ₙ. Полистирол — один из самых распространённых крупнотоннажных пластиков: мировое производство измеряется миллионами тонн в год. Материал отличается прозрачностью в аморфном состоянии, хорошими диэлектрическими свойствами, лёгкостью переработки и низкой стоимостью, однако хрупок и горюч.

¶История

Стирол был выделен в 1831 году, а его способность к самопроизвольной полимеризации при хранении обнаружил в 1839 году немецкий химик Эдуард Симон. Промышленное производство полистирола началось в 1930-е годы: сначала в Германии (концерн IG Farben), затем в США. В 1950-е годы освоены ударопрочные сополимеры (АБС-пластик, стирол-бутадиеновый каучук), а также вспенивающийся полистирол, что резко расширило области применения.

¶Свойства

Полистирол — аморфный полимер с температурой стеклования около 100 °C. Ключевые характеристики:

Материал химически стоек к щелочам, солям, спиртам и воде, но растворяется в ароматических углеводородах, кетонах и сложных эфирах. Недостатки: хрупкость, низкая стойкость к ультрафиолету, горючесть с выделением токсичного стирола при горении.

¶Виды

• Общего назначения (GPPS) — прозрачный, жёсткий, хрупкий.
• Ударопрочный (HIPS) — модифицирован бутадиеновым каучуком.
• Вспенивающийся (EPS) — содержит порообразователь, даёт пенопласт.
• Сополимеры — АБС-пластик, САН, МБС.

¶Применение

Благодаря сочетанию дешевизны и технологичности полистирол применяется в:

• упаковке — одноразовая посуда, контейнеры, вспененные подложки;
• строительстве — теплоизоляционные плиты из пенополистирола;
• электротехнике — корпуса приборов, изоляция;
• бытовых товарах — игрушки, канцелярия, отделочные панели;
• медицине — одноразовые изделия, лабораторная посуда.

Вспененный полистирол (пенопласт) служит эффективным тепло- и звукоизолятором, но вызывает экологические претензии из-за медленного разложения и сложности переработки.

¶Переработка и экология

Полистирол перерабатывается литьём под давлением, экструзией, вакуум-формованием. Маркируется кодом рециклинга «6». Механическая переработка возможна, но экономически ограничена; значительная часть отходов попадает на полигоны или в окружающую среду, распадаясь на микропластик.