Статьи

Полистирол в гранулах. Виды. Марки. Описание

Полистирол — широко известный с 1950-х годов полимерный материал, который используется во многих отраслях промышленности для производства продукции самого разного назначения и сферы использования. Сырьём для производства полистирола служат гранулы в форме шариков. 

Как изготавливаются гранулы полистирола

В процессе производства гранулы пропитываются пропеллентом. Под воздействием тепла во время предварительного вспенивания пропеллент испаряется, и компактные гранулы разбухают и становятся в 20-50 раз больше своего первоначального объёма. При дальнейшей обработке панелей, блоков или формованных деталей расширенные шарики приобретают желаемую форму и свариваются посредством вспенивания в пустотах. Готовая твёрдая пена имеет характерный внешний вид, в котором ещё видны первоначальные структуры. 

Гранулы продаются для различных целей переработки в определённых размерных фракциях с различным содержанием пропеллента и дополнительной огнезащитой. Диапазон размеров сырых гранул составляет от нескольких сотен микрон до нескольких миллиметров, при этом отдельные фракции имеют узкое распределение. Например, для производства питьевых стаканчиков из ЭПС с очень тонкими стенками требуются сырые гранулы в диапазоне размеров от 200 до 400 микрон. Более крупные формованные детали, такие как блоки или плиты, допускают использование более крупных гранул, однако с чёткими требованиями к распределению размеров и заранее установленной крупностью зерна, которая не должна быть превышена.

Сырые гранулы полистирола производятся в реакции полимеризации, затем промываются, сушатся и — в зависимости от спецификации продукта — покрываются защитным слоем, просеиваются и разливаются в бутылки. Поэтому для эффективного производства гранул полистирола размер частиц является важнейшим параметром управления и контроля, чтобы обеспечить надёжное качество продукта и избежать брака в партиях, как при полимеризации, так и при сортировке.

В результате реакции полимеризации, при которой жидкий мономер стирол нагревается в воде в сосуде с инициаторами и добавками при постоянном перемешивании в течение нескольких часов получается так называемый бисер полистирола. При этом в воде образуется метастабильная эмульсия из капель стирола, которые должны быть как можно более тонко распределены. Под действием тепла из молекул стирола постепенно образуются длинные цепи или разветвленные полимеры. 

Таким образом, из капель жидкого стирола в ходе реакции полимеризации образуются все более твёрдые полистирольные шарики. После достижения целевого размера частиц реакцию останавливают, подавляют дальнейший рост полимера и предотвращают склеивание шариков путём добавления стабилизатора, такого как дикальцийфосфат. В реактор добавляется пентан в качестве пропеллента, который позволяет получить расширяющиеся гранулы из полистирольных шариков. Окончательное нагревание системы обеспечивает полное затвердевание полимера в твёрдые шарики, которые отделяют, промывают и сушат после слива воды из реактора, а затем разделяют на фракции нужного размера с помощью сит.

Где и как используется полистирол в гранулах

Благодаря низкой плотности, высокой влагостойкости, хорошим теплоизоляционным свойствам и отличной амортизации полистирол в гранулах используется как классический изоляционный материал в строительстве, как надежный упаковочный материал для термочувствительных или чувствительных к ударам товаров или для изготовления детских сидений, шлемов и спасательных жилетов.