Полистирол Мономер полистирола Свойства стирола бесцветная

Полистирол

Мономер полистирола

Свойства стирола: бесцветная жидкость со специфическим запахом. Стирол практически нерастворим в воде, хорошо растворим в органических растворителях, хороший растворитель полимеров. Стирол относится ко второму классу опасности. Большую часть стирола (около 85 %) в промышленности получают дегидрированием этилбензола при температуре 600— 650°С, атмосферном давлении и разбавлении перегретым водяным паром в 3 — 10 раз. Стирол легко окисляется, присоединяет галогены, полимеризуется (образуя твердую стекловидную массу — полистирол) и сополимеризуется с различными мономерами. Полимеризация происходит уже при комнатной температуре (иногда со взрывом).

Промышленные способы получения полистирола 1) эмульсионный 2) суспензионный 3) блочный или получаемый в массе

Эмульсионный метод Наиболее устаревший метод получения, не получивший широкого применения в производстве. Эмульсионный полистирол получают в результате реакции полимеризации стирола в водном растворе щелочных веществ при температуре 85 -95 °C. Для этого метода требуются: стирол, вода, эмульгатор и инициатор полимеризации. Стирол предварительно очищают от ингибиторов: требутилпирокатехина или гидрохинона. В качестве инициаторов реакции применяют водорастворимые соединения, двуокись водорода или персульфат калия. В качестве эмульгаторов применяют соли жирных кислот, щелочи, соли сульфокислот. Реактор наполняют водным раствором касторового масла и тщательного перемешивая вводят стирол и инициаторы полимеризации, после чего полученная смесь нагревается до 85 -95 °C. Мономер, растворённый в мицелах мыла, начинает полимеризовываться, поступая из капель эмульсии. В результате чего образуются полимер-мономерные частицы. На стадии 20 % полимеризации мицеллярное мыло расходуется на образование адсорбированных слоёв и процесс далее протекает внутри частиц полимера. Процесс заканчивается, когда содержание свободного стирола станет менее 0, 5 %. Далее эмульсия транспортируется из реактора на стадию осаждения с целью дальнейшего снижения остаточного мономера, для этого эмульсию коагулируют раствором поваренной соли и сушат, получая порошкообразную массу с размерами частиц до 0, 1 мм. Остатки щелочных веществ влияют на качество полученного материала, поскольку полностью устранить посторонние примеси невозможно, а их наличие придаёт полимеру желтоватый оттенок. Данным методом можно получать полистирол с наибольшей молекулярной массой. Полистирол получаемый по данному методу имеет аббревиатуру — ПСЭ, которая периодически встречается в технической документации и старых учебниках по полимерным материалам.

Суспензионный метод полимеризации производится по периодической схеме в реакторах с мешалкой и теплоотводящей рубашкой. Стирол подготавливают, суспендируя его в химически чистой воде посредством применения стабилизаторов эмульсии и инициаторов полимеризации. Процесс полимеризации производится при постепенном повышении температуры под давлением. Результатом является — получение суспензии из которой полистирол выделяют путём центрифугирования, затем его промывают и сушат. Данный метод получения полистирола также является устаревшим и наиболее пригоден для получения и сополимеров стирола.

Блочный метод Различают две схемы производства: полной и неполной конверсии. Термическая полимеризацией в массе по непрерывной схеме представляет собой систему последовательно соединенных 2 -3 колонных аппарата-реактора с мешалками. Полимеризацию проводят по-стадийно в среде бензола — сначала при температуре 80 -100 °С, а затем стадией 100— 220 °С. Реакция прекращается при степени превращения стирола в полистирол до 80 -90 % массы. Не прореагировавший стирол-мономер удаляют из расплава полистирола вакуумом и понижают содержания остаточного стирола в полистироле до 0, 01 -0, 05 %, не прореагировавший мономер возвращается на полимеризацию. Полистирол, полученный блочным методом отличается высокой чистотой и стабильность параметров.

Радикальная полимеризация I стадия: инициирование (превращение части молекул мономеров в свободные радикалы). Эта стадия включает две реакции: 1) Распад инициатора Инициаторы типа R-O-O-R при небольшом нагревании разлагаются с симметричным (гомолитическим) разрывом неполярной связи O-O и образованием свободных радикалов R-О • или R • . Например: 2. Зарождение цепи.

2. Зарождение цепи. Радикалы RO • или R • , образовавшиеся при распаде инициатора, присоединяются к молекулам мономера и превращают их в радикалы: II стадия: рост цепи - последовательное присоединение молекул мономера к растущему радикалу.

III стадия: обрыв цепи (взаимодействие радикальных частиц с образованием неактивных макромолекул). Например:

Анионная полимеризация

Физические свойства полистирола

Химические свойства полистирола Полистирол может вступать в два типа реакций: 1) реакции функциональных групп; 2) реакции деструкции;

Реакции функциональной группы 1) гидрирование полистирола на никелевом катализаторе в тетралине при 200 0 С 100 -140 ат

2) Сульфирование полистирола серным ангидридом в диоксане

3) Нитрование полистирола

Реакция окислительной деструкции 1) образование гидроперекиси

2) Гидроперекись распадается на свободные радикалы 3) Разрыв молекулярной цепи

4) Передача цепи

Фотодеструкция

Применение полистирола - изготовление вывесок - изготовление рекламных щитов, штендеров - изготовление указателей и информационных табличек - изготовление декорации объемных букв, может служить задней стенкой объемных букв - изготовление внутреннего остекления помещений - замена оконных стекол - отделка внутренняя и наружная - производство торгового и выставочного оборудования, перегородок - изготовление душевых кабин - в оранжереях и теплицах - изготовление электротехники: защитные экраны для цифровых табло, рассеиватели светильников, декоративные элементы розеток и выключателей - создание трехмерных объектов методом термоформовки.

Классификация полистирола 1)Термопластичный полимер линейного строения. 2) по происхождению полистирол - синтетический полимер; 3) по химическому составу макромолекул – органический карбоцепной; 4) по полярности – неполярный; 5) по методу синтеза – получаемый реакцией полимеризации.

У полистирола выделяют три оптических изомера: