полистирол

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. свойства. Ниже приведены свойства 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 кислотах и щелочах, однако разрушается конц. азотной и ледяной уксусной кислотами. Легко склеивается. На воздухе при УФ облучении П. подвергается старению: появляются желтизна и микротрещины, происходит помутнение, увеличивается хрупкость. Термодеструкция начинается при 200 °C и сопровождается выделением мономера. П. не токсичен.

Его недостатки — хрупкость и низкая теплостойкость; сопротивление ударным нагрузкам невелико. При температурах выше 60 °C снижается формоустойчивость.

В промышленности 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 температура реакции 80–100 °C, конечная 200–220 °C. Реакцию 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 температуры от 40 до 130 °C 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 количеством сточных вод.

П. перерабатывают литьем под давлением и экструзией при 190–230 °C (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 которых 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. свойствам и прозрачности. Стоимость САН значительно выше, чем П. Аналогичными свойствами, 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 °C, по др. свойствам близок ему.

Сополимер стирола с малеиновым ангидридом (2–3%) получают радикальной сополимеризацией в p-pe орг. неполярного растворителя; используют как пленкообразующий компонент при получении лакокрасочных материалов.

П. и пластмассы на основе сополимеров стирола составляют группу полистирольных (стирольныг.) пластиков, хотя в некоторых сополимерах содержание стирола менее 50%. Мировое производство стирольных пластиков 5,8 млн. т/год, в СССР-449 тыс. т/год (1986). Доля П. в их производстве 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}