Poliestireno (50 Fotos): ¿qué Es Este Material? Aplicación Y Preparación De Gránulos, Densidad De Poliestireno Transparente Y Otros, Punto De Fusión Y Otras Propiedades

2024 Autor: Beatrice Philips | [email protected]. Última modificación: 2024-01-18 12:09

Varios tipos de plásticos han cambiado radicalmente nuestra comprensión de la vida cotidiana; hoy en día, nuestra vida ya no se puede imaginar sin ciertas cosas de plástico. Sin embargo, existen diferentes tipos de plástico, y cada una de sus variedades tiene sus propias características específicas que determinan el uso de una sustancia en particular en determinadas áreas. Dado que el poliestireno es una de las opciones de plástico más populares en la actualidad, vale la pena considerar sus características más de cerca.

¿Qué es este material?

Poliestireno es estireno polimerizado, es decir, es un producto de la industria química. Puede lograr su fabricación utilizando varios métodos, cada uno de los cuales tiene sus propias ventajas y desventajas, y consideraremos los más populares con más detalle en este artículo a continuación. Donde el poliestireno contiene solo moléculas de sustancias tan comunes como carbono e hidrógeno , pero está hecho de estireno líquido, que a su vez se obtiene del petróleo y el carbón.

El estireno polimerizado parece una sustancia dura y elástica, incolora e incluso transparente que se puede doblar sin romperse y es altamente higroscópico.

Por primera vez, se obtuvo poliestireno en las primeras etapas de la revolución industrial; se sabe que en 1839 se sintetizó en Alemania … Otra cosa es que su producción a escala industrial comenzó mucho más tarde, solo en 1920, e incluso entonces en las primeras décadas no se usó tan activamente. Solo durante la Segunda Guerra Mundial en los Estados realmente se interesaron por ellos, produciendo caucho artificial a base de poliestireno, y en la URSS la producción industrial de este material se pospuso por completo hasta los años de la posguerra.

No se puede decir que el poliestireno moderno se corresponda plenamente con las muestras de hace un siglo . - Durante todo este tiempo, los científicos buscaron formas de mejorar las propiedades del material. Gracias a esto, el plástico después de la Segunda Guerra Mundial se volvió mucho más duradero, incluso resistiendo mucho mejor los impactos; esto fue posible gracias a la creación de copolímeros de estireno obtenidos a través de procesos químicos aún más complejos.

Propiedades

Exacto las características físicas del poliestireno moderno dependen en gran medida de cómo se produjo , pero en general, cuando hablamos de poliestireno simple sin ninguna aclaración, nos referimos a un material con parámetros muy concretos. Su densidad no es la más alta (1060 kg / m

Masa molecular la sustancia tampoco es de ninguna manera específica y depende en gran medida del método de obtención de poliestireno: generalmente varía de 50 mil a 300 mil, aunque las variantes de emulsión a veces muestran tasas significativamente más altas. Solubilidad el poliestireno es importante en una serie de sustancias, incluido su propio monómero, así como acetona, hidrocarburos aromáticos y ésteres.

No se presta a varios disolventes, incluidos éteres, alcoholes inferiores, fenoles e hidrocarburos alifáticos.

El poliestireno tiene propiedades dieléctricas pronunciadas que no cambian independientemente del entorno. Este material también es prácticamente indiferente a los efectos destructivos de ácidos y álcalis, sales, alcoholes. Arriba, ya hemos enumerado las sustancias que aún pueden disolverlo, y también se oxida, halogena, nitra y sulfona.

En su forma original, sin tintes adicionales, poliestireno (al menos su variedad de bloque) no solo es incoloro, sino también transparente … La estructura prácticamente no retiene la luz visible, pasando el 90% de su cantidad, y esto permite el uso de dicho material en la fabricación de vidrios ópticos. Al mismo tiempo, la radiación ultravioleta e infrarroja no atraviesa las superficies de poliestireno con tanta confianza.

Si consideramos las propiedades del poliestireno como las ventajas que lo hacen tan popular en diversos campos, en primer lugar cabe destacar los siguientes puntos importantes

• Combinación de bajo costo y facilidad de procesamiento .… A su precio, el poliestireno puede considerarse uno de los principales motores de la civilización moderna, dadas sus propiedades. No en vano, hoy en día se producen tantos productos con la participación directa de este material, simplemente no tiene alternativa real.
• Buena resistencia química . La mayoría de las sustancias que pueden llegar a la superficie del poliestireno en la vida cotidiana no representan ningún peligro para ella; esta es una gran noticia para los fabricantes que desean producir productos que se distingan por su durabilidad. Al mismo tiempo, en un laboratorio químico, con un impresionante conjunto de reactivos a mano, no es difícil disolver el poliestireno.
• La toxicidad es relativamente segura . El poliestireno emite relativamente pocos humos nocivos y, desde un punto de vista medioambiental, con ciertas reservas, se considera inofensivo. Al menos, los expertos no proponen restricciones sobre el uso de materiales de poliestireno dentro de locales residenciales, e incluso se pueden hacer platos de poliestireno.
• Amplia gama de aplicaciones … Debido a sus cualidades, facilidad de procesamiento y teñido, el poliestireno se puede utilizar como materia prima para la producción de cualquier cosa.

Con todas las ventajas del poliestireno, también tiene limitaciones , y aunque no son muchos, en ocasiones juegan un papel muy importante.

En primer lugar, cualquier sobrecalentamiento de dicho plástico es peligroso, e incluso en condiciones domésticas, aún debe pensar dónde puede usar poliestireno y dónde no. Además, para la mayoría de los tipos de material, además de ser resistente a los golpes, los impactos representan un peligro significativo y, en general, la fragilidad general es un problema.

Comparación con polipropileno

Uno de los principales competidores del poliestireno es otro polímero popular: polipropileno … En algunas áreas, como la producción de materiales de embalaje, son competidores directos, pero la diferencia entre los dos materiales es bastante significativa. Vale la pena comenzar al menos con el hecho de que el poliestireno es difícil de reciclar , y aunque a menudo puede escuchar que es seguro, a los ambientalistas todavía les encanta encontrar fallas en él.

El polipropileno tampoco está exento de pecado, pero todavía hay un poco menos de preguntas y es más fácil reciclarlo. Si hablamos puramente de las cualidades físicas de los dos materiales, entonces El polipropileno también se caracteriza por una mayor flexibilidad .- donde el poliestireno ya se está rompiendo o agrietando, el polipropileno maleable simplemente se dobla. En cuanto al precio, el poliestireno, quizás, habría perdido la competencia frente a su rival hace mucho tiempo, pero más bajo costo Es el factor que lo mantiene a flote hasta ahora.

Distinguir visualmente uno del otro no es tan difícil, pero necesita saber qué mirar. El poliestireno se ve más hermoso es brillante y brillante, sin coloración adicional se ve transparente, aunque puede tener un característico tono frío de azul. El polipropileno parece un poco más sucio debido a su neblina ., el efecto de dispersión de la luz es mucho mayor. También puede distinguir entre dos materiales tocando: el poliestireno es sonoro y emite clics característicos cuando se golpea, mientras que el polipropileno suena amortiguado.

¿Es perjudicial para los humanos?

El poliestireno es uno de los materiales más controvertidos en términos de evaluación de daños y peligros para la salud . Por un lado, se utiliza mucho en viviendas humanas e incluso para la fabricación de platos, lo que ya sugiere que no está prohibido. Por otro lado, numerosas declaraciones que cuestionan el respeto al medio ambiente del plástico se refieren principalmente al poliestireno. Sería justo decir que, si bien no es el más peligroso de los materiales existentes, tampoco puede considerarse seguro: no podría usarse de manera tan activa.

Debe entenderse que el estireno, que es una materia prima para la producción de poliestireno, se considera muy tóxico.

El poliestireno puede emitir pocas sustancias tóxicas que no afecten tanto a la salud humana , pero esto es solo mientras no esté en contacto constante con él y hasta que se caliente. Cuanto más alta sea la temperatura, más peligroso será el vecindario con productos de poliestireno, especialmente si ha comenzado un incendio y el material está en llamas. Por encima de todo, los vapores químicos alteran el hígado, pero los problemas pueden incluso estar en el corazón y los pulmones, y algunos expertos creen que la inhalación banal de vapores de estireno está cargada con el desarrollo de hepatitis.

También debe comprender que el poliestireno y el poliestireno son diferentes: Para mejorar las propiedades del plástico, el fabricante puede agregar varios plastificantes, tintes y otros aditivos que afectan la resistencia y elasticidad del material.

En algunos casos, estos aditivos pueden resultar incluso más peligrosos que el propio estireno, y es posible que el fabricante no indique datos de peligro adicionales para no perder clientes.

Cuando antes llamamos al poliestireno relativamente seguro, nos referimos a que hay otros productos de la actividad humana, aún más dañinos, a los que todavía no podemos renunciar, por ejemplo, el escape de los automóviles. Además, en teoría, el poliestireno se puede usar de manera casi completamente segura, siempre que conozca y siga estrictamente las instrucciones, en particular, no promoviendo el calentamiento del material, sino protegiéndolo de él. Pero aun así No debes percibir el poliestireno como una sustancia completamente segura, porque incluso en el mundo del plástico, que ha recibido cada vez más críticas en los últimos años, el poliestireno no es el más seguro.

Resumen de especies

Por ahora para la producción de poliestireno, se utilizan varios métodos para obtener el material deseado, y en términos de sus propiedades, el resultado final no siempre será el mismo. Para entender cómo funciona, Echemos un vistazo a cada uno de los tres métodos populares.

Cada uno de estos materiales tiene una marca con una designación característica del método de obtención de poliestireno.

Emulsión

Hoy este El método ya está bastante desactualizado y prácticamente no se utiliza en la producción .… El principio de funcionamiento es el siguiente: primero, el estireno se purifica a partir de inhibidores, después de lo cual se combina en agua con emulsionantes (sales de ácidos grasos y sulfónicos, jabón), así como iniciadores de polimerización: persulfato de potasio y dióxido de hidrógeno. Cuando se calienta a 85-95 grados, se produce una reacción química: un proceso de polimerización gradual, que se considera completo si la cantidad de estireno cae por debajo del 0,5%.

La emulsión resultante se coagula luego con una solución de cloruro de sodio ordinario y se somete a secado, como resultado de lo cual se forma un polvo granular fino, cada gránulo del cual tiene un tamaño de no más de 0,1 mm. Aunque el poliestireno generalmente se describe como blanco y transparente, este método no podrá lograr estas características . - las bolas tienen un tinte amarillento, lo que indica la presencia de impurezas alcalinas, que no se pueden eliminar por completo.

Aunque el método es impopular hoy en día, es precisamente este método el que proporciona una sustancia con el mayor peso molecular posible.

Suspensión

Otro método que ya se considera obsoleto, aunque todavía se considera adecuado para reciclar poliestireno en copolímeros como el poliestireno expandido. Para la producción, se necesita estireno preparado, o mejor dicho, su suspensión en agua, hidróxido de magnesio, alcohol polivinílico, polimetacrilato de sodio e iniciadores de polimerización. Todo esto se envía al reactor, donde la sustancia se mezcla activamente con calentamiento gradual hasta 130 grados y alta presión. Después de eso, la suspensión resultante aún debe someterse a un procesamiento por centrifugación, y solo después de lavar y secar el material recolectado, se obtiene poliestireno.

Blocky

Este método se considera actualmente el más popular y relevante, y la mayor parte del poliestireno actual se produce de esta manera . La razón es bastante simple: la salida es un material puro, ideal en términos de parámetros técnicos de iluminación, caracterizado por la estabilidad de los parámetros. Al mismo tiempo, el uso de la tecnología considerada es eficaz y garantiza la ausencia casi total de residuos de producción.

La producción de bloques de poliestireno se basa en la agitación de estireno en un medio de benceno en dos etapas: primero a una temperatura de aproximadamente 90 grados y luego con calentamiento gradual de 100 a 220ºC. La producción de bloques se detiene en la etapa en la que aproximadamente el 85% del estireno la masa se ha convertido en poliestireno. La eliminación del estireno que no ha tenido tiempo de polimerizar se realiza mediante vacío.

Solicitud

El poliestireno se usa en una gran cantidad de áreas de actividad humana e incluso se usa para hacer manualidades con sus propias manos. En casa se fabrican pequeños souvenirs con corte láser, fresado, pintura en cualquier color, desde rojo hasta dorado y negro, y en algunos casos, e imprimiendo sobre una superficie de poliestireno. La aplicación más amplia de poliestireno ha encontrado En construcción , donde se utiliza para hacer paneles de pared y tejas, varios tabiques y baguettes. En forma de hoja, este material también se puede utilizar para fachadas. Al final, sobre la base de este material, producen el recientemente popular hormigón de poliestireno.

Industria del mueble también utiliza este material de forma cada vez más activa, aunque de momento no es competidor de la madera y sus derivados. Sin embargo, donde la humedad es alta, se usa constantemente; por ejemplo, hoy en día se puede hacer un plato de ducha completamente con él. Además, se utilizan gránulos de poliestireno como relleno en almohadas , y para estos fines se comercializan confeccionados en bolsas.

Para una persona común, la variedad alimenticia del poliestireno es bien conocida como casi el material principal. para la fabricación de vajillas desechables … La mayoría de los vasos de plástico que son tan populares para embotellar refrescos hoy en día están hechos de él. Además, el poliestireno de calidad alimentaria se utiliza mucho como material de embalaje debido a su bajo costo y resistencia relativa. Teniendo en cuenta las propiedades dieléctricas del material, cabe señalar que también ha encontrado una amplia aplicación en Ingenieria Eléctrica.

Al mismo tiempo, de hecho, hay tantas opciones para usar productos de poliestireno que simplemente no es posible enumerarlas todas.

¿Cómo trabajar con él?

En la vida cotidiana, la mayoría de las veces tiene que trabajar con láminas de poliestireno , que se puede procesar tanto mecánica como térmicamente. El formado por doblado, pegado, corte y taladrado puede ser tanto un tipo de material ordinario como resistente a los impactos. Se utiliza una sierra de calar común para fragmentar una hoja de menos de 2 mm de grosor, mientras que las hojas más gruesas se pueden tomar con una amoladora o una herramienta manual. En un taller industrial es posible el corte por láser . La línea de corte resulta un poco irregular, por lo que requiere un procesamiento posterior: primero se pasa con una lima y luego con esmeril.

Si es necesario hacer un agujero en la hoja, use un taladro, para lo cual necesita un taladro creado específicamente para perforar hojas de plástico. Si el grosor de la hoja es pequeño, durante la perforación puede deformarse en contra de los deseos del maestro; puede evitar tal desarrollo de eventos colocando un bloque de madera debajo de la hoja. La hoja se forma mediante una técnica de vacío o soplando aire a alta presión. El procesamiento por cualquiera de los métodos indicados implica un calentamiento significativo (hasta 160-200 grados) del material.

La conexión de piezas individuales hechas de poliestireno se permite tanto mediante soldadura como con pegamento. En ambos casos, antes de unir los fragmentos de la superficie, primero se debe desengrasar con cuidado. Es necesario cocinar por gas o por método ultrasónico, para pegar, con composiciones de polímeros a base de cianoacrilato o neopreno.

Si hablamos de poliestireno mate, también puede someterse a un tipo de procesamiento como esmerilado y pulido . Para esto, se usa una amoladora, pero en ningún caso con una rueda abrasiva; en su lugar, se toma una rueda blanda, sobre la cual se aplica una pasta de pulido especial. Si la pieza es pequeña, también puede pulirla o molerla a mano.

Entre otras cosas, cualquier recubrimiento especial se puede aplicar a la superficie de poliestireno – de una capa de metal a una película de espejo . Se puede imprimir sobre él en negro o en color, de cualquiera de las formas conocidas. Al mismo tiempo, para proteger el texto o la imagen resultante, es necesario abrir la superficie con barniz, porque el polímero no absorbe la humedad.

Procesando

En su forma pura, el poliestireno no parece hacer mucho daño al medio ambiente, pero al mismo tiempo, su desperdicio, como debería ser el plástico, persiste durante un gran período de tiempo, contaminando el planeta .… Además, al estar en el entorno natural, el polímero y sus copolímeros pueden estar expuestos a un calentamiento excesivo, incluida la combustión en un incendio, y luego las consecuencias pueden ser mucho más nefastas. Asimismo, el contacto incontrolado de objetos de poliestireno con sustancias capaces de disolver el material es indeseable, de lo contrario no se puede evitar la liberación de vapores tóxicos de estireno, benceno, tolueno, monóxido de carbono y etilbenceno.

La ventaja relativa del material es que se puede reciclar en la mayoría de los casos , utilizando tanto residuos directos como productos simplemente desgastados. La extrusión, el prensado y la fundición se utilizan como técnicas de procesamiento. A la salida, se obtienen productos que no son inferiores en calidad a los nuevos, mientras que no se forma basura. Además, en los últimos años, se ha realizado un nuevo material de construcción a base de poliestireno - hormigón de poliestireno , que es apropiado para la construcción de poca altura. Desafortunadamente, grandes cantidades de desechos de poliestireno, especialmente en los países pobres, simplemente se incineran. Este comportamiento con los residuos plásticos es extremadamente negativo para el medio ambiente.