Ειδικό βάρος πολυστυρενίου και λειτουργικά χαρακτηριστικά
Το πολυστυρένιο παράγεται με πολυμερισμό του στυρενίου — από εκεί προέρχεται και η ονομασία του τελικού προϊόντος. Το στυρένιο, ως βασικό συστατικό σχηματισμού του πολυστυρενίου, είναι ένα άχρωμο υγρό, αδιάλυτο στο νερό, που διαλύεται μόνο σε αλκοολικούς και αιθερικούς διαλύτες. Στα πλεονεκτήματα αυτού του τύπου πλαστικού συγκαταλέγονται η απόλυτη αντοχή στο νερό, η σημαντική αντοχή σε χημικούς παράγοντες και η διαφάνεια.
Το πολυστυρένιο παράγεται με διάφορες μεθόδους:
- Πολυμερισμός καθαρών μονομερών (μέθοδος σχηματισμού όγκων).
- Πολυμερισμός σε διαλύτες.
- Πολυμερισμός σε υδατικό γαλάκτωμα.
Χάρη στις ιδιαίτερες ιδιότητές του, το πολυστυρένιο μπορεί να υποστεί επεξεργασία. Η δημοφιλέστερη μέθοδος είναι η χύτευση υπό πίεση, στην οποία χρησιμοποιείται πολυστυρένιο σε μορφή σκόνης ή κόκκων.
Χρησιμοποιείται ευρέως στις κατασκευές. Συχνότερα εφαρμόζεται ως:
- Έγχρωμο πλακίδιο επένδυσης για χώρους με υψηλή υγρασία και ρύπανση
- Πορώδες πλακίδιο για θερμομόνωση και ηχομόνωση
- Χρώμα λάτεξ για εσωτερική διακόσμηση
- Μεμβράνες για προστασία από την υγρασία
- Χάρη στην υψηλή φωτοδιαπερατότητα, το πολυστυρένιο είναι κατάλληλο ως υποκατάστατο του γυαλιού
Λειτουργικά χαρακτηριστικά του πολυστυρενίου.
Ανάλογα με τη μέθοδο παραγωγής, διακρίνονται οι τύποι πολυστυρενίου σε όγκους και σε γαλάκτωμα. Σε συνήθεις θερμοκρασίες τα πολυστυρένια έχουν ελαστική μορφή. Το ειδικό βάρος του πολυστυρενίου είναι 1,05 g/cm³, ενώ το ειδικό βάρος του στυρενίου, δηλαδή της πρώτης ύλης, είναι μόλις 0,909 g/cm³.
| Υλικό | Ειδικό βάρος (g/cm³) |
| Πολυστυρένιο | 1,05 |
| Πρώτη ύλη πολυστυρενίου | 0,909 |
Με αυτή την τιμή μπορεί να υπολογιστεί το βάρος 1 m³ πολυστυρενίου: για το συμπαγές πολυστυρένιο είναι περίπου 1050 kg. Όταν θερμανθεί περίπου στους 90–100 °C, το πολυστυρένιο μαλακώνει και γίνεται πιο εύκαμπτο· αυτό σχετίζεται με την υαλώδη μετάβαση του υλικού και όχι με τη συνήθη τήξη. Η φωτοδιαπερατότητά του είναι πολύ υψηλή — έως και 90 % των ηλιακών ακτίνων. Οι αιθερικοί και αρωματικοί διαλύτες, καθώς και ορισμένοι υδρογονανθρακικοί διαλύτες, μπορούν να βλάψουν ή να διαλύσουν το πολυστυρένιο, γι’ αυτό η συμβατότητα του υλικού με διαλύτες πρέπει να ελέγχεται χωριστά. Μια ουσιώδης διαφορά μεταξύ πολυστυρενίων που παράγονται με διαφορετικές μεθόδους είναι η μοριακή μάζα:
- Πολυστυρένιο όγκου — μοριακή μάζα 300000–500000.
- Με χρήση υδατικού γαλακτώματος — 70000–200000.
Αυτός ο δείκτης έχει μεγάλη σημασία κατά τη χρήση. Τα πολυστυρένια χαμηλής μοριακής μάζας είναι εύθραυστα και όχι ανθεκτικά. Κατά την αγορά είναι σημαντικό να εξετάζεται αυτή η τιμή: για ένα ισχυρό και ανθεκτικό δομικό υλικό πρέπει να είναι τουλάχιστον 100000.
Μέθοδοι παραγωγής πολυστυρενίου.
Συχνότερα χρησιμοποιούνται η συνεχής μέθοδος σχηματισμού όγκων και η μέθοδος υδατικού γαλακτώματος. Στην πρώτη μέθοδο, το στυρένιο χύνεται σε θερμαινόμενα καλούπια και συμπυκνώνεται, σχηματίζοντας ένα διαφανές και στερεό υλικό. Το τελικό υλικό παίρνει το σχήμα του δοχείου μέσα στο οποίο στερεοποιήθηκε. Συνήθως χρησιμοποιούνται επιμήκη ορθογώνια καλούπια — όγκοι. Με αυτή τη μέθοδο παραγωγής το πολυστυρένιο αποκτά σημαντική μοριακή μάζα σε σύγκριση με άλλες μεθόδους. Αυτό το αποτέλεσμα είναι δυνατό χάρη στις χαμηλές θερμοκρασίες θέρμανσης της πρώτης ύλης — από 30 έως 40 °C.
Κατά την παραγωγή πολυστυρενίου με άλλες μεθόδους, η θερμοκρασία μπορεί να κυμαίνεται από 60 έως 90 °C. Επιπλέον, στην πρώτη ύλη προστίθεται εκκινητής — υπεροξείδιο του βενζοϋλίου — που επιταχύνει τη σκλήρυνση. Δυστυχώς, αυτή η μέθοδος έχει ένα σημαντικό μειονέκτημα: την πιθανότητα σχηματισμού ρωγμών στο πολυστυρένιο.
Η μέθοδος παραγωγής πολυστυρενίου μέσω υδατικού γαλακτώματος έχει τα εξής πλεονεκτήματα:
- Το τελικό προϊόν σχηματίζεται ως λεπτή σκόνη
- Η παραγωγική διαδικασία ολοκληρώνεται σε σύντομο χρονικό διάστημα
- Μετά την ολοκλήρωση της παραγωγής, το πολυστυρένιο δεν περιέχει μονομερή
Συχνές ερωτήσεις
Πόσο ζυγίζει 1 m³ πολυστυρενίου;
Για συμπαγές πολυστυρένιο με πυκνότητα περίπου 1,05 g/cm³, το βάρος 1 m³ είναι περίπου 1050 kg. Το βάρος 1 m³ διογκωμένου πολυστυρενίου είναι πολύ μικρότερο, επειδή σημαντικό μέρος του όγκου καταλαμβάνεται από κλειστές κυψελίδες αέρα.
Γιατί διαφέρει τόσο πολύ το βάρος του πολυστυρενίου από εκείνο της διογκωμένης πολυστερίνης;
Το συμπαγές πολυστυρένιο είναι στερεό πολυμερές, ενώ η διογκωμένη πολυστερίνη έχει πορώδη δομή. Λόγω της μεγάλης ποσότητας αέρα στο εσωτερικό της, οι πλάκες και οι όγκοι διογκωμένης πολυστερίνης ζυγίζουν πολύ λιγότερο για τον ίδιο όγκο.
Σε ποια θερμοκρασία αρχίζει να μαλακώνει το πολυστυρένιο;
Το κοινό πολυστυρένιο αρχίζει να μαλακώνει αισθητά περίπου στους 90-100 °C. Αυτό δεν ταυτίζεται με την τήξη, γι’ αυτό κατά τη θέρμανση πρέπει να λαμβάνονται υπόψη η ποιότητα του υλικού και οι συνθήκες λειτουργίας.