폴리스티렌의 비중과 기능적 특성

폴리스티렌은 스티렌을 중합해 만들며 최종 제품의 이름도 여기에서 유래했습니다. 폴리스티렌을 형성하는 원료인 스티렌은 무색 액체로 물에는 녹지 않고 알코올 및 에테르 용액에만 반응합니다. 이 플라스틱의 장점으로는 완전한 내수성, 화학물질에 대한 상당한 내성, 투명성을 들 수 있습니다.

폴리스티렌은 여러 방법으로 생산합니다.

• 순수 단량체 중합(괴상 중합법).
• 용액 중합.
• 수중 유화 중합.

폴리스티렌은 고유한 특성 덕분에 가공하기 좋습니다. 가장 널리 쓰이는 방법은 압력을 가하는 사출성형이며 분말 및 과립 형태의 폴리스티렌을 사용합니다.

건축 분야에 널리 쓰이며 가장 흔한 용도는 다음과 같습니다.

• 습도와 오염도가 높은 공간용 유색 마감 타일
• 단열 및 차음용 다공질 타일
• 실내 마감용 라텍스 페인트
• 방습 필름
• 빛 투과율이 높아 유리 대체재로 매우 적합

폴리스티렌의 기능적 특성.

생산 방식에 따라 괴상 폴리스티렌과 유화 폴리스티렌으로 구분합니다. 폴리스티렌은 일반적인 온도 조건에서 탄성 있는 형태를 유지합니다. 폴리스티렌의 비중은 1.05g/cm³인 반면 원료인 스티렌의 비중은 0.909g/cm³에 불과합니다.

이 값을 이용하면 폴리스티렌 1m³의 무게를 계산할 수 있습니다. 고체 폴리스티렌은 약 1050kg입니다. 약 90~100°C로 가열하면 폴리스티렌이 연화되어 더 쉽게 변형됩니다. 이는 일반적인 용융이 아니라 재료의 유리전이와 관련된 현상입니다. 빛 투과율은 매우 높아 햇빛의 최대 90%를 통과시킵니다. 에테르계, 방향족 및 일부 탄화수소 용제는 폴리스티렌을 손상시키거나 녹일 수 있으므로 용제와 재료의 적합성을 별도로 확인해야 합니다. 여러 방식으로 생산된 폴리스티렌의 중요한 차이는 폴리스티렌의 분자량입니다.

• 괴상 폴리스티렌 — 분자량 300000–500000.
• 수중 유화법 사용 시 — 70000–200000.

이 수치는 사용 과정에서 매우 중요합니다. 분자량이 낮은 폴리스티렌은 잘 부서지고 강도가 낮습니다. 구매할 때 이 수치를 확인하는 것이 중요하며, 튼튼하고 내구성 있는 건축 자재라면 분자량이 100000 이상이어야 합니다.

폴리스티렌 생산 방법.

연속 괴상 중합법과 수중 유화법이 가장 많이 사용됩니다. 첫 번째 방법에서는 가열한 틀에 스티렌을 붓고 치밀하게 굳혀 투명하고 단단한 재료를 만듭니다. 완성된 재료는 경화가 진행된 용기의 형태를 갖게 됩니다. 용기로는 보통 길쭉한 직사각형 틀, 즉 블록을 사용합니다. 이 방식으로 생산한 폴리스티렌은 다른 방식보다 분자량이 큽니다. 원료를 30~40°C의 낮은 온도로 가열하기 때문에 이러한 효과가 나타납니다.

다른 방식으로 폴리스티렌을 생산할 때는 온도가 60~90°C 범위일 수 있습니다. 또한 원료에 경화 과정을 촉진하는 개시제인 과산화벤조일을 넣습니다. 그러나 이 방식에는 폴리스티렌에 균열이 생길 수 있다는 큰 단점이 있습니다.

수중 유화법을 이용한 폴리스티렌 생산에는 다음과 같은 장점이 있습니다.

• 완성품이 미세한 분말 형태로 만들어짐
• 생산 공정이 짧은 시간 안에 진행됨
• 생산 공정을 마친 폴리스티렌에 단량체가 남지 않음