Ciężar właściwy polistyrenu i jego parametry użytkowe

Polistyren wytwarza się metodą polimeryzacji styrenu, stąd nazwa produktu końcowego. Styren, jako baza tworząca polistyren, jest bezbarwną cieczą nierozpuszczalną w wodzie i podatną tylko na działanie roztworów alkoholowych oraz eterowych. Do zalet tego rodzaju tworzywa można zaliczyć pełną odporność na wodę, znaczną odporność na czynniki chemiczne i przezroczystość.

Produkcja polistyrenu odbywa się kilkoma metodami:

• polimeryzacja czystych monomerów, czyli metoda formowania bloków;
• polimeryzacja w rozpuszczalnikach;
• polimeryzacja w emulsji wodnej.

Dzięki swoim właściwościom polistyren nadaje się do przetwarzania. Najpopularniejszą metodą jest odlewanie, które odbywa się pod ciśnieniem. W takim procesie wykorzystuje się polistyren proszkowy i granulowany.

Materiał ten jest szeroko stosowany w budownictwie. Najczęściej używa się go jako:

• kolorowej płytki okładzinowej do pomieszczeń o podwyższonej wilgotności i stopniu zabrudzenia;
• porowatej płytki do izolacji cieplnej i akustycznej;
• farby lateksowej do wykańczania wnętrz;
• folii do izolacji przeciwwilgociowej;
• zamiennika szkła, ponieważ polistyren bardzo dobrze przepuszcza światło.

Parametry użytkowe polistyrenu

W zależności od metody produkcji wyróżnia się polistyren blokowy i emulsyjny. W zwykłych warunkach temperaturowych polistyreny mają sprężystą formę. Ciężar właściwy polistyrenu wynosi 1,05 g/cm³, podczas gdy ciężar właściwy styrenu, czyli składnika surowcowego, wynosi tylko 0,909 g/cm³.

Na podstawie tego wskaźnika można obliczyć masę 1 m³ polistyrenu: dla gęstego polistyrenu wynosi ona około 1050 kg. Po ogrzaniu do około 90-100 °C polistyren mięknie i staje się bardziej podatny na formowanie; jest to związane z przejściem szklistym materiału, a nie ze zwykłym topnieniem. Zdolność przepuszczania światła jest bardzo wysoka i dochodzi do 90% promieni słonecznych. Rozpuszczalniki eterowe, aromatyczne i część węglowodorowych mogą uszkadzać lub rozpuszczać polistyren, dlatego zgodność materiału z rozpuszczalnikami należy sprawdzać osobno. Istotną różnicą między polistyrenami wytwarzanymi różnymi metodami jest masa cząsteczkowa:

• Polistyren blokowy - masa cząsteczkowa 300000-500000.
• Przy użyciu emulsji wodnej - 70000-200000.

Wskaźnik ten ma duże znaczenie podczas eksploatacji. Polistyreny o niskiej masie cząsteczkowej będą kruche i mało wytrzymałe. Przy zakupie warto zwrócić uwagę na ten parametr: dla mocnego i trwałego materiału budowlanego powinien wynosić co najmniej 100000.

Metody produkcji polistyrenu

Najczęściej stosuje się ciągłą metodę formowania bloków oraz metodę emulsji wodnej. W pierwszej metodzie styren wlewa się do podgrzewanych form i zagęszcza, tworząc materiał o przezroczystej barwie i twardej formie. Końcowy materiał przyjmuje kształt pojemnika, w którym przebiegał proces utwardzania. Najczęściej jako pojemniki stosuje się podłużne prostokątne formy, czyli bloki. Przy takiej metodzie produkcji polistyren uzyskuje znaczną masę cząsteczkową w porównaniu z innymi metodami. Efekt ten jest możliwy dzięki stosowaniu niskich temperatur podczas ogrzewania surowca, od 30 do 40 °C.

W procesie produkcji polistyrenu innymi metodami temperatura może wahać się w granicach 60-90 °C. Ponadto do surowca dodaje się inicjator, czyli nadtlenek benzoilu, który może przyspieszyć proces utwardzania. Niestety ta metoda ma istotną wadę: możliwość powstawania pęknięć w polistyrenie.

Metoda produkcji polistyrenu za pomocą emulsji wodnej ma następujące zalety:

• produkt końcowy podczas formowania przyjmuje postać drobnego proszku;
• proces produkcji przebiega w krótkim czasie;
• po zakończeniu procesów produkcyjnych polistyren nie zawiera monomerów.