Gostota polistirena in njegove funkcionalne lastnosti
Polistiren se izdeluje s polimerizacijo stirena, od koder izvira tudi ime končnega proizvoda. Stiren, osnovna surovina polistirena, je brezbarvna tekočina, netopna v vodi in topna le v alkoholnih ter etrskih raztopinah. Prednosti te vrste plastike so popolna vodoodpornost, velika odpornost proti kemikalijam in prosojnost.
Polistiren se proizvaja na več načinov:
- Polimerizacija čistih monomerov oziroma blokovni postopek.
- Polimerizacija v topilih.
- Polimerizacija v vodni emulziji.
Zaradi posebnih lastnosti je polistiren mogoče predelovati. Najbolj razširjeno je tlačno brizganje, pri katerem se uporabljata polistiren v prahu in granulat.
Veliko se uporablja v gradbeništvu, najpogosteje kot:
- Barvne obložne ploščice za prostore z veliko vlažnostjo in umazanostjo
- Porozne plošče za toplotno in zvočno izolacijo
- Lateksna barva za notranje prostore
- Folije za zaščito pred vlago
- Zaradi dobre prepustnosti svetlobe kot nadomestek za steklo
Funkcionalne lastnosti polistirena
Glede na način proizvodnje ločimo blokovni in emulzijski polistiren. Pri običajni temperaturi imajo polistireni elastično obliko. Gostota polistirena je 1,05 g/cm³, gostota stirena kot surovine pa samo 0,909 g/cm³.
| Material | Gostota (g/cm³) |
| Polistiren | 1,05 |
| Surovinska sestavina polistirena | 0,909 |
S tem podatkom lahko izračunamo maso 1 m³ polistirena: pri kompaktnem polistirenu je okoli 1050 kg. Pri segrevanju na približno 90–100 °C se polistiren zmehča in postane bolj podajen; to je povezano s steklastim prehodom materiala in ne z običajnim taljenjem. Prepustnost svetlobe je zelo velika, do 90 % sončnih žarkov. Etrska, aromatska in nekatera ogljikovodikova topila lahko polistiren poškodujejo ali raztopijo, zato je treba združljivost s topili preveriti posebej. Bistvena razlika med polistireni, izdelanimi po različnih postopkih, je molekulska masa:
- Blokovni polistiren: molekulska masa 300000–500000.
- Pri vodni emulziji: 70000–200000.
Ta podatek je zelo pomemben pri uporabi. Polistireni z majhno molekulsko maso so krhki in malo trdni. Pri nakupu je treba podatek preveriti: za čvrst in trajen gradbeni material mora znašati najmanj 100000.
Načini proizvodnje polistirena
Najpogosteje se uporabljata neprekinjeni blokovni postopek in postopek z vodno emulzijo. Pri prvem se stiren vlije v segrete kalupe in zgosti v prozoren, trden material. Končni material prevzame obliko posode, v kateri se je strjeval. Najpogosteje se uporabljajo podolgovati pravokotni kalupi oziroma bloki. S tem postopkom ima polistiren v primerjavi z drugimi načini veliko molekulsko maso. Učinek omogočajo nizke temperature segrevanja surovine, od 30 do 40 °C.
Pri drugih postopkih proizvodnje je lahko temperatura od 60 do 90 °C. Surovini se doda tudi iniciator, benzoil peroksid, ki pospeši strjevanje. Žal ima ta postopek pomembno pomanjkljivost: v polistirenu lahko nastanejo razpoke.
Proizvodnja polistirena z vodno emulzijo ima naslednje prednosti:
- Končni izdelek je droben prah
- Proizvodni postopek je kratek
- Polistiren po koncu proizvodnje ne vsebuje monomerov
Pogosta vprašanja
Koliko tehta 1 m³ polistirena?
Pri gostoti kompaktnega polistirena okoli 1,05 g/cm³ en kubični meter tehta približno 1050 kg. Masa ekspandiranega polistirena je veliko manjša, saj velik del prostornine zavzemajo zaprte celice z zrakom.
Zakaj se masa polistirena in ekspandiranega polistirena močno razlikuje?
Kompaktni polistiren je trden polimer, ekspandirani polistiren pa ima porozno strukturo. Zaradi velike količine zraka so plošče in bloki iz penjenega polistirena pri enaki prostornini občutno lažji.
Pri kateri temperaturi se polistiren začne mehčati?
Navadni polistiren se začne opazno mehčati približno pri 90–100 °C. To ni isto kot taljenje, zato je treba pri segrevanju upoštevati vrsto materiala in pogoje uporabe.