Розглянемо детальніше суспензійний метод: суспензійна полімеризація здійснюється за періодичною схемою в реакторах об'ємом 10-50 м3, забезпечених мішалкою і сорочкою обігріву.
Стирол суспендується в демінералізованої воді, використовуючи різні стабілізатори емульсії; ініціатор полімеризації розчиняють в стирол.
Процес ведуть при поступовому підвищенні температури від 40 до 1300С під тиском протягом 8-14 годин. З отриманої суспензії полістирол виділяють центрифугуванням, після чого його промивають і сушать.
Цей процес зручний і для отримання кополімерів стиролу.
Цим же методом в основному виробляють і пінополістирол (коробочки для фасовки яєць, підноси та лотки для розфасовки свіжого м'яса, риби).
Товарний полістирол випускається незабарвленим і забарвленим, в порошку і в гранулах. Незабарвлений полістирол після плавлення й охолодження - прозорий і безбарвний матеріал.
Для отримання матеріалів, що володіють більш високими теплостійкістю і ударною міцністю, ніж полістирол використовують суміші останнього з іншими полімерами і сополімери стиролу, з яких найбільше значення мають блок і прищеплені сополімери, так звані удароміцні матеріали (АБС-пластик, УПС-ударостійкий полістирол).
УПС (HI-PS - полістирол високої ударної міцності). УПС отримують прищепленої кополімеризації стиролу з полібутадіеновимі або бутадієн-стирольним каучуками.
Структурно УПС являє собою трифазну систему, що складається з полістиролу, гель-фракції прищепленого сополимера й каучуку з щепленим стиролом у вигляді часток з розміром до 1-5 мкм,
рівномірно розподілених за обсягом УПС. Присутність каучуку істотно уповільнює зростання мікротріщин, що й підвищує міцність матеріалу. Ударостійкий полістирол більш гнучкий, має велику ударну міцність,
але меншу міцність при розтягуванні і термічну стійкість, ніж модифікований полістирол. Ударостійкий полістирол - чудовий матеріал для отримання різних виробів методом термоформування.
Введення в ПС синтетичних каучуків, зменшуючи крихкість, знижує прозорість ПС. Основні властивості УПС: твердий, жорсткий, погано ламається, непрозорий (з огляду на зміст бутадієну),
колір молочно-опаловий, може бути пофарбований в усі кольори, здатність поглинати вологу більша ніж полістиролу.
Властивості полістиролу: ступінь полімеризації N = 600-2500; ММ = (80-100) * 103; характеризується високою прозорістю (світлопропускання до 90%); температура склування (температура розм'якшення) 80-1000С;
діапазон технологічних температур 190-2400 С; температура самозаймання 4400С; щільність 1,05 г/см3; водопоглинання 0,05-0,1 (попередня сушка необхідна тільки при несприятливому зберігання);
усадка (при виготовленні виробів) 0,3-0,6%.
Хімічні властивості: Полістирол розчиняється у власному мономере, ароматичних і хлорованих вуглеводнях, складних ефірах ацетоні, не розчинний у нижчих спиртах, аліфатичних вуглеводнях, фенолах, простих ефірах.
Має нижче влагопоглощенієм, руйнується концентрованої азотної і крижаної оцтової кислоти.
Фізичні властивості: Полістирол - термопластичний полімер лінійного будови. Аморфний, прозорий крихкий продукт.
Для нього характерні легкість переробки, хороша окрашиваемость в масі і дуже хороші діелектричні властивості.
Легко склеюється. Термодеструкція починається при 2000С і супроводжується виділенням мономера.
Експлуатаційні властивості: Полістирол не токсичний. Недоліки - крихкість і низька теплостійкість, опір ударним навантаженням невелика.
При температурах вище 600С знижується термостійкість. На повітрі при УФ-опроміненні полістирол піддається старінню: з'являється жовтизна і мікротріщини, відбувається помутніння, збільшується крихкість.
Полістирол переробляють всіма відомими способами при 190-2400С. Застосовують як конструкційний, електроізоляційний (плівки, нитки), декоративно-обробний матеріал у приладо і машинобудуванні, для
виготовлення виробів широкого вжитку. Орієнтований ПС товщиною менше 75 мкм використовують для "віконець" в картонних коробках пакувальних.
Більш товсті плівки використовуються для отримання стаканчиків для торгових автоматів, підносів для фасованого свіжого м'яса, з тим, щоб бачити при купівлі обидві сторони упаковується продукту.
Спінений полістирол має високу жиростійкості є прекрасним теплоіеолятором. Застосовується для виготовлення різних пакувальних виробів методом термоформування (прокладки в ящики для яблук,
коробочки для фасовки яєць, підноси та лотки для розфасовки свіжого м'яса, риби).
Основні параметри лиття під тиском:
Температура переробки:
|
нрТемпература, 0С |
||||||||
|
Съема изделия |
|
Сушки |
||||||
|
TП |
TС |
Т1 |
Т2 |
Т3 |
Т4 |
TЗАГ |
||
|
70 |
15-50 |
190-230 |
190-240 |
190-240 |
170-220 |
160-200 |
30-50 |
80 |
ТП - температура пресформи;
TC - температура сопла;
T1 - температура першої зони обігріву;
T2 - температура другої зони обігріву;
T3 - температура третьої зони обігріву;
T4 - температура четвертої зони обігріву;
TЗАГ - температура зони завантаження матеріалу;
Попередня сушка необхідна тільки при несприятливому зберігання, тривалість сушіння становить 1 годину.
Параметри процесу лиття:
Тиск уприскування: високе 1000-1400 бар (100-140 бар - на манометрі термопластавтомата). З урахуванням максимального тиску упорскування на термопластавтомати - 1400 бар.
Швидкість уприскування: обов'язкове висока швидкість; при зниженні швидкості уприскування знижується прозорість полістиролу.
Тиск витримки (підпресування): 30-50% від тиску уприскування (невисока, але достатня, щоб не "відкидало" шнек внутрішнім довленіем матеріалу в пресформі).
Час витримки (підпресування): Враховуючи високу внутрішню напругу матеріалу, а також низьку величину усадки полімеру, рекомендується невеликий час витримки до 20% від часу охолодження.
Подушка (залишкова): 2-6 мм, в залежності від обсягу дозування; більше об'єм - більше подушка.
Час охолодження: має бути настільки тривалим, щоб литий виріб охололо до безпроблемного вилучення з пресформи; визначається товщиною стінок вироби, температурою стінок пресформи, температурою розплаву матеріалу.
Обороти шнека: високі, щоб час пластифікації вклалося в період охолодження виробу; немає необхідності набирати дозу матеріалу швидше, ніж закінчиться час охолодження вироби.
Протитиск: 100-250 бар (10-25 бар по манометру термопластавтомата); при більш низьких значеннях може з'явитися пригар (чорні шліри на поверхні і дрібні бульбашки повітря) використовується в основному для стабільного дозування і гомогенізації розплаву, і для рівномірного розподілу барвника в матеріалі ; немає необхідності подальшого збільшення протитиску щоб уникнути зупинки шнека і прекрашенія процесу набору дози.
