Подписаться 
Виды стирольных пластиков
Стирол (C8H8, PhVi), также фенилэтилен и винилбензол – бесцветная жидкость со специфическим запахом. Стирол легко полимеризуется, в том числе и при комнатной температуре, поэтому при хранении его стабилизируют антиоксидантами. В основном стирол применяется для производства полимеров. Его можно использовать в качестве растворителя, он хорошо растворяет собственные полимеры, а также сополимеры с акрилатами и акрилонитрилом.
Из стирола можно производить множество видов пластика. Мы рассмотрим три типа стирольных полимеров, которые выпускает «Нижнекамскнефтехим» (НКНХ): полистирол общего назначения (ПСОН), ударопрочный полистирол (УППС) и акрилонитрилбутадиенстирол (АБС-пластик).
1. Полистирол общего назначения (ПСОН) – полимер стирола, прозрачный и хрупкий материал. Его преимущества:
- хорошая перерабатываемость;
- жесткость;
- отличный внешний вид, высокое светопропускание;
- легкая окрашиваемость;
- хорошие электро- и теплоизоляционные свойства;
- относительно трудная воспламеняемость;
- возможность вторичной переработки.
Основным недостатком ПСОН является его хрупкость.
2. Ударопрочный полистирол (УППС) – привитой сополимер (графт-сополимер) стирола и бутадиенового или бутадиен-стирольного каучука, выступающего в качестве модификатора ударопрочности; непрозрачный и бесцветный материал. Непрерывная фаза (матрица) состоит из полистирола, в ней распределена дискретная фаза (микрогель) – частицы каучука размером 2–5 мкм.
Привитой сополимер – это полимер, основная цепь которого состоит из одного мономера, а к ней присоединены одна или несколько боковых цепей из другого мономера. Обычно привитая сополимеризация используется для модификации свойств основного мономера.
Преимущества УППС по сравнению с ПСОН:
- улучшенные упруго-деформационные характеристики;
- стойкость к ударным нагрузкам;
- морозостойкость;
- пригодность к окрашиванию;
- универсальность.
Недостатки УППС по сравнению с ПСОН:
- пониженная стойкость к атмосферному, химическому и термическому воздействиям;
- более низкая прочность при растяжении;
- пониженная прозрачность.
3. Акрилонитрилбутадиенстирол (АБС-пластик) – сополимер акрилонитрила, стирола и каучука, имеющий двухфазную структуру. Непрерывная фаза (матрица) материала состоит из сополимера стирола с акрилонитрилом, дискретной фазой служит бутадиеновый или бутадиен-стирольный каучук. Преимущества:
- прочность, пластичность, ударопрочность;
- высокая термостойкость;
- химическая инертность;
- возможность компаундирования с другими конструкционными пластиками (полиамидом, поликарбонатом).
Недостатки АБС-пластика:
- чувствительность к УФ-излучению;
- относительно низкие электроизоляционные свойства.
Марки полистирола производства «Нижнекамскнефтехима» можно перерабатывать различными способами, включая вспенивание, экструзию и литье под давлением. Подобрать марку под нужный способ переработки можно по приведенной ниже таблице.
Способы переработки марок полистирола производства «Нижнекамскнефтехима»
Способ переработки |
ПСОН |
УППС |
АБС-пластик |
|---|---|---|---|
Вспенивание |
585, 530В, 402, 537, 402, 403, 591, 421, 430, 407, 585V |
- |
- |
Изготовление биаксиально-ориентированных пленок |
591, 402, 30FEB |
- |
- |
Литье |
525, 525М, 537, 409M, 410M, 413, 430М |
825 |
1434, 2332, 3432 |
Экструзия листа |
430, 430М, 402М, 403, 585, 407М, 537, 530, 530В, 535, 404М, 525, 525М, 410М, 409М |
825ES, 945Е |
0445Е, 0646, 0824V, 1035 |
Марочный ассортимент ПСОН
Из полистирола общего назначения изготовляют компоненты бытовой техники (заменители стекла, прозрачные полки холодильников), светопрозрачные конструкции, посуду, пищевую тару, игрушки, канцелярские товары, пылезащитные экраны и т. д.
Показатели качества |
Стандартные марки |
Пищевые марки |
|||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
535 |
525 |
525М |
404 |
430М |
95FM |
40FE |
|
Показатель текучести расплава, г/10 мин, 200°С, 5 кг, в пределах |
3,9 ± 0,6 |
9,0 ± 2,0 |
9,7 ± 1,3 |
4,0 ± 1,0 |
30,0 ± 5,0 |
9,0 ± 2,0 |
9,0 ± 2,0 |
Температура размягчения по Вика, °С, не ниже |
97 |
92 |
93 |
97 |
84 |
92 |
92 |
Прочность при разрыве, МПа |
51,0 |
50,0 |
48,7 |
55,0 |
- |
48,7 |
48,7 |
Прочность при изгибе, МПа |
93,3 |
83,9 |
82,4 |
101,6 |
- |
82,4 |
82,4 |
Массовая доля остаточного стирола, %, не более |
0,05 |
0,05 |
0,05 |
0,05 |
0,05 |
0,045 |
0,045 |
Использование добавок: |
|||||||
Минеральное масло |
+ |
+ |
+ |
- |
+ |
+ |
+ |
Стеарат цинка |
+ |
+ |
+ |
- |
- |
+ |
+ |
Метод переработки: |
|||||||
Литье |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
|
Экструзия |
+ |
Соэкструзия |
+ |
||||
Пневмоформование |
+ |
+ |
|||||
Марочный ассортимент УППС
Ударопрочный полистирол используется в производстве компонентов бытовой техники и электроники (корпусов стиральных машин, чайников и т. д., частей электросхем). В частности, марка 825 обладает высоким зеркальным блеском, поэтому из нее делают изделия, требующие высокой глянцевитости.
Показатели качества |
Стандартные марки |
Пищевые марки |
|||
|---|---|---|---|---|---|
825 |
825ES |
945E |
45FE |
85FM |
|
Показатель текучести расплава, г/10 мин, 200°С, 5 кг, в пределах |
7,5 ± 1,5 |
4,4 ± 0,6 |
4,0 ± 1,0 |
4,0 ± 1,0 |
7,5 ± 1,5 |
Температура размягчения по Вика, °С, не ниже |
89 |
92 |
92 |
92,0 |
84,0 |
Прочность при разрыве, МПа |
21,8 |
27,4 |
25,2 |
27,4 |
21,8 |
Относительное удлинение при разрыве, % |
61,6 |
61,6 |
64,5 |
61,6 |
61,6 |
Ударная вязкость по Изоду, с надрезом, Дж/м, не менее |
96 |
100 |
120 |
96 |
96,0 |
Прочность при изгибе, МПа, не менее |
40,0 |
47,3 |
42,1 |
47,3 |
40,0 |
Зеркальный блеск (глянец) под углом 60°, не менее |
70 |
50 |
50 |
50 |
70 |
Массовая доля остаточного стирола, %, не более |
0,05 |
0,05 |
0,05 |
0,045 |
0,045 |
Использование добавок: |
|||||
Минеральное масло |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
Стеарат цинка |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
Метод переработки: |
|||||
Литье |
+ |
+ |
|||
Экструзия |
+ |
+ |
+ |
||
Пневмоформование |
+ |
+ |
+ |
||
Марочный ассортимент АБС-пластика
АБС-пластик применяется в производстве большого спектра товаров народного потребления, таких как детали бытовой техники и оргтехники, телефоны, игрушки, канцелярские товары, спортивный инвентарь, садовые товары и т. д.
Показатели качества |
0445Е |
0475E |
1035 |
2332 |
3432 |
|---|---|---|---|---|---|
ПТР (220°С, 10кг), г/10 мин |
4 ± 1,5 |
4,5 ± 1,5 |
10 ± 1,5 |
23 ± 3 |
33 ± 5 |
Ударная вязкость по Изоду, с надрезом (+23°С, 4 мм), кДж/м2, не менее |
15 |
20 |
10 |
11 |
11 |
Температура размягчения по Вика (5 кг, 50°С/ч), С, не ниже |
100 |
100 |
98 |
90 |
90 |
Глянец под углом 60°, не менее |
60 |
60 |
50 |
- |
- |
Глянец под углом 20°, не менее |
- |
- |
- |
60 |
60 |
Наличие добавок |
- |
- |
Пластификатор |
||
Методы переработки |
Экструзия, соэкструзия |
Литье под давлением, экструзия |
Литье под давлением |
||
Новые разработки «ПолиЛаб Нижнекамск»
«Нижнекамскнефтехим» производит порядка 60% ударопрочного полистирола, потребляемого в РФ, являясь основным производителем этого полимера. Но доля импорта остается высокой. При этом по основным показателям качества УППС «Нижнекамскнефтехима» соответствует импортируемым маркам.
Наиболее часто импортируется пластик, используемый в производстве тех деталей холодильной техники, в которых для пенообразования полиуретана применяется циклопентан. Это означает, что ударопрочному полистиролу нужно обладать стойкостью к растрескиванию под воздействием окружающей среды (ESCR, environmental stress cracking resistance).
На практике УППС выдерживают в парах циклопентана, после чего измеряют относительное удлинение материала при разрыве. Относительное удлинение при разрыве после воздействия циклопентана должно составлять не менее 70% от изначального значения.
В рамках НИОКР в «ПолиЛаб Нижнекамск» была разработана химически стойкая марка УППС 825ESCR, имеющая удовлетворительный показатель ESCR. Разработки ведутся параллельно двумя методами: компаундированием и синтезом. Опытные партии компаундирования успешно разработаны и направлены на омологацию клиентам. Апробация синтеза запланирована на май 2024 года.
Показатели качества |
Импортная марка |
Норма для марки ESCR |
825ESCR |
|---|---|---|---|
Показатель текучести расплава, г/10 мин, при 200°С на 5 кг нагрузки, в пределах |
4,1 |
4,0 ± 1,0 |
3,0 |
Температура размягчения по Вика, °С, не ниже |
96 |
> 88 |
95 |
Прочность при разрыве, МПа |
24,0 |
> 20,0 |
- |
Относительное удлинение при разрыве, % |
68,0 |
> 45,0 |
- |
Ударная вязкость по Изоду, с надрезом, Дж/м, не менее |
135,0 |
> 101 |
199,0 |
Прочность при изгибе, МПа, не менее |
34,0 |
- |
|
Зеркальный блеск (глянец) под углом 60°, не менее |
73,0 |
> 48 |
57,0 |
Массовая доля остаточного стирола, %, не более |
< 0,05 |
< 0,05 |
< 0,05 |
Стойкость к циклопентану, % |
88,0 |
> 70 |
> 80,0 |
Наличие добавок: |
|||
Минеральное масло |
+ |
+ |
+ |
Стеарат цинка |
+ |
+ |
+ |
Методы переработки |
Экструзия и термоформование |
||
Заключение
Стирольные пластики незаменимы во многих отраслях и областях применения, включая потребительские товары. Мы кратко описали основные типы стирольных пластиков с указанием их преимуществ и недостатков. Марочный ассортимент стирольных пластиков «Нижнекамскнефтехима» позволяет производить практически все виды товаров народного потребления, а для тех областей, в которых производители все еще полагаются на импортные марки, идут разработки отечественных аналогов от «ПолиЛаб Нижнекамск».
Этот материал основан на вебинаре о стирольных пластиках для производства товаров народного потребления, который состоялся 11 марта. Запись вебинара доступна по ссылке.
Комментарии (0)