Полистирол. Получают полимеризацией мономерного стирола

• Название: Получают полимеризацией мономерного стирола
• Дата: 05.10.2022
• Размер: 428.71 Kb.
• Имя файла: Полистирол.pdf
• Тип: Документы; #716208

Полистирол
Получают полимеризацией мономерного стирола.
Полистирол представляет собой термопластичный материал с высокими диэлектрическими показателями. Он химически стоек, водостоек, бесцветен, прозрачен, растворяется в ароматических и хлорированных углеводородах, простых и сложных эфирах.
Однако полистирол имеет низкую механическую прочность и невысокую теплостойкость.
Длительная обработка полистирола при температуре выше 200 0
С в присутствии кислорода воздуха приводит к его деструкции.
Для улучшения свойств полистирола его сополимеризуют с различными виниловыми мономерами. Особенно важное значение имеют привитиые и блок- сополимеры стирола с каучуками, обладающие повышенной ударной вязкостью
(ударопрочные полистиролы).
Сырье для получения полистирола
Стирол. Исходным сырьем для производства полистирола является стирол.
Это – непредельный углеводород, представляющий собой при нормальных условиях бесцветную жидкость с характерным запахом. Т. кип. Стирола 145,2 0
С, плотность 906 кг/м
3
, показатель преломления 1,5469.
В промышленности стирол получают в основном дегидратированием этилбензола в присутствии катализаторов:
Стирол отделяют от примесей ректификацией.
Исходный продукт для синтеза стирола – этилбензол в промышленности получают из бензола и этилена, главным образом жидкофазным методом в присутствии трихлорида алюминия в качестве катализатора:
Реакция алкилирования протекает с образованием не только моноалкилбензола, но и полиалкилбензолов.
Очистку сырого этилбензола проводят ректификацией. Особенно важно удалить из него п-диэтилбензол, который при дегидратации образует п- дивинилбензол:

В его присутствии при полимеризхации стирола происходит сшивание линейных макромолекул полистирола, в результате чего получается неплавкий и нерастворимый продукт сетчатого строения, который не поддается переработке.
Для предотвращения самопроизвольной полимеризации стирол обычно ингибирует трет-бутилпирокатехином или гидрохиноном. Ингибиторы удаляют перегонкой мономера в вакууме или промывкой разбавленной щелочью, после чего мономер тщательно высушивают.
Если стирол предназначается для полимеризации в эмульсии или суспензии, то после щелочной промывки и последующей отмывки водой мономер не сушат.
В некоторых случаях вводит ингибитор в стирол нецелесообразно, так как тщательная очистка его перегонкой под вакуумом является довольно сложной операцией. В таких случаях хранение осуществляется в среде азота.
Полимеризация стирола
Стирол может полимеризоваться как по радикальному, так и по ионному механизмам. Полимер, получаемый полимеризацией по радикальному механизму, имеет атактическую структуру и является аморфным; полимер, получаемый ионно- координационной полимеризацией, в зависимости от типа катализатора может быть аморфным или кристаллическим (изотактическим).
Аморфный полистирол получают разными способами – в блоке (в массе), эмульсии, суспензии или растворе в присутствии инициаторов, или без них (путем термической полимеризации).
Изотактический полистирол получают в присутствии стереоспецифических катализаторов Циглера-Натта. В процессе переработки при нагревании выше температуре плавления (около 250 0
С) изотактический полистирол необратимо переходит в аморфное состояние, что ограничивает его применение.
В промышленности полимеризацию стирола осуществляют в блоке, эмульсии и суспензии. Полимеризация в растворе не нашла широко применения, так как получаемый полимер имеет сравнительно небольшую молекулярную массу и выделение его из раствора представляет значительные трудности. К тому же раствор полистирола не может быть использован из-за низкой ударной прочности образующегося лакового покрытия, клеевого шва.
Наиболее перспективными промышленными методами получения полистирола является:
1) блочная полимеризация стирола с неполной конверсией мономера
(непрерывный способ);
2) суспензионная полимеризация стирола (периодический способ);
3) блочно-суспензионная полимеризация стирола (периодический способ).
Блочная полимеризация стирола с полной конверсией мономера практически утратила свое значение в связи с малой интенсивностью процесса и получением полимера со свойствами не отвечающими современным требованиям.
В последнее время все большее значение приобретает суспензионная полимеризация стирола в аппаратах большой единичной мощности (100 м
3
и более).
Эмульсионная полимеризация стирола находит в промышленности гораздо меньшее применение чем блочная, суспензионная и блочно-суспензионная.
Эмульсионный полистирол используется только для изготовления плиточных пенопластов конструкционного назначения, где требуется полимер с высокой молекулярной массой. Производство эмульсионного полистирола

включает трудоемкие стадии сушки тонкодисперсного полимера и очистки большого количества сточных вод, загрязненых токсичным стиролом и другими веществами. Необходимость предварительной грануляции тонкодисперсного эмульсионного полистирола перед его переработкой также создает определенные технологические трудности. Получаемый эмульсионный полистирол имеет худшие диэлектрические свойства, чем полистирол, синтезируемый блочным и суспензионным способами.
Блочный полистирол
Полимеризация стирола в массе (блоке) получила большое распространение.
Она может проводиться в присутствии и в отсутствии инициатора.
Инициаторами полимеризации по радикальному механизму обычно являются пероксид бензоила, динитрил азобисизомасляной кислоты и др.
Продукты распада инициаторов входят в состав макромолекул полистирола, вследствие чего этим способом не удается получить полистирол с высокими диэлектрическими показателями.
В промышленности для получения полистирола высокой степени чистоты полимеризацию мономера осуществляют без инициатора
(термическая полимеризация).
Термическая полимеризация стирола до полной конверсии мономера непрерывным способом в аппаратах колонного типа без перемешивания (принцип идеального вытеснения) в настоящее время не используется, поскольку этот процесс имеет ряд серьезных недостатков. Основными недостатками являются: большая длительность, необходимость проведения процесса при высоких температурах на конечных стадиях для достижения высокой конверсии, а так же получения полимера с невысокой молекулярной массой и широким молекулярно- массовым распределением. Проведение термической полимеризации стирола до неполной конверсии мономера (80-95 %) в каскаде аппаратов с перемешиванием
(принцип идеального смешения) и удалением остаточного мономера позволяет осуществлять реакцию при более низких температурах и получать полистирол с более узким молекулярно-массовым распределением. При этом обеспечивается значительная интенсификация процесса и получения полистирола более высокого качества.
Производство блочного полистирола общего назначения до неполной
конверсии мономера в каскаде реакторов с перемешиванием
Наибольшее распространение получила технологическая схемапроизводства блочного полистирола общего назначения в каскаде из двух реакторов с перемешиванием. Процесс включает стадии подготовки исходного стирола, полимеризации стирола в реакторах 1-й и 2-й ступеней, удаление и ректификации непрореагировавшего мономера, окрашивания расплава полистирола, грануляция полистирола, расфасовки и упаковки гранул полистирола.
Из емкости (поз. 1) стирол непрерывно подается дозировочным насосом в реактор 1-й ступени, который представляет собой вертикальный цилиндрический аппарат с коническим днищем емкостью 16 м
3
. Реактор снабжен листовой мешалкой с частотой вращения 30-90 об/мин. Полимеризация в реакторе 1-й ступени (поз. 2) протекает при температуре 110-130 0
С до конверсии 32-45 % в зависимости от марки получаемого продукта. Съем избыточного тепла реакции происходит за счет испарения части стирола из реакционной массы.

Реактор 2-й ступени (поз. 3) по конструкции и габаритам аналогичен реактору 1-й ступени, но снабжен ленточной мешалкой с частотой вращения 2-8 об/мин. При этом обеспечивается эффективное перемешивание высоковязких реакционных сред. Полимеризация в реакторе 2-й ступени протекает до 75-88 %- ной степени конверсии при температуре 135-160 0
С в зависимости от марки получаемого полимера.
Раствор полистирола в стироле из реактора 2-й ступени выгрузным насосом
(поз. 5) подается в вакуум-камеру (поз. 6) через трубу, которая обогревается паром давлением не менее 2,25 МПа. При этом происходит дополимеризация стирола до
90 %-ной степени конверсии.
Расплав полистирола поступает в вакуум-камеру с температурой 180-200 0
С.
В трубчатке перегревателя вакуум-камеры расплав полистирола нагревается до 240 0
С и поступает в полую камеру объемом 10 м
3
с остаточным давлении 2,0-2,6 кН/м
2
. При этом происходит испарение стирола из расплава и содержание остаточного мономера снижается до 0,1-0,3 %. Пары стирола поступают на регенерацию и затем вновь возвращаются в емкость (поз. 1).
Расплав полистирола из вакуум-камеры (поз. 6) поступает в экструдер (поз.
7) и на грануляцию.
Сравнительная оценка способов блочной полимеризации стирола с полной и
неполной конверсией мономера
Способ блочной полимеризации стирола с неполной конверсией мономера имеет ряд преимуществ перед способом блочной полимеризации с полной конверсией стирола:
1) производительность агрегата для полимеризации повышается более чем в
2 раза за счет сокращения продолжительности полимеризации, что обуславливает уменьшение капиталовложений и энергозатрат.
2) аппаратурное оформление позволяет регулировать технологические параметры процесса и получать продукты различного качества в зависимости от требований потребителя;
3) полистирол, входящий из вакуум-камеры, содержит меньше остаточного мономера (до 0,2 %), чем продукт, выходящий из колонны с полной конверсией мономера (0,5 %).
Однако при осуществлении процесса с неполной конверсией мономера неизбежны отходы – отгонные конденсаты стирола. При реализации крупных производств возникает необходимость использования отгонных конденсатов. При

общей мощности производства 100-120 тыс. т/год полистирола получается около
10-12 тыс. т/год отгонных конденсатов.
Утилизация отгонных конденсатов осуществляется по двум направлениям:
1) очисткой отгонных конденсатов с получением стирола стандартной чистоты
(ректификация); 2) полимеризацией отгонных конденсатов с получением полистирола несколько худшего качества, но который можно использовать для производства менее ответственных изделий.
Суспензионный полистирол
Процесс суспензионной полимеризации стирола обладает рядом преимуществ по сравнению с процессом блочной полимеризации. Благодаря наличию водной дисперсионной среды облегчается отвод тепла экзотермической реакции, что упрощает управление процессом и регулирование режима работы реактора. Проведение полимеризации стирола в суспензии обеспечивает возможность широкого варьирования условий процесса и получения большого ассортимента марок полистирола.
Регулируемая молекулярная масса и достаточно узкое молекулярно-массовое распределение суспензионного полистирола по сравнению с блочным полимером обуславливает его большую ударную вязкость и теплостойкость. Кроме того, суспензионный полистирол имеет более низкое остаточное содержание мономера в готовом продукте (до 0,1%), что позволяет применять его для производства изделий, соприкасающихся с пищевыми продуктами.
Недостатками процесса суспензионной полимеризации стирола является его много стадийность, наличие значительного количества сточных вод, требующих очистки, а также трудоемкость его перевода на непрерывную технологическую схему.
В промышленности суспензионную полимеризацию стирола осуществляется только периодическим способом из-за низкой устойчивости суспензии.
Суспензионная полимеризация стирола проводится в водной среде в присутствии инициаторов полимеризации, которые не растворимы в воде, а растворимы в мономере. При перемешивании реакционной массы стирол диспергируется в воде, образуя дисперсию, в которой для придания устойчивости вводят стабилизаторы.
В качестве стабилизаторов обычно используют: 1) растворимые в воде полимеры – поливиниловый спирт (с содержанием 10-15 % неомыленных ацетатных групп), сополимер метакриловой кислоты и метилметакрилата, желатин, карбоксиметилцелюлозу и др. и 2) нерастворимые в воде неорганические соединения, образующие тонкодисперсные взвеси: гидроксиды металлов, каолин, бентонит, фосфаты, карбонаты и др.
Полимерные стабилизаторы, содержащие гидрофильные и гидрофобные группы, концентрируются на границе раздела фаз, образуя, таким образом на поверхности диспергированных частиц защитный слой, препятствующий агрегации частиц в процессе полимеризации при перемешивании реакционной массы.
Соблюдение постоянного значения рН достигается при полимеризации введением буферных добавок: фосфатов, карбонатов. Полимеризация стирола в суспензии протекает по радикальному механизму. Из нерастворимых в воде инициаторов чаще всего используют органические пероксиды: пероксид бензола,

трет-бутилпербензоат, трет-бутилперфталат и др. Для этой цели может быть использован и динитрил азобисизомасляной кислоты.
Инициирование процесса полимеризации пероксидом бензоила протекает по схеме:
Бензоатный радикал присоединяется к СН
2
-группе, так как при этом образуется более стабильный радикал, не спаренный электрон которого сопряжен с
π-электронами бензольного ядра.
По завершении полимеризации частицы суспензионного полистирола имеют размер 0,5-1,5 мм.
Полученный полистирол легко отделяется от водной фазы. После прекращения перемешивания он оседает на дне реактора и может быть отделен от воды центрифугированием или фильтрацией.
Производство суспензионного полистирола
Технологический процесс получения суспензионного полистирола периодическим способом состоит из стадий подготовки сырья (очистка стирола от гидрохинона, приготовление раствора стабилизатора в воде, приготовление раствора инициатора в стироле и др.), смешение компонентов, полимеризации, просева, промывки полистирола и отжима на центрифуге, сушки, гранулирования и упаковки готового полистирола.
Растворы инициаторов из аппаратов (поз. 1) и стирол из емкости (поз. 2) подаются в реактор (поз. 3) на полимеризацию.
Полимеризация стирола проводится при непрерывном перемешивании в течении 12-15 ч при 85-130 0
С. По завершении процесса реакционная смесь охлаждается до 45-50 0
С. При использовании в качестве стабилизатора гидроксида магния реакционная масса нейтрализуется серной кислотой. Затем суспензия полимера в водной фазе перекачивается насосом через сито (поз. 5) в промежуточную емкость (поз. 4), в которой полистирол поддерживается мешалкой во взвешенном состоянии. Далее полимер поступает на центрифугу (поз. 6) для

отделения от водной фазы и промывки. Центрифуга может работать как периодически, так и непрерывно.
Начиная со стадии центрифугирования, процесс можно проводить по непрерывной схеме. В этом случае процесс суспензионной полимеризации будет комбинированным (периодическим до стадии центрифугирования, непрерывным – после).
Отжатый полистирол с содержанием влаги около 4 % подается в сушилку
(поз. 7). При периодическом способе используют сушилку барабанного типа, при непрерывном – сушилку в кипящем слое.
В случае необходимости полистирол смешивают с другими компонентами и гранулируют. Готовый продукт передают не упаковку.
Эмульсионный полистирол
При эмульсионной полимеризации полимеризация стирола в качестве дисперсионной среды используют воду.
В качестве эмульгаторов применяются мыла (соли жирных кислот), соли сульфокислот парафинового и ароматического рядов.
Инициаторами эмульсионной полимеризации являются водорастворимые пероксиды: пероксид водорода, персульфат калия или аммония. Концентрация инициатора в реакционной массе составляет 0,25-0,5 % от массы стирола. При использовании окислительно-восстановительных инициирующих систем можно повысить скорость полимеризации и понизить температуру процесса.
Коагуляция латекса обычно осуществляется электролитами – кислотами или солями (сульфат алюминия, алюмокалиевые квасцы).
Стирол полимеризуется в эмульсии по радикальному механизму.
Молекулярную массу полистирола можно регулировать введением в реакционную массу агентов передачи цепи (полисульфиды, меркаптаны, ксантогенаты и др.).
Для поддержания необходимого поверхностного натяжения на границе раздела фаз добавляют так называемые регуляторы, в качестве которых используют алифатические спирты, вводимые в полимеризующуюся систему в количестве 0,5 % от массы мономера.
Скорость эмульсионной полимеризации стирола зависит от рН среды, поэтому для поддержания определенного значения рН в реакцию вводят буферные смеси (ацетаты, фосфаты и др.).
Эмульсионный полистирол имеет более высокую молекулярную массу, чем полимер, получаемый другими методами. Эмульсионный полистирол применяется главным образом для получения пенополистирола с кажущейся плотностью не менее 100 кг/м
3
Эмульсионная полимеризация применяется и для получения сополимеров стирола с другими виниловыми мономерами.
Свойства и применение полистирола
Полистирол представляет собой твердый аморфный продукт плотностью
1050-1080 кг/м
3
. Молекулярная масса промышленных марок полистирола зависит от способа его получения и колеблется в пределах от 50000 до 300000. Исключение составляет эмульсионный полистирол, молекулярная масса которого может быть значительно выше.
Большое влияние на свойства полистирола оказывает его полидисперсность, которая у блочного полистирола довольно значительна. Присутствие

низкомолекулярных фракций, уменьшает разрушающее напряжение при растяжении, ударе, изгибе, а также снижает теплостойкость полистирола.
В технике применяют полистирол с показателем текучести расплава 2-30.
В присутствии катализаторов Циглера-Натта получается изотактический кристаллический полистирол, который отличается от аморфного повышенной температурой плавления и более высокими механическими показателями. Однако его трудно перерабатывается в изделия, поэтому он не производится в промышленном масштабе.
Для повышения прочности при производстве полистирольных пленок и нитей полимер подвергают ориентации.
Он является хорошим диэлектриком, стоек к неорганическим неокисляющим кислотам (соляной, серной, плавиковой), а также к спиртам и солям. Однако растворяется в тетрахлориде углерода, бензоле, нестоек к действию простых и сложных эфиров, ароматических, алифатических и хлорированных углеводородов.
Он довольно легко окисляется, сульфируется, галагенизируется, нитруется.
Блочный полистирол прозрачен бесцветен, он пропускает 90 % видимой части света.
Недостатками полистирола являются низкие теплостойкость и ударная прочность, склонность к старению.
При нагревании до 300-400 0
С полистирол деполимеризуется с образованием мономера.
Полистирол легко перерабатывается в изделия всеми способами, применимыми для переработки термопластов. Основным методом его переработки в изделия является литье под давлением.
Полистирол широко используется в качестве электроизоляционного материала для высокочастотной техники. Основными потребителями полистирола как диэлектрика являются приборостроительная промышленность и кабельная промышленность.
Полистирол используются как конструкционной материал в промышленности строительных материалов для изготовления деталей, не работающих под большими механическими нагрузками. Блочный полистирол используется для изготовления оптических стекол. Он широко применяется для производства изделий бытового назначения: посуды, галантереи, игрушек и тары.
Для электроизоляционных и антикоррозионных целей используется полистирольные лаки.
Эмульсионный полистирол применяется в производстве некоторых марок пенополистирола прессовым методом.
Полимеры производных стирола.
Для синтеза полимеров и сополимеров могут быть использованы производные стирола, содержащие заместители у атомов углерода в винильной группе или ядре. Наибольшее практическое применение нашли мономеры, содержащие метилольную группу или атом галогена.
При радикальной гомополимеризации α-метилстирола (изопропилбензола)

Образуются димеры или низкомолекулярные олигомеры, в то время как α- метилстирол хорошо сополимеризуется со стирлом и другими мономерами.
Поливинилтолуолы получают в промышленности
Радикальной полимеризацией технической смеси винилтолуолов. Они представляют собой аморфные полимеры, отличающиеся от полистирола более высокой теплостойкостью, большой стойкостью к действию растворителей.
Их переррабатывают литьем под давлением и экструзией при несколько более высоких температурах, чем полистирол. Применяют их в радио- и электротехнике в качестве теплостойкого диэлектрика.
Из полигалогенстиролов наибольшее практическое применение находят полихлорстиролы – поли-n-хлорстирол (1) и поли-2,5-дихлорстирол (2)
Они имеют те же высокие диэлектрические характеристики, но по сравнению с полистиролом 2 более теплостойки. Наличие атома хлора придает им способность к самозатуханию.
Повышенными химической стойкостью, теплостойкостью и высокими диэлектрическими показателями обладают полифторстиролы, однако их широкое применение ограничено сложностью получения.
Сополимеры стирола.
Стирол легко полимеризуется со многими мономерами. Практическое применение нашли сополимеры стирола с метилметакрилатом, акрилонитрилом, α- метилстиролом, винилкарбазолом, винилтолуолом, бутадиеном, дивинилбензолом.
Со всеми этими мономерами, кроме дивинибензола, получаются сополимеры линейного строения.
Сополимеры стирола с бутадиеном (10-15 % стирола) применяются для изготовления высококачественных синтетических каучуков.
Наибольшее распространение получил бутадиен-стирольный каучук марки СКС-30.
Сополимеры стирола с метилметакрилатом
(МС) получаются сополимеризацией в суспензии (соотн. 40:60). Они применяются для изготовления различных изделий методом литья под давлением. Изделия эксплуатируются большее время, чем полистирол. Они обладают более высокой бензостойкостью и используются для изготовлении различных деталей в автомобилестроении.
Большое техническое применение нашли сополимеры стирола с акрилонитрилом под маркой СН. Сополимер отличается повышенной теплостойкостью и более высокими механическими показателями. Он хорошо перерабатывается в изделия литьем под давлением. Он применяется для изготовления различных изделий технического и бытового назначения. При его

совмещении с бутадиен-нитрильным каучуком получается высокопрочный материал – ударопрочный полистирол.
Пенополистирол.
Пенополистирол получают двумя методами: прессовым и беспрессовым.
Прессовый метод (пенополистирол марок ПС-1 и ПС-4) заключается в том, что эмульсионный тонкодисперсный полистирол смешивается с твердым порообразующим компонентом, прессуется, после чего отпрессованные изделия вспениваются.
При беспрессовом методе (марки ПСВ и ПСВ-С) в суспензиолнный полистирол вводят вспенивающий агент. Эта опреация производится либо на стадии окончательной полимеризации стирола, либо после окончания полимеризации.
Наибольшее распространение получил беспрессовый метод.
Получение пенополистирола прессовым методом.
Технологический процесс получения пенополистирола прессовым методом состоит из трех основных стадий: смешение полистирола с газообразователем
(пороформ), прессования композиции и вспенивания отпрессованной заготовки.
Компоненты перемешивают в шаровой мельнице в течении 12-24 ч до получения однороднолй массы. Далее композицию прессуют при 120-145 0
С и давлении 7,8-11,8 МН/м
2
в течении 1,5-2 мин. При этом пороформ разлагается, и газ равномерно распределяется по всей заготовке.
Давление при прессовании должно быть на 10-15 % больше противодавления газов прессуемой заготовки. Отпрессованную заготовку охлаждают в течении 25-30 мин до 25-35 0
С и подвергают вспениванию в обогреваемых камерах при 95-100 0
С.
Из-за неоднородности структуры заготовки могут коробиться, поэтому листы пенопласта обычно выпрямляют.
Получение пенополистирола беспрессовым методом.
Пенополистирол, получаемый беспрессовым методом, - стиропор – является продуктом блочно-суспензионной полимеризации стирола, протекающей в две стадии. На первой стадии проводится форполимеризация стирола блочным способом в аппаратах с перемешиванием до конверсии 25-40%. На второй стадии происходит окончательная полимеризация форполимера суспензионным способом; на этой стадии в полимер вводят 3-6% легколетучего жидкого углеводорода
(изопентана или изопентановой фракции) от массы стирола.
Наиболее целесообразным является блочно-суспензионный способ получения пенополистирола по моноаппаратной схеме, т.е. проведение форполимеризации и окончательной полимеризации в одном аппарате большой единичной мощности (объем 100 м
3
и более). В этом случае технологическая схема аналогична технологической схеме получения суспензионного полистирола.
Суспензионная полимеризация осуществляется в водной среде в присутствии инициаторов радикального типа (ДАК и пероксид бензоила).
Для получения пенополистирола в реакторах объемом до 20 м
3
рекомендуются шестилопастные, листовые и турбинные мешалки. Для реакторов объемом 100 м
3
используются трехлопастные мешалки специальной конструкции с регулируемой частотой вращения от 10 до 60 об/мин и мощностью 100-150 кВт.
Отвод тепла на стадии блочной форполимеризации в реакторе объемом 100 м
3 осуществляется за счет испарения стирола либо паров воды, добавляемой к

реакционной массе в количестве 2 %. Отвод тепла на стадии суспензионной полимеризации осуществляется через стенку рубашки полимеризатора.
Технологический процесс периодического производства полистирола для вспенивания блочно-суспензионным способом состоит из стадий подготовки сырья
(приготовление водного раствора поливинилового спирта, растворение инициатора в стироле), форполимеризация стирола в масее, суспендирование форполимера в водном растворе стабилизатора, окончательной полимеризации, центрифугирования, сушки гранул, рассева и упаковки готового продукта.
Окончательная суспензионная полимеризация стирола проводится в автоклаве с непрерывным перемешиванием при 70 0
С и давлении 290-580 кН/м
2
в течении 16-20 ч. Изопентан или изопентановая фракция загружается в автоклав перед началом окончательной полимеризации. В качестве стабилизатора суспензии применяется 1%-ный водный раствор поливинилового спирта.
Трудности проведения непрерывного процесса связаны с недостаточной устойчивостью суспензии.
Полистирол для вспенивания можно получать также суспензионной полимеризацией стирола в водной среде при введении в конце процесса вспенивающего агента- гексана, пентана.
Технологический процесс изготовления изделий из пенополистирола беспрессовым методом состоит из стадий предварительного вспенивания гранул, сушки и выдержки на воздухе предварительно вспененных гранул, окончательного вспенивания гранул.
Пенополистирол получают непрерывным способом непосредственно из мономера, при этом процессы полимеризации стирола и вспенивания совмещаются. Использующийся в процессе ДАК (пороформ) является одновременно инициатором полимеризации стирола и вспенивающим агентом.
Из смесителей (поз.1) раствор пороформа в стироле подается в расходную емкость (поз. 2), в которой подогревается до 60-75 0
С, а затме под давлением 980 кПа нагнетается насосом (поз. 3) в полимеризатор (поз.4). Полимеризатор

представляет собой аппарат трубчатого типа, разделенный на секции. Температура по секциям повышается от 80 до 100 0
С. В данном случае может быть использована и полимеризационная колонна. Далее реакционная смесь поступает в червячный пресс (поз. 5), в котром нагревается до 120-140 0
С. В червячном прессе происходит полное разложение пороформа и равномерное распределение его в материале.
Кроме того, червячный пресс регулирует подачу материала в постепенно расширяющийся мундштук, в котром происходит вспенивание. Мундштуки различной формы дают возможность получать сплошные или полые изделия.
Таким путем получен пенополистирол марки ПС-А мелкопористой замкнуто-ячеястой структуры. При добавлении антипиренов можно получить негорючий пенополистирол ПС-А.
Производство крупногабаритных изделий этим способом затруднено из-за ограниченных размеров червяного пресса.
По этой схеме можно получить и пенополистирол ПСВ (беспрессовый). Для этого на червячный пресс устанавливают головку с отверстиями, оформляющую тонкие нити полистирола, которые охлаждаются и дробятся на гранулы.
Свойства и применение пенополистирола.
Пенополистирол имеет структуру застывшей пены. Основным показателем оценки этой структуры является кажущаяся плотность, которая выражается соотношением твердой и газообразной фаз.
Ценным свойством пенополистирола является его стойкость к действию влаги.
Пенополистирол, как и полистирол, характеризуется высокой стойкостью к действию агрессивных минеральных сред (кроме концентрированной азотной кислоты). Наиболее высокую химическую стойкость имеет пенополистирол, полученный беспрессовым методом.
Пенополистирол отличается высокой биологической стойкостью: не гниет, не поражается грызунами, стоек к действию грибков и бактерий.
Как конструкционный материал пенополистирол может эксплуатироваться до 65-70 0
С.
Недостатком продукта является его сильная горючесть вследствие содержания в нем горючего порообразователя (изопентана). Применением для полимеризации хлорпроизводных стирола или введением антипренов можноуменьшить или совсем устранить горючесть пенополистирола.
Пенополистирол широко применяется в строительстве, холодильной технике, на транспорте, в мебельной промышленности и других областях в качестве термо- и звукоизоляционного материала.
Он используется при литье по газифицируемым моделям. Модель из пенополистирола при заливки формы металлом газифицируется, при этом полость формы освобождается полностью для расплавленного металла.
Низкая теплопроводность, хорошие амортизационные свойства, легкость пенополистирола делают его пригодным для использования в качестве упаковочного материала.