ПОЛИМЕРЫ

Полистирол занимает четвертое место в мировой табели о рангах полимеров – 7,5% мирового рынка. Он относится к термопластам общетехнического назначения. Обладая хорошими прочностными свойствами, прозрачностью и прекрасным внешним видом, полистирол широко используется в производстве товаров бытового и культурно-бытового назначения, строительстве, светотехнике, медицинской технике, рекламе. Поскольку полистирол является прекрасным диэлектриком, хорошо работающим при низких и высоких частотах, он эффективно применяется в электротехнике, в том числе для изготовления тонких ориентированных конденсаторных пленок. Кроме того, полистирол является исходным материалом для производства пенополистирола.
Технология производства изделий из полистирола разработана достаточно глубоко. Он перерабатывается всеми методами переработки термопластов, хорошо сваривается и склеивается, совмещается с пластификаторами, хорошо окрашивается. Его перерабатывают литьем под давлением при 190-230 °С и температуре литьевых форм 50-60 °С и экструзией при 130-190 °С. Для окрашивания полистирола разработаны специальные марки красителей и гранулированных концентратов пигментов. Иногда для полистирола подходят красители, разработанные для полиолефинов.
Полистирол используют как конструкционный материал вместо дерева и металлов для изготовления корпусов приборов и аппаратов, объемных деталей бытовых и промышленных холодильников, контейнеров, емкостей, бутылей, посуды разового пользования, мебели, канцтоваров, игрушек, осветительных приборов и арматуры к ним, светофильтров, чемоданов, авторучек, упаковки для косметики, визитных карточек, кабельной изоляции
Ориентированный полистирол толщиной менее 75 мкм используют для «окошек» в картонных упаковочных коробках. Более толстые пленки используются для получения стаканчиков для торговых автоматов, упаковки в виде подносов для фасованного свежего мяса, с тем, чтобы видеть при покупке обе стороны упаковываемого продукта.
В современной строительной индустрии, а также других отраслях все чаще используют экструдированный полистирол (экструзионный полистирол). Для изготовления прозрачных листов используется полистирол с меньшим процентным содержанием добавок. При этом получают полистирол общего назначения (GPPS), который обладает относительной хрупкостью и меньшей пластичностью.
Экструдированный полистирол общего назначения изготавливается в виде прозрачных, молочных, цветных листов. Оборудование для производства этого типа материала – зкструзионные плоскощелевые линии. Экструдированный полистирол – листовой пластик, работающий при длительной эксплуатации под воздействием постоянного ультрафиолетового воздействия. Полистирол экструзионный общего назначения применяется в изготовлении оконных стекол, вывесок, перегородок, душевых кабин, рассеивателей света, оранжерей, теплиц, подставок, ценников, дверей, фурнитуры, плёнки.
Изготавливают из полистирола и изделия, подпадающие под контроль Госкомсанэпиднадзора России: детали холодильников и доильных аппаратов; изделия, предназначенные для контакта при комнатной температуре с сухими, сыпучими, водосодержащими пищевыми продуктами, фруктово-овощными соками, фруктами, овощами, ягодами: подносы, поддоны, хлебницы, сахарницы, сухарницы, мерные кружки, вазы, стаканы, банки для сыпучих продуктов; детали оборудования, перерабатывающего пищевые продукты: овощерезки, терки, соковыжималки; предметы быта: футляры для зубных щеток, расчески, мыльницы, облицовку детских ванночек.
Отдельный сегмент современного рынка – рециклинг полистирола. Многие компании в России и мире специализируются на покупке полистирольных отходов с дальнейшей переработкой и продажей или использованием вторичного полистирола. Как правило, для этого применяется технология экструдирования очищенных отходов и последующим дроблением и получением вторичного гранулированного материала пригодного для изготовления изделий.

Листы из ударопрочного полистирола получают методом экструзии из гранулированного полистирола марок УПС-0803 Э, УПМ-0703 Э, УПМ-424 и других экструзионных отечественных марок и их импортных аналогов. Первые две цифры марки обозначают величину ударной вязкости, последние - десятикратное значение содержания остаточного мономера, затем указывают метод переработки (Э - экструзией).
В зависимости от назначения листы изготавливаются трех типов:
• листы, предназначенные для изготовления методом термоформования деталей холодильников;
• листы, предназначенные для изготовления методом термоформования изделий бытового назначения;
• листы, применяемые в качестве поделочного и облицовочного материала.
Прочитать остальную часть записи »

Аналитическая компания Chemical Market Associates, Inc. недавно завершила анализ и опубликовала отчет «Мировой рынок полистирола/пенополистирола – 2006», охватывающий период 2000–2010 годы. Высокие цены на этот продукт и сырье для его производства отрицательно сказались на спросе, стимулировали замену ПС другими материалами и более широкое повторное использование ПС после переработки.
Технологические изменения в потребляющих областях, например, снижение производства видеомагнитофонов, компакт-дисков и телевизоров на ЭЛТ, также способствовал снижению потребления ПС для изготовления основных термопластов.
По данным компании, основным фактором, стимулирующим рост спроса на ПС, остается Китай, хотя темпы роста здесь в последнее время снизились. С 2000 по 2003 годы потребление ПС в Китае увеличилось на 640 тыс. тонн, тогда как в других регионах мира потребление снизилось. Увеличение китайского спроса на ПС в 2004 и 2005 годах прогнозируется на уровне 65 тыс. тонн, т.е. намного ниже, чем в предыдущие годы. Более медленный, в сравнении с прогнозами, рост спроса на ПС в Китае и быстрое расширение мощностей по производству этого материала привели к избытку ПС в мире.
По оценке CMAI, в прогнозируемый период цены на ПС несколько снизятся, и это будет способствовать ускорению роста спроса. Тем более что высокая стоимость пропилена, вероятно, сделает полипропилен менее привлекательным в ряду конкурирующих смол. Однако, спрос на ПС может оказаться ниже, чем прогнозирует CMAI, если цены на сырую нефть останутся на нынешнем высоком уровне.
Теперь, когда нехватка бензола прекратилась, сырая нефть остается основным стимулом для сохранения высоких цен на ПС. Структурная нехватка стирола в Азии и высокие цены на него в связи с нехваткой бензола ухудшили обстановку на региональном рынке экспорта ПС. Дальнейший спад, который ожидался в 2005 году, был смягчен некоторым снижением спроса. Как известно, приблизительно половина всего произведенного бензола потребляется производством стирола, а половина произведенного стирола используется для производства ПС.
В торговле ПС наблюдается тенденция перемещения с севера на юг, а не с востока на запад. Основными причинами для этого являются меньшие расходы на транспортировку мономера стирола (жидкость), чем ПС. Существуют также другие проблемы, связанные с тарифами, логистическими затратами, качеством продукта и технической поддержкой, которые мешают ПС стать взаимозаменяемым на всем мировом рынке. В результате позиции ПС прочны только на рынках Азии и Америки.
Темпы роста спроса на пенополистирол (ПСВ) в 2005 году прогнозируется на более низком уровне — в связи со снижением его потребления строительной промышленностью Китая. Использование ПСВ в упаковке также должно снизиться в связи с переходом на бумагу. В Северной Америке и Западной Европе потребление ПСВ индустрией упаковки сократилось, но было компенсировано ростом спроса на него в строительных целях. В отличие от многих других продуктов, спрос на ПСВ растет почти во всех регионах.
Азия, и особенно Китай, расширяет мощности по производству ПСВ невиданными темпами, так что нормы их загрузки будут оставаться относительно низкими. В Китае существует угроза излишка производственных мощностей, поскольку внутренний спрос на этот продукт падает, а импортный материал становится все более конкурентоспособным.
Излишки мощностей в Китае, как и в других частях Азии, приводят к тому, что ПСВ начинает экспортироваться во все уголки земного шара. В 2005 году спрос на ПСВ в Северной Америке был очень высоким, но внутренний выпуск этого материала увеличивался мало в силу роста объемов импорта из Азии. Азиатский ПСВ более дешев и поэтому успешно конкурирует с материалами, произведенными в других регионах. Доходы от производства ПСВ значительно превысили доходы от производства ПС в силу особенностей спроса. Кроме того, ПСВ представляет собой другую стадию жизненного цикла продукта и не имеет тех проблем, которые характерны для ПС.

Исследования по полиэтилентерефталату и полиэфирным волокнам были начаты в Великобритании J. R. Whinfield и G. T. Dickson (его сотрудник), работавшими в это время в фирме Calico Printers Association Ltd, в период начиная с 1935 г. Заявки на основополагающие патенты по синтезу волокнообразующего полиэтилентерефталата были поданы и зарегистрированы 29 июля 1941 г. и 23 августа 1943 г., но только в 1946 г. эти патенты были опубликованы.
В дальнейшем, приобретя эти патенты, фирмы Imperial Chemical Industries Ltd. (ICI) и E. I. Du Pont de Nemours & Co на их основе разработали усовершенствованные технологические процессы получения полиэтилентерефталата и волокон из него. Производство полиэфирных волокон было начато в Англии (волокно терилен — 1947—1951 гг. в большом опытном масштабе и в 1953—1955 гг. в промышленном масштабе) и США (волокно дакрон — 1953—1955 гг. в промышленном масштабе).
В российской литературе приводятся только очень краткие данные о создании волокон из полиэтилентерефталата, поэтому необходимо кратко остановиться на основных датах истории полиэфирных волокон в СССР (России и Белоруссии).
В СССР (в России) научные исследования в области синтеза полиэтилентерефталата были начаты под руководством акад. В. В. Коршака в 1949 г. Разработка промышленной технологии синтеза полиэтилентерефталата и получения волокон были развернуты во ВНИИ иускусственных волокон (г. Мытищи, под Москвой) под руководством проф. Б. В. Петухова и проф. Э. М. Айзенштейна (при большом содействии проф. А. А. Конкина — зам. директора по НИР, а затем директора ВНИИВа), а в 1956 г. здесь же был начат опытный выпуск волокон лавсан. Позже разработки были развиты под их же руководством во ВНИИ синтетических волокон (г. Тверь)) при большой поддержке проф. А. Б. Пакшвера — зам. директора ВНИИСВа по НИР. В последующем в разработках принимали участие специалисты Германии во главе с Dr. H. Ludewig (Х. Людевиг), и на основе этих работ в 1960 г. было введено в эксплуатацию промышленное производство полиэтилентерефталата и волокна лавсан на Курском комбинате химического волокна. В 1969—71 гг. был завершен монтаж и введено в эксплуатацию крупное производство полиэтилентерефталата и полиэфирных волокон в составе Могилевского комбината химического волокна (Белоруссия). В создании этих производств, их освоении и пуске важная и ответственная роль принадлежала ведущим ученым-технологам проф. Б. В. Петухову и проф. Э.М. Айзенштейну.
После пуска первых производств немалый творческий вклад в дальнейшее развитие полиэфирных волокон внесен многими учеными СССР (в основном России и Белоруссии). Детальные исследования по совершенствованию процессов получения, изучению структуры и свойств, созданию их новых видов полиэфирных волокон выполнены проф. Б.В. Петуховым, проф. Э.М. Айзенштейном, к.т.н. В. Э. Геллером, к.т.н. В. А. Малых, к.х.н. С. А. Барановой и другими исследователями. Автору этого обзора пришлось активно участвовать в защите диссертационных работ Б. В. Петухова, Э.М. Айзенштейна, С.А. Барановой. Необходимо отметить, что такие прекрасные комплексные и глубокие исследования встречаются не часто.
В настоящее время важные работы в области развития технологии полиэфирных волокон проводятся специалистами Могилевского ПО «Химволокно», Светлогорского ПО «Химволокно», ОАО «Курскхимволокно», во ВНИИСВе, в Могилевском технологическом институте. Первоначально ПЭТ считался неподходящим полимером для термопластичного формования из-за хрупкости толстых сечений, которые кристаллизовались после расплавления. Однако в 1966 году были введены марки ПЭТ, которые оказались подходящими для литьевого формования и экструзии. Используемые сейчас материалы из ПЭТ славятся своими механическими, химическими, электрическими свойствами и своей необычной способностью существовать как в аморфном, так и в кристаллическом состоянии. Способность кристаллизоваться находится в пределах от 0 до 60 %.
Степень кристаллообразования полимера влияет на некоторые из его свойств, в том числе на химическую резистентность, способность образования волокон, термостабильность и гидрофильность.
Одним из самых важных открытий современной технологии пластиков, случившееся в конце 1960 годов стало использование ПЭТ для бутылок с газированными напитками. Растягивающее выдувноее формование (stretch blowing) обеспечивает необходимые прочность и прозрачность, необходимые для такого применения. Во время растягивающего формования с выдувом вначале методом литьевого формования получают преформу. Затем она помещается на оправку в кварцевую нагретую печь. Преформа нагревается чуть выше точки стеклования (Ts) и растягивается в несколько раз отностиельно своей первоначальной длины после того, как начинает поступать воздух, чтобы раздуть преформу во контурам выдувной формы.

Полиэтилентерефталат – синтетический линейный термопластичный полимер, принадлежащий к классу полиэфиров. Продукт поликонденсации терефталевой кислоты и моноэтиленгликоля. Полиэтилентерефталат может эксплуатироваться как в аморфном, так и в кристаллическом состоянии. Аморфный полиэтилентерефталат – твердый прозрачный материал, кристаллический – твердый непрозрачный бесцветный. Степень кристалличности может быть отрегулирована отжигом при температуре между температурой стеклования и температурой плавления. Товарный полиэтилентерефталат выпускается обычно в виде гранулята с размером гранул 2-4 миллиметра.
Обычное обозначение полиэтилентерефталата на российском рынке – ПЭТ, но могут встречаться и другие обозначения: ПЭТФ или PET или PETP (полиэтилентерефталат), APET (аморфный полиэтилентерефталат).
В промышленном масштабе ПЭТ начал выпускаться как волокнообразующий полимер, но вскоре занял одно из ведущих мест и в индустрии полимерной упаковки. По темпам роста потребления в настоящее время полиэтилентерефталат является наиболее быстрорастущим полимерным материалом.
Волокнообразующий полиэтилентерефталат известен на рынке под торговыми марками лавсан или полиэстер.
Технические требования, предъявляемые к отечественному ПЭТ, определяются «ГОСТ Р 51695-2000 Полиэтилентерефталат. Общие технические условия».