Свойства и применение полистирола

⇐ ПредыдущаяСтр 4 из 6Следующая ⇒

Полистирол – это твёрдый аморфный продукт: плотность 1050-1060кг/м³; молярная масса и плотность полистирола зависят от способа производства; молярная масса 30000-300000кг/моль. Молярная масса полистирола, полученного эмульсионным способом может быть больше 300000кг/моль. Полистирол – хороший диэлектрик, его свойства не зависят от влажности практически не изменяются в пределах температур от -80⁰С до +90⁰С. Блочный полистирол прозрачен и бесцветен.

Недостатки полистирола: низкая теплостойкость, низкая ударная прочность, склонность к старению, при нагревании до 300-400⁰С полистирол деполимеризуется с образованием мономеров.

Достоинства: полистирол легко перерабатывается товарами народного потребления; основной метод переработки – литье под давлением.

Из полистирола получают: плёнку стирофлекс, она обладает большой прочностью и высокими диэлектрическими показателями. Стирофлекс – наиболее часто применяют для конденсаторов. Другие виды полистирола используют для электроизоляционных и антикоррозионных целей: полистирольные лаки и т.д.

Эмульсионный полистирол используют для получения пенополистирола. Для улучшения свойств полистиролов в него вводят различные накопители: мраморная пыль, кварцевая мука, тальк и др.

Введением в полистирол пластификаторов (диактилфтолат, трифинилфосфат) добиваются улучшения пластинчатых свойств. В промышленности широко используются различные сополимеры стирола марок УПС, ударопрочность полистирола имеет высокую ударную прочность, используют как АБС пластика. Полимеры, как таковые редко используются для изготовления готовых изделий, в основном они являются сырьём для получения пластических масс.

Производство аммиака

В природе источников связанного азота очень мало. Между тем, потребность народного хозяйства в азотосодержащих продуктах очень велика. Из NH₃ получают различные виды минеральных удобрений, HNO₃ (до 35% NH₃ идёт на её производство), различные красители, взрывчатые вещества; NH₃ добавляют в различные пластмассы, а также в различные химические волокна, хладагенты.

Способы связывания атмосферного азота

циано аммиачный

СаС₂ + N₂ ® CaCN₂ + C + 301,5 кДж N₂ + 3H₂ « 2NH₃ + Q

Азот из воздуха получают электробытовым методом.

Аммиак – газ с резким запахом, температура кипения -33⁰С, температура плавления -78⁰С, предельно-допустимая концентрация – 20мг/м³. Хорошо растворим в воде, в 1 л воды растворяется 700 л NH₃ при 20⁰С и атмосферном давлении.

Сухой NH₃ образует с воздухом взрывоопасную смесь в пределах концентраций 15,5-27% объёма. Синтез NH₃ проводят аммиачным способом. Соотношение N₂ : H₂ = 1 : 3. В настоящее время для синтеза NH₃ используют N-Н-смесь, полученную из С - содержащих газов атмосферного воздуха. Основным сырьём является природный газ, содержащий 90-98% СН₄.

В воздухе содержание азота доводят до 70% объёма, в результате химической реакции образуется синтез-газ и чистый азот. Процесс идёт таким образом, чтобы в конечной газовой смеси отношение между образующимися N₂ и Н₂ было 1 : 3.

В углеродном газе содержатся различные соединения серы. После конверсии СН₄ в газе содержатся СО₂, СО. Для очистки азото - водородной смеси используются органические основания (НОСН₂ – NH₂; К₂СО₃). После абсорбции конвективный газ содержит около 0,4% об. СО, СО₂, СН₄, О₂. Для удаления кислород – содержащих соединений используют методы каталитического гидрирования, промывку газа жидким азотом или медноаамиачную промывку под давлением.

1. Каталитическое гидрирование

Катализаторы: Ni, Pt, Pd, Fe

CO + 3H₂ « H₂O + CH₄

CO₂ + 4H₂ « 2 H₂O + CH₄

O₂ + 2H₂ « 2H₂O

2. Медно-аммиачная очистка

СО абсорбируется раствором с образованием медно-аммиачного комплекса. Абсорбционная способность в обычных условиях невелика, но с повышением давления она увеличивается. Для данного процесса характерны низкие температуры. Для очистки азото – водородной смеси применяют давление 10-30МПа и температуру 0 – 25⁰С. Используют обычно медно-аммиачные растворы слабых кислот. Регенерацию проводят при атмосферном давлении и температуре 80⁰С. После очистки в газе остаётся не более 0,003% СО.

3. Промывка жидким азотом

При этом происходит очистка от СО, H₂S, CH₄ и др. Эти примеси имеют более высокую температуру кипения и поэтому конденсируются в жидком азоте. Обычно в промывной колонне поддерживают такую температуру, чтобы одновременно с конденсацией происходило донасыщение азото – водородной смеси до соотношения 1 : 3.

Процесс синтеза NH₃ обратимый и идёт с понижением объёма продуктов реакции. Процесс идёт с выделением тепла, поэтому по принципу Ле-Шателье, чтобы сместить равновесие в сторону продуктов реакции, надо повысить давление и понизить температуру.

1 – при р = 10 МПа

2 – при р = 30 МПа

3 – при р = 100 МПа

При низких температурах синтез NH₃ протекает очень медленно, поэтому процесс ведут при температуре более 400⁰С. В промышленности применяют катализатор FeO с активаторами Al₂O₃, CaO, SiO₂, получают сплавлением.