Полистирол ударопрочный (HIPS)
История создания
Первый патент на получение полистирола способом термической спонтанной полимеризации в массе был получен в Германии в 1911 г, там же в 1920 г. началось промышленное производство ударопрочного полистирола (УПМ). Однако мировое распространение полимера сдерживалось из-за дороговизны производства. И лишь после второй мировой войны, когда увеличился выпуск бутадиен-стирольного каучука, производство УПМ начало активно расти. На территории Советского Союза производство ударопрочного полистирола начало развиваться лишь в 50-е годы ХХ века.
Разновидности и маркировка
В зависимости от способа производства и наличия тех или иных технических особенностей полистирол бывает следующих видов:
- полистирол общего назначения (GPPS)
- полистирол ударопрочный (HIPS)
- полистирол средней ударопрочности (VIPS)
- полистирол вспененный (маркировка EPS)
Наибольшее распространение получили первые два вида полистирола. ПС средней ударопрочности используется намного реже. При производстве ударопрочного полистирола в его состав добавляют каучуковую массу, которая изменяет прочностные свойства материала, делая его устойчивых к механическим нагрузкам.
Краткое описание
Ударопрочный полистирол – (модифицированный полистирол) - продукт сополимеризации стирола с бутадиеновым и бутадиен-стирольным каучуком – материал, значительно превосходящий по ударопрочности стандартный полистирол. Представляет собой жесткий листовой материал, белый или цветной, с глянцевой, или матовой поверхностью. Высокая технологичность процессов термо- и вакуум- формования листов, отсутствие внутренних напряжений после формовки, устойчивость к разрывам, химическая стойкость к кислотам и щелочам, совместимость с пищевыми продуктами, широкий диапазон рабочих температур (от –40 до +70°С ) и повышенная ударопрочность – все это делает полистирол незаменимым полимером в промышленности, строительстве и рекламной индустрии.
Технические свойства ударопрочного полистирола
| Показатели | Единица измерения | Значение |
|---|---|---|
| Плотность | г/см3 | 1,06 |
| Предел прочности при растяжении | МПa | 55-45 |
| Влагопоглощение | % | 0,05 |
| Температура размягчения по Вика | оС | 97-91 |
| Модуль упругости при растяжении | МПа | 3500 |
| Прозрачность | % | 90 |
| Огнестойкость | В2 |
Сравнительная характеристика свойств полистирола НІPS и HIPS+GPPS
| НІPS | HIPS+GPPS | |
|---|---|---|
| Изготовление | Экструзия | Соэкструзия, основной шар НІPS, поверхностный GPPS |
| Защитная пленка | PFS 119/30 - это пленка 30 мкм, такая же как и на прозрачном ПВХ. Легко снимается с листа. Срок хранения не влияет на свойства пленки | PFS 105/50 - это пленка для термоформовки. Пленка плотно прилегает к поверхности листа. Между листом и поверхностью нет воздуха. Легко снимается после термоформовки |
| Поверхность листа | Глянцевая (менее глянцевая чем лист НІPS+GPPS) | Глянцевая. На вид как у акрила (имеет зеркальный блеск) |
| Хрупкость/прочность | Прочный. При изломе в направлении экструзии и поперек выдерживает до 10 изгибов. Характерная особенность – место сгиба белеет | Хрупкий. В направлении экструзии более крепкий, чем поперек. Если ломать в сторону НІPS – более хрупкий. Если ломать в сторону GPPS – несколько крепче (ибо GPPS сжимается) |
| Термоформовка | Хорошо формуется. Поверхность после формовки становится матовой. Перед формовкой защитную пленку следует снять. Температура формовки 145-150 °С | Хорошо формуется. Поверхность после формовки остается зеркально глянцевой. Формуется с защитной пленкой. Температура формирования 130-170 °С |
| Механическая стойкость | Высокая | Значительно ниже чем НІPS |
Области применения ударопрочного полистирола
Ударопрочный полистирол подходит для изготовления изделий методом термовакуумформования, используется для отделки помещений, изготовления указателей, вывесок, информационных табличек, применяется в электротехнике и др. Применяется для изготовления торгового и выставочного оборудования, холодильных ларей и витрин, отделочный используется в строительстве, электротехнике, изделий бытового назначения, игрушек, упаковки, одноразовой посуды и т.д.
Преимущества и недостатки ударопрочного полистирола
Преимущества
- Повышенная ударопрочность;
- Универсальность благодаря широкой сфере применения;
- Химическая стойкость к кислотам и щелочам;
- Возможность использования при температурах до -40°С;
- Возможность повторной переработки с минимальной потерей свойств;
- Отличная способность к формованию изделий;
- Пригодность к окрашиванию и поклейке;
- Низкая стоимость;
- Широкая цветовая гамма;
- Водонепроницаемость;
- Небольшой вес, что облегчаем транспортировку и монтаж изделий.
Недостатки
- Невысокая стойкость к УФ-излучению;
- Повышенная горючесть.
Применение полистирола
Основные области применения:
- Изготовление наружной рекламы (щитов, вывесок, штендеров, табличек, указателей и т.д.);
- Торговое и выставочное оборудование;
- Полиграфия (производство шелфтокеров, воблеров, изготовление визиток, номеров кабинета и т.д.);
- Строительство и дизайн (оформление интерьеров квартир, офисов, общественных помещений, использование в качестве сантехнического пластика для ванных комнат);
- Мебельное производство (отделка элементов фасада);
- Изготовление внутренних деталей бытовой техники, оргтехники и т.д.
Методы обработки ударопрочного полистирола
Листы ударопрочного полистирола легко поддаются обработке инструментами для пластика, дерева или металла. Скорость режущего или фрезерующего инструмента должна быть такой, чтобы материал не плавился от нагрева при трении. При машинной обработке следует обеспечить отвод тепла и стружки с обрабатываемой поверхности струёй воздуха, которая позволит одновременно охладить инструмент и удалить опилки в области резки.
Подрезку ударопрочного полистирола можно осуществить с помощью вертикального форматно-раскроечного станка Striebig.
Распиливание
Листы ударопрочного полистирола можно распиливать при помощи ленточной или циркулярной пил, а так же лобзиком. Чтобы избежать повышенного трения, инструмент должен быть новым или хорошо заточенным. Во время распиливания полотно пилы следует охлаждать водой или другой подходящей жидкостью.
Сверление
Для сверления ударопрочного полистирола рекомендуется применять сверла для пластика. Винтовые сверла для пластика должны иметь две широкие канавки с углом схождения 60°-90°. Во время сверления рекомендуется периодически извлекать сверло для удаления стружки. Во избежание сколов на обратной стороне листа необходимо закрепить в месте сверления деревянный брусок.
Склеивание
Детали из ударопрочного полистирола склеиваются при помощи контактных, цианакрилатных клеев (например, Cosmo CA-500.200) или составов на основе неопрена. Перед склеиванием рекомендуется провести термообработку материалов для выпаривания влаги и во избежание появления белизны на склеиваемых частях.
Ударопрочный полистирол является одним из материалов, предназначенных для изготовления объемных форм. Термоформование листов происходит путем давления воздухом или вакуумным методом. Для изготовления форм широко применяются гипс и литой алюминий, так же можно использовать и другие материалы. Перед началом формовки рекомендуется предварительно просушить листы во избежание появления пузырьков внутри изделия.
Рекомендации по формованию ударопрочного полистирола:
Температура формовки – 163-204 °С Максимальная степень вытягивания – 1:8 Длина волны нагревательного элемента – 3,2-3,7 мкм температура нагревательного элемента – 950-1170 °C
Полировка
Срезанные края и матовые поверхности ударопрочного полистирола полируются при помощи полировального круга и специальной пасты. Поверхность следует предварительно очистить теплой водой с жидким моющим средством, не содержащим растворителей. Во избежание появление царапин и повреждений на поверхности материала запрещается использовать абразивные вещества.
Высечка
Высечка печатного полистирола возможна с применением того же оборудования, которое используется при обработке картона.
Применяется при изготовлении букв и других сложных контуров.
Сгибание
Производится на термоструне и других несложных приспособлениях.
Свойства ударопрочного полистирола позволяют наносить на него полноцветную офсетную и трафаретную печать.
Окрашивание
Возможно с предварительным нанесением грунта специальными красками.
Альтернативы листовому полистиролу
В зависимости от цели предназначения полистирол можно заменить такими пластиками:
Полистирол в ассортименте компании "Промдизайн"
Компания Промдизайн является производителем листового полистирола и других пластиков стирольной группы. Листы представлены в толщинах от 0,8-6,0 мм, в различной цветовой гамме.
Ознакомиться с ассортиментом и ценами вы можете у нас на сайте!
В Украине: