В чем растворить пенопласт чтобы получился клей. Разрушение пенопласта ацетоном. Как выбрать пенопласт для изготовления клея

Описание:

Одним из недостатков пенополистирола (пенопласта) является его неустойчивость к действию многих органических растворителей.

Мы взяли кусок полистирольного пенопласта и вводили в него растворитель на основе ацетона. При этом было слышно шипение. В местах контакта ацетон "разъедает" пенопласт на глубину в несколько сантиметров, при этом можно заметить выделение газа.

Суть опыта очень проста: органическая жидкость растворяет полистирол, а содержащийся в пенопласте газ высвобождается наружу.

Можно также опускать небольшие кусочки пенопласта в стаканчик с ацетоном. Пенопласт будет быстро растворяться, а жидкость густеть. При этом активно выделяется газ, который был заключен в пенопласте.

Таким способом можно изготавливать самодельный клей, который подходит для склеивания резиновых поверхностей. Например, подошву ботинок подклеить (в отсутствие суперклея).

Химическая реакция:

C 8 H 8 + 2 C 3 H 6 O = O 2 + 2 C 7 H 10

стирол + ацетон = кислород + 5-метилциклогексадиен-1,3

Почему же шарик лопнул?

Шарик сделан из латекса или природного каучука - высокомолекулярный углеводород (C 5 H 8) n .

Натуральный каучук (C 5 H 8) n легко растворяется в бензине, бензоле, хлороформе, сероуглероде и др. Большинство синтетических каучуков также не отличаются стойкостью к упомянутым растворителям.

Большинство марок резины также легко разрушаются при контакте с бензином и другими органическими растворителями. Под действием таких растворителей резина набухает и растрескивается, т.к. резину получают из натурального или синтетического каучука.

Поэтому, если вы желаете отмыть, загрязнившийся шарик, ни в коем случае не используйте для этого растворитель. Шарик лопнет при первом прикосновении.

Объяснение:

Что такое пенопласт?

Пенопласт - широко известный теплоизоляционный материал, на 98 % состоящий из газа, заключенного в микроскопических тонкостенных ячейках из полистирола.

Таким образом, пенопласт - это полистирол, который взбили в пену, и он застыл.

Фото шарика пенопласта под микроскопом.

Благодаря такому строению пенопласт имеет очень низкую плотность и отличается хорошими теплоизоляционными, звукоизоляционными, а также противоударными свойствами. Пенопласт очень легко обрабатывается, в отличие от древесины он устойчив к действию бактерий и водорослей. Пенопласт широко используется как утеплитель в строительстве и в качестве упаковочного материала.

В частности, полистирольный пенопласт кладут внутрь картонных упаковок с бытовой техникой, чтобы уберечь изделия от ударов при транспортировке.

А что тогда такое полистирол?

Полистирол - это искусственно созданное вещество, состоящее из длинных цепочек молекул стирола C 8 H 8 .

Молекула полистирола, состоящая из многих молекул стирола

Химическая формула полистирола (C 8 H 8) n . Как видно из самого названия и формулы полистирол- это «много стиролов»

Какими же свойствами обладает полистирол?

Полистиро́л —термопласт линейной структуры.

Растворяется в ацетоне, медленнее в бензине. Не растворим в воде. Термопластичный материал (т.е. его можно нагреть и придать ему другую форму). Полистирол легко формуется и окрашивается. Хорошо обрабатывается механическими способами. Хорошо склеивается. Обладает низким влагопоглощением, высокой влагостойкостью и морозостойкостью.

Что такое термопласт

Термопласты — полимерные материалы, способные обратимо переходить при нагревании в высокоэластичное либо вязкотекучее состояние.

При обычной температуре термопласты находятся в твёрдом состоянии. При повышении температуры они переходят в высокоэластичное и далее — в вязкотекучее состояние, что обеспечивает возможность формования их различными методами. Эти переходы обратимы и могут повторяться многократно, что позволяет, в частности, производить переработку бытовых и производственных отходов из термопластов в новые изделия.

Важно, что эти связующие могут отверждаться при комнатной температуре, а также при подсушке с температурой не выше 180-200 ºC. Это показали нижеописанные разработки Физико-технологического института металлов и сплавов НАН Украины (г. Киев), в результате которых созданы указанные связующие — растворы полистирола (изначально — пенополистирола) в органическом растворителе. Исследования состояли в обоснованном выборе растворителя, оптимизации составов, эксплуатационных свойств связующих и песчаных смесей.

Известно, что пенополистирол легко растворяется во многих растворителях, в частности, в бензоле, толуоле, ксилоле, сольвенте, однако они имеют очень низкий предел допустимых концентраций (ПДК, мг/м 3) в атмосфере рабочих помещений (цехов, участков), и это резко ухудшает условия труда при их использовании. Так, ПДК бензола всего 5 мг/м 3 , толуола, ксилола, сольвента — по 50 мг/м3. Высокая летучесть этих растворителей также усложняет их применение в производстве. Имеется другая группа растворителей с более высоким ПДК, который достигает 100-200 мг/м 3 . Это ацетон, этилацетат, бутилацетат, метилэтилкетон, тетралин и др. Однако у них, за исключением дорогого и дефицитного тетралина, очень высокая летучесть. Так, летучесть ацетона по серному эфиру равняется всего 2,1, летучесть этилацетата — 2,9. Применение этих растворителей для приготовления растворов пенополистирола с целью их использования в открытой атмосфере рабочих помещений с точки зрения ухудшения условий труда является весьма проблематичным и на практике не применяется. Очевидно, что для получения растворов из отходов пенополистирола, в том числе как связующих песчаных формовочных и стержневых смесей для литейного производства, необходимы растворители с более высоким ПДК и низкой летучестью — обязательным условием создания малотоксичных смесей.

Поставленная задача решена нами установлением того факта, что растворителем отходов пенополистирола может быть живичный скипидар, на что получен Институтом Патент Украины. Живичный скипидар — это углеводород растительного происхождения (ГОСТ 1571-82). Его получают из живицы (смола хвойных деревьев), которую перегоняют с паром и разделяют на летучую фракцию — скипидар и нелетучий осадок — канифоль. Скипидар содержит бицикличный монотерпеноид пинен. Живичный скипидар представляет собой прозрачную бесцветную или чуть окрашенную жидкость с плотностью 0,855-0,863 г/см 3 . До появления уайт-спирита скипидар был основным растворителем лаков и красок, его также применяют в фармакологии, так как он обладает бактерицидными свойствами. Ежегодный объем производства живичного скипидара в мире составляет около 300 000 тонн.

Живичный скипидар имеет ПДК, равное 300 мг/м 3 , то есть значительно выше упомянутой выше группы растворителей с ПДК не более 200 мг/м 3 . Он хорошо растворяет отходы пенополистирола и имеет низкую летучесть: в сравнимых условиях, если принять скорость испарения живичного скипидара за единицу, то ацетон испаряется в 15,1 раза быстрее, бензин «Калоша» — в 9,87 раз, этилацетат — в 7,66 раз, уайт-спирит — в 2,28 раз.

Исследуя растворяющую способность живичного скипидара по отношению к отходам пенополистирола, ученые разработали технологию получения растворов из отходов пенополистирола в живичном скипидаре практически любой концентрации, вплоть до 50%. В лаборатории получены растворы с концентрацией 25%, 30%, 40% и 50%.

Приготовление растворов пенополистирола в органических растворителях обусловлено многократным уменьшением его исходного объема и увеличением объема раствора по сравнению с объемом растворителя. Приготовление растворов пенополистирола является удобным способом его компактирования — эти отходы занимают вследствие низкой плотности (около 25 кг/м 3) значительный (точнее, огромный) объем в окружающей среде. По нашей технологии для увеличения объема раствора на одну единицу требуется растворить многие десятки единиц объемов пенополистирола.

Разработанная технология рециклинга пенополистирола из его отходов позволяет перевести его в раствор, а затем, например, изготавливать современные малотоксичные связующие материалы для производства песчаных формовочных и стержневых смесей, а также покрытий литейных форм, что дает возможность усовершенствовать и разрабатывать новые, более эффективные и экономичные процессы литья металлов. Кроме того, использование отходов пенополистирола имеет важное экологическое значение, так как речь идет об уменьшении этих отходов в окружающей человека экосфере.

Наиболее технологичны составы песчаных литейных смесей на 40% растворе содержат 2% полистирола в сухом остатке. Эти смеси прекрасно формуются и отверждаются кратковременной сушкой при температуре до 200 ºC. Институтом получен Патент Украины на изобретение по составу этих смесей, вместе с тем сейчас патентуется состав смеси, отверждаемый при комнатной температуре. В развитие технологии рециклинга отходов пенополистирола путем получения его растворов в живичном скипидаре и последующем использовании в качестве связующего в литейном производстве предложена технологическая схема опытно-промышленного процесса с перечнем несложного оборудования, включающего реактор в виде герметично закрываемого сосуда, снабженного мешалкой для ускоренного растворения пенополистирола и получения однородного по концентрации раствора.

Как показали экспериментальные работы, в растворах пенополистирола в живичном скипидаре, независимо от концентрации раствора, наблюдается седиментация мелких загрязнений, занесенных с отходами пенополистирола. После приготовления раствора заданной концентрации выполняли операцию отстаивания для осаждения этих загрязнений и их последующего удаления. При промышленном рециклинге это может служить удобным способом очистки полистирольного раствора.

Физико-механические свойства формовочных стержневых смесей на основе полистирольных связующих превосходят или равны аналогичным характеристикам холодно-твердеющих смесей на основе жидкого стекла, фенолоформальдегидных, карбомидо-фурановых смол. Это обстоятельство позволило рекомендовать полистирольные связующие с живичным скипидаром для замены вышеупомянутых связующих и, в особенности, дорогостоящих смол (со стоимостью на порядок выше раствора полистирола), в производственном процессе литья заготовок из черных и цветных сплавов.

В Физико-технологическом институте металлов и сплавов, кроме создания новых связующих песчаных смесей, ведется поиск партнеров для участия в программах разработки технологии получения из растворенного полистирола твердых пластмасс и изделий, а также его использования в качестве сырья для производства недорогих высокопрочных клеев и лаков (получены покрытия высокой твердости), строительных и теплоизолирующих пен. Бактерицидные свойства изготовленного из древесины хвойных пород живичного скипидара вместе с клеевыми свойствами описанного раствора можно использовать для производства клейкой ленты, герметика, а также на предприятиях по производству продуктов и медикаментов.

Вспенивание в условиях института, увеличение примерно в 50 раз.

Плиты «Пеноплэкс 35» средней плотностью 35 кг/м 3 , увеличение в 100 раз.

(Материал для плит — пеноплекс — получают путем смешивания гранул полистирола при повышенной температуре и давлении с введением вспенивающего агента и последующим выдавливанием из экструдера. В качестве вспенивающего агента используется смесь легких фреонов с добавлением двуокиси углерода (СО 2).)

Стержни, изготовленные из смеси с полистирольным связующим

С анализом российского рынка вспенивающегося полистирола Вы можете познакомиться в отчете Академии Конъюнктуры Промышленных Рынков«Рынок вспенивающегося полистирола в России ».

По многочисленным просьбам в комментариях к моим видео сегодня постараюсь изготовить состав из пенопласта и растворителей для нанесения на бетон. Хочется посмотреть, как он будет себя вести, ведь автовладельцы заинтересованы в дешевом лаке для покрытия гаража против сырости.

Бензин и пенопласт

Начну с растворения пенопласта в бензине. Надо бы еще проверить в ацетоне и растворителе, но считаю, что ацетон слишком быстро сохнет. Наливаю в чистую пустую металлическую банку бензин 92. Бензина потребуется чуть более половины банки.
Кусок пенопласта длиной примерно 1500 мм и толщиной 40 мм нарезаю на полосы и по одной опускаю их в банку с бензином. Ширину полосы надо выбирать под размер банки. Моя цель посмотреть, как будет вести себя полученный состав на бетоне (много лака мне не надо). Пенопласт легко входит в банку, плавится и сжимается в достаточно плотный ком на дне.

Примечание: при этом бензин будет пузыриться и выплескиваться из банки.
Получившийся состав имеет вид геля и похож на напалм (при поджигании сразу вспыхивает, долго горит, пламя высокое). Регулировать вязкость состава путем добавления бензина не получается – она достигает определенной густоты и на этом процесс останавливается. Банку оставляю на некоторое время, чтобы вышли пузырьки воздуха и растворились все кусочки пенопласта.

Покрываем бетонный пол

Гелеобразную массу достаю со дна банки и перекладываю в другую емкость. Участок бетонной плиты очищаю металлической щеткой и продуваю от пыли краскопультом. Подготовил для работы кисточку и шпатель, который слегка смазал маслом. Так не будет прилипать лак.
Удобнее оказалось работать шпателем.

Лак выливаю на бетон и шпателем начинаю наносить на поверхность движениями в разные стороны. После завершения работы на шпателе практически ничего не остается. При нанесении лака сразу чувствуется запах бензина. Оставляю этот участок примерно на час, чтобы он высох.

Растворяем пенопласт в ксилоле

Второй эксперимент проведу с ксилолом (один литр стоит 110 рублей). Если покрывать весь гараж этим составом, то его стоимость будет в 2,5 раза дороже лака из пенопласта, растворенного в бензине. Для растворения в ксилоле я выбрал более плотный и дорогой мелкозернистый пенопласт, из которого сделана защита системного блока компьютера.

При добавлении ксилола в банку пенопласт растворяется почти полностью, вязкость состава становится меньше, исчезает густой комок. Состав такой вязкости можно наносить значительно более тонким слоем. Похоже, ксилол лучше подходит для приготовления лака из пенопласта.
Примечание: мне еще советовали использовать растворитель 647, но его не оказалось под рукой.
Попробую использовать состав на ксилоле как лак по дереву. Беру очищенную от коры ветку грецкого ореха и кисточкой наношу тонкий слой состава. Получается очень хорошо, но надо дождаться высыхания лака.

Также кисточкой наношу слой состава на бетон. Слой получается очень тонкий и в нем нет пузырьков воздуха. Оставляю высыхать.
Первый участок у меня за час полностью не высох – на поверхности образовалась пленка с очень большим количеством пузырьков.

По бокам образовались огромные пузыри. На ощупь это похоже на всем известную упаковочную пленку с пузырьками. Однако как вариант такой состав можно использовать после полного высыхания.

Лучше получился участок, покрытый лаком на ксилоле. Состав хорошо впитался в поверхность бетона и похож на настоящий лак. Единственный минус – это дороговизна ксилола в сравнении с бензином.

Для удешевления можно сначала растворить пенопласт в бензине, а уже потом добавить ксилол и добиться нужной вязкости. Недорого получится готовить состав на основе разливного ксилола, который продается в канистрах и стоит меньше.
Примечание: на дереве состав высох за 10 минут и внешне неотличим от настоящего лака. В будущем для эксперимента я могу взять в рядом расположенном мебельном цехе полированную на станке доску и нанести на нее 3-4 слоя лака на ксилоле.

Клеящие составы могут использоваться в самых разных ситуациях, поэтому многие сталкиваются с проблемой, когда таких составов в доме не оказывается. Одним из способов решения становится создание клея из пенопласта. Он способен достаточно крепко соединить различные предметы, поэтому может быть использован даже для герметизации старой кровли.

Где может использоваться клей из пенопласта

Описываемый клей часто создается в случае, когда в доме не оказывается клея или он заканчивается в самый неподходящий момент. Также данное вещество может использоваться в случае внезапного возникновения трещины в кровельном материале.

Некоторые владельцы домов и квартир используют описываемый клей для скрепления предметов интерьера. Например, таким составом можно надежно зафиксировать карниз на потолке. Это позволит сократить время работ. После застывания состав надежно скрепляет соединенные элементы, поэтому можно не волноваться о том, что со временем они начнут отсоединяться.

Часто такой клей используется при монтаже таких материалов, как экструдированный пенополистирол. Также его обычно применяют при закреплении потолочного плинтуса или склеивании мебели.

Как сделать клей

Создание клея происходит достаточно просто:

1. Сначала необходимо найти растворитель и налить его в небольшую емкость. Размер емкости зависит от количества клея, которое вы собираетесь получить.
2. В емкость необходимо налить растворитель. Многие для получения клея из описываемого материала используют бензин.
3. После этого остается опустить материал в растворитель до тех пор, пока в емкости не образуется вязкое вещество.

Данный состав подходит для скрепления различных деталей и после застывания надежно удерживает их длительное время.

Для нанесения клея можно использовать кисточку. Например - часто такие составы применяются для промазывания поврежденных участков кровельного покрытия или стыков кровельного материала. После застывания растворенный в бензине материал напоминает стекло.

Существует и другой способ создания описываемого клеевого состава. Для приготовления вещества некоторые владельцы домов располагают раскрошенный пенопласт в месте, которое необходимо покрыть клеем. После этого происходит смачивание его бензином или другим растворителем. В результате материал плавится и равномерно распределяется по поверхности. Состав быстро заполняет все трещины, благодаря чему надежно герметизирует их.

В пример можно привести работы по заклеиванию трещин в кровельном материале. Часто клей применяется для заполнения трещин в шифере. Также он может применяться и для герметизации стыков рубероида.

Перед тем как сделать клей нужно убедиться в том, что вы подготовили достаточное количество материала. Если материала будет мало, состав получится слишком жидким и не будет пригоден для склеивания чего-либо.

Особенности состава

При изготовлении клея из пенопласта необходимо соблюдать правила безопасности и проводить все работы вдали от открытого огня, так как подобная смесь не только хорошо воспламеняется, но еще и долго горит.

Клей должен быть хорошо размешан, так как если он не будет однородным, склеиваемые предметы могут быть ненадежно соединены друг с другом. Применяться пенопластовый клей может для соединения различных материалов.

Некоторые применяют подобные составы в качестве защитного покрытия. Но консистенция такого состава должна быть боле жидкой. Создавая клеевой состав из пенопласта и бензина необходимо помнить о том, что он застывает через несколько суток. Чем больше толщина нанесенного слоя, тем дольше происходит высыхание.

Обычно такой клей применяется в случае, когда под рукой нет клеящего состава или он закончился в неподходящий момент. Некоторые используют вместо пенопласта различные пластиковые изделия. Например - шарики для игры в настольный теннис или одноразовые стаканчики. Чтобы было удобнее работать с материалом, необходимо заранее разрезать его на небольшие части или раскрошить.

Чтобы клей быстрее высыхал, для его приготовления следует выбирать ацетоновые растворители. После застывания состав способен выдерживать как низкую, так и высокую температуру. Именно поэтому им можно заделывать трещины в кровле и не беспокоиться о том, что они снова начнут пропускать влагу.

Какой пенопласт можно использовать для создания клея

Пенопластом называется группа материалов, которые представляют собой вспененные массы. Чаще всего они используются для теплоизоляции помещений. В зависимости от метода производства они разделяются на 3 основных вида:

1. Беспресовый. Такие изделия выглядят, как множество сцепленных шариков. При физическом воздействии на подобные изделия шарики легко отсоединяются друг от друга и изделия начинает крошиться. Данный вид пенопласта чаще всего используют для создания клея. Он легко растворяется в бензине и ацетоне и превращается в тянущуюся массу.
2. Прессовый. Такой пенопласт отличается большей прочностью и не крошится как предыдущая разновидность. Это объясняется тем, что во время производства происходит прессование изделий.
3. Экструзионный. Такой материал имеет более однородную структуру, так как во время производства происходит повышение температуры изделий. В результате получается пенопласт, который отличается цельной структурой.

Также для создания клея можно использовать и гранулированный пенопласт. Но перед тем как делать из описываемого материала клей, необходимо попробовать растворить разные виды пенопласта в бензине. Некоторые изделия плавятся хуже, поэтому не стоит заранее заготавливать только один вид материала. Удобнее всего использовать гранулированный пенопласт.

Чтобы сделать клей из пенопласта, не навредив собственному здоровью, необходимо проводить работы на открытом воздухе или в комнате, в которой полностью открыты окна. Если это правило не будет соблюдено, может произойти отравление парами бензина.

Таким образом, имея небольшое количество пенопласта и растворителя легко сделать надежный клей, который можно использовать даже для герметизации кровли. Но чтобы полученный состав мог прослужить длительное время, важно сделать его таким образом, чтобы он отличался вязкостью и однородностью.

Содержание

Введение

Теоретическая часть

1. Использование пенопласта.

   С чем взаимодействует и не взаимодействует пенопласт.

Практическая часть.

Выводы

Заключение

Список литературы

Введение

Пенопласт - экологически чистый, Пенопласт не обладает высокой плотностью (в 50 раз ниже, чем у воды), но, тем не менее, он показывает превосходную сопротивляемость при равномерных механических нагрузках, как на растяжение, так и на сжатие.

Пенопласты, разрешенные к применению в строительстве и для упаковки, не являются токсичными материалами, некоторые его виды (например, пенополистирол) допустимы для контакта с пищевыми продуктами, что позволяет широко использовать его в качестве упаковки продуктов питания и для одноразовой посуды (однако следует информировать потребителя об опасности его нагрева).

Поэтому цель нашей работы: изучить свойства пенопласта и проверить его качества.

Предмет нашего исследования пенопласт. Объект исследования свойства и качество пенопласта.

Гипотеза: не весь пенопласт, используемый в быту человека хорошего качества.

Нами были использованы следующие методы исследования :

Опроса и анкетирования.

Анализа полученных данных.

Эксперимент.

Исследования проводились на базе Бюджетного общеобразовательного учреждения города Омска «Общая общеобразовательная школа № 49».

Теоретическая часть.

Пенопласт - экологически чистый, композиционный материал, который состоит из твердого органического полимера и пузырьков газа. Большую часть объема материала занимает газ, поэтому пенопласт фактически представляет собой затвердевшую пену. Благодаря такому строению пенопласт имеет очень низкую плотность и отличается хорошими теплоизоляционными, звукоизоляционными, а также противоударными свойствами. Пенопласт очень легко обрабатывается, в отличие от древесины он устойчив к действию бактерий и водорослей. Пенопласт широко используется как утеплитель в строительстве и в качестве упаковочного материала. Пенопласт не обладает высокой плотностью (в 50 раз ниже, чем у воды), но, тем не менее, он показывает превосходную сопротивляемость при равномерных механических нагрузках, как на растяжение, так и на сжатие. Пенопласт способен годами выдерживать давление, не деформируясь, не разрушаясь и не изменяя своих физических свойств. Наглядной иллюстрацией может стать его широкое использование при строительстве взлетно-посадочных полос. Показатель прочности во многом зависит от толщины пенополистирольной плиты и от соблюдения правил ее укладки. Пенопласты можно получить практически из всех распространенных полимеров, которые используются для производства пластических масс. В качестве примера можно привести полиуретановые пенопласты, поливинилхлоридные пенопласты, фенол-формальдегидные и карбамид-формальдегидные пенопласты. Однако наибольшее распространение получил полистирольный пенопласт. В быту под словом "пенопласт" чаще всего имеют в виду именно пенополистирол. В частности полистирольный пенопласт кладут внутрь картонных упаковок с бытовой техникой, чтобы уберечь изделия от ударов при транспортировке.

Пенополистирол был запатентован в 1920-30 гг и постепенно получил применение для внешней теплоизоляции зданий. Позднее из пенополистирола стали делать готовые блоки, в которые заливали бетон.

Кроме неоспоримых преимуществ полистирольный пенопласт обладает и целым рядом недостатков. Как и большинство распространенных синтетических полимеров пенополистирол имеет ограниченную долговечность и пожароопасен. Полистирольный пенопласт может легко загореться даже от спички, материал сгорает с выделением значительного количества теплоты и образованием густого черного дыма. Более того: полистирол применяется в некоторых современных разновидностях напалма. Эти неприятные свойства пенопласта необходимо учитывать при строительстве. Пенопласты, разрешенные к применению в строительстве и для упаковки, не являются токсичными материалами, некоторые его виды (например, пенополистирол) допустимы для контакта с пищевыми продуктами, что позволяет широко использовать его в качестве упаковки продуктов питания и для одноразовой посуды (однако следует информировать потребителя об опасности его нагрева). Пенопласты чрезвычайно легкие материалы, благодаря чему они довольно удобны в монтаже, укладке и креплении, но обращение может усложниться при порывах ветра и при транспортировке. Легкость обработки при помощи любых подсобных инструментов, в том числе пилы, ножа и т.п., не должна вводить в опасное заблуждение. Пенопласт легко режется горячей проволокой, однако это требует соблюдения правил безопасности (работы должны выполняться на открытом воздухе или в проветриваемых помещениях). легко разрушается под воздействием многих технических жидкостей (бензол, дихлорэтан, ацетон) и их паров, что следует учитывать, в том числе при выборе лакокрасочных материалов в строительстве и отделке. 1.1. В чём растворяется и не растворяется пенопласт?