Найти тему
Хоум Сапиенс

Выделяется ли стирол из пенополистирола?

Главная страшилка от противников применения популярного утеплителя пенополистирола заключается в том, что от ППСа "постоянно отщепляется высокотоксичный мономер стирол". В сети приводятся ссылки на данные испытаний, доказывающих повышенное содержание стирола в воздухе при наличии вблизи изделий из пенополистирола, однако есть и опровергающие. Поэтому оставим пока за скобками анализ достоверности тех и этих свидетельств и посмотрим на аргументацию, "раскрывающую" причину токсичности пенополистирола.

Схема строения молекулы полистирола. Черные "кружки" - атомы углерода, белые - атомы водорода.
Схема строения молекулы полистирола. Черные "кружки" - атомы углерода, белые - атомы водорода.

Начну сразу с выводов - противники пенополистирола нагло манипулируют фактами. Фактически они выдергивают из учебников химии удобные для своей версии фразы, игнорируя неудобные, располагаемые в тексте буквально рядом. Например:

"...Вспомним, что процесс полимеризации полистирола происходит не полностью, а на 97-98%..."

Ага, тут вспомним, а там забудем, что из реактора смесь поступает в фильтры-центрифуги, после которых содержание остаточного мономера составляет менее 0,1% по массе, а отфильтрованный стирол может быть повторно направлен в реактор.

"...отщепляющийся от полимера стирол под действием воздуха превращается в формальдегид и бензальдегид…"

А здесь "почему-то" забыли упомянуть, что реакция окисления стирола не проходит в естественных условиях, она должна быть инициирована динитрилом азоизомасляной кислоты при температуре 35-85 градусов. А основным продуктом данной реакции является полимерная перикись, и только в количестве 3% образуются низкомолекулярные соединения – окись стирола, бензальдегид и формальдегид. Ну еще, если подвергните перикись деструктивной перегонке, то также получите бензальдегид и формальдегид. Так что если установите возле СИП-панелей небольшую химическую лабораторию, то да, сможете подтвердить это утверждение. Правда, не очень понятно как и сколько времени придется вылавливать достаточное количество стирола. АнтиППСники считают, что немного, потому что:

"...Основная токсикологическая опасность полистирола (ПС) и пенополистирола (ППС) соответственно состоит в том, что ПС относится к равновесным полимерам, которые при обычных условиях эксплуатации подвержены процессу деполимеризации и в результате уже при обычных условиях эксплуатации находится в термодинамическом равновесии со своим высокотоксичным мономером — стиролом (С): ПС n = ПС n-1 + С..."

А вот мы добрались до главного "объяснения". Подлог заключается в том, что в учебниках химии рассматривается равновесие растворов полимеров. И с практической точки зрения это равновесие рассматривается в контексте проблем производства полимеров, а не их старения или деструкции. То есть реакция полимеризации в чане с раствором достигает определенного предела и "зацикливается": каждая новое звено цепочки полимера образуется одновременно с распадом старой. Потому и невозможно при производстве достичь 100% полимеризации (а химики-технологи стремятся найти оптимальное сочетание концентрации и температуры, желая увеличить процентный выход полимера, одновременно с этим не увеличивая время реакции). Да, извелеченный из раствора твердый полимер теоретически находится в неравновесном состоянии и по идее также должен стремиться прийти в равновесие, отщепляя свободный стирол. Но вот что пишут учебники химии:

"...Каждой температуре соответствует строго определенная концентрация обеих сосуществующих фаз, т. е. определенное состояние равновесия. При изменении температуры концентрация фаз должна измениться, что сопровождается переходом макромолекул из одной фазы в другую. Такой переход требует времени, которое тем больше, чем выше концентрация раствора. Следовательно, при изменении температуры равновесие в растворах полимеров устанавливается не мгновенно, а в течение длительного времени. Поэтому при исследованиях растворов полимеров для правильной оценки их свойств следует изучать изменения свойств во времени и считать достоверными только те данные, которые во времени уже больше не изменяются..."

...и это опять же написано про раствор полимера. То есть даже в растворе процесс "отщепления" мономера - очень небыстрый. Более того, на практике он возможен только при высоких температурах, так как процессу мешают надмолекулярные структуры. Что уж говорить о твердых полимерах вне растворов при обычных температурах, для которых я вообще не нашел описания схожих процессов. Иначе говоря, равновесность полистирола, по имеющимся у меня данным, не имеет никакого значения с точки зрения экслуатации твердого полимера при нормальных температурах.

Признаюсь, я не химик, и, возможно, мои выводы слишком поверхностны и поспешны, в чем я сам люблю обвинять других на страницах своего канала. Но я в данном случае не спешу уверить в безопасности пенополистирола, а указываю на слабость аргументации антиППСников, более того, отмечаю откровенное лукавство с их стороны (точнее того, кто первый запустил этих уток в инет) - получается, других доводов просто нет?

Литература.

  • Барг Э.И. Технология синтетических пластических масс. Ленинград: ГХИ, 1954
  • Тагер А.А. Физико-химия полимеров. М.: ГХИ, 1963

Наука
7 млн интересуются