Стирол служит ключевым сырьём для создания целого ряда важных полимерных материалов. Среди них — АБС-пластики (акрилонитрил-бутадиен-стирольные), бутадиен-стирольные каучуки и латексы, а также ненасыщенные полиэфиры. Однако наибольшую долю в потреблении стирола — около двух третей — занимают полистирол и его вспененная версия, пенополистирол. Сополимеры АБС нашли широкое применение в различных отраслях: их используют для литья деталей под давлением, производства листов и плёнок для автомобильной промышленности, изготовления бытовой техники, электронного и электрического оборудования, а также упаковки. Специальные огнестойкие сорта применяются, например, для создания корпусов телевизоров. Ведущими лицензиарами технологий производства полистирола являются компании «ABB Lummus Crest» и «Badger», а вспененный полистирол суспензионной полимеризации выпускается по разработкам фирм «Huntsman Chemical» и «АВВ Lummus Crest» (технология «HCC/LCI»).
Суспензионный метод полимеризации
Один из распространённых промышленных методов получения полистирола — суспензионная полимеризация, которая проводится в периодическом реакторе. Под действием суспендирующего агента и интенсивного перемешивания мономер распределяется по объёму, формируя шарики будущего полимера. На определённом этапе в реактор вводится пентан, и полимеризация продолжается до полного превращения мономера. После этого процесс становится непрерывным: полимер перегружают в бункер, затем следуют стадии центрифугирования для отделения маточного раствора, сушки, кондиционирования и, наконец, фасовки готовой продукции в контейнеры.
Блочная полимеризация по технологии Badger
Компания «Badger» разработала процесс блочной полимеризации, позволяющий получать различные сорта кристаллического и ударопрочного полистирола. Этот материал в дальнейшем перерабатывается методами литья под давлением, экструзии, горячего формования и выдувания. Для производства ударопрочного полистирола готовится исходная смесь из раствора каучука, стирола и специальных добавок. Сначала смесь поступает в головной реактор, где тщательно контролируются скорость и эффективность процесса. Затем промежуточный продукт направляется в основной реактор, где полимеризация завершается, а содержание остаточного мономера снижается до минимальных значений. Это делает полимер пригодным для изготовления упаковки пищевых продуктов. Готовый расплавленный полимер проходит через формовочное устройство, выходя в виде ленты, которая затем гранулируется в таблетки.
Другие технологические разработки
Технология «Lummus/Huntsman» во многом схожа с описанным выше процессом получения полистирола общего назначения. Параллельно ведутся разработки и в других направлениях. Например, фирма «Japan Synthetic Rubber» создала технологию производства полистирол-полиакрилонитрильной смолы путём сополимеризации стирола с нитрилом акриловой кислоты, расширяя таким образом спектр доступных материалов.
Мировые производственные мощности по выпуску полистирола весьма значительны и превышают 15 миллионов тонн в год, что подчёркивает его важную роль в современной промышленности.