PS Plast: Vlastnosti, aplikace, úpravy a zpracování

Plast polystyrenu (PS) je všude. Od obalu po elektroniku hraje v našem každodenním životě obrovskou roli. Ale co je tak široce používáno?

V tomto článku prozkoumáme vlastnosti PS Plastic , proč je to důležité v různých průmyslových odvětvích a jak se zpracovává. Dozvíte se o jeho aplikacích, úpravách a výzvách, které představuje.

Co je plast polystyrenu (PS)?

PS je syntetický polymer. Je vyroben ze styrenu, kapalného uhlovodíku. Chemický vzorec pro styren je C8H8. Když se spojuje mnoho molekul styrenu, tvoří polystyren.

Takto to funguje:

1. Styrenové monomery jsou extrahovány z ropy.

2. Tyto monomery podléhají polymeraci.

3. Výsledek? Dlouhé řetězy styrenových jednotek, vytváření polystyrenu.

Chemická struktura PS vypadá takto:

[-ch (C6H5) -ch2-] n

Kde:

• CH představuje atom uhlíku a vodíku

• C6H5 je benzenový prsten

• n je počet opakujících se jednotek

PS plast je dodáván v různých formách:

• Pevný plast (transparentní a tuhý)

• Pěna (lehká a izolační)

• Film (tenký a flexibilní)

Každá forma má jedinečné vlastnosti. Používají se v různých aplikacích, od obalu po stavbu.

PS je známý pro jeho:

• Transparentnost (ve své pevné formě)

• Tuhost

• Nízká hustota

• Vynikající izolační vlastnosti

Díky těmto vlastnostem je PS populární volbou v mnoha průmyslových odvětvích. Je lehký, snadno se vynoří a nákladově efektivní.

V následujících částech se ponoříme hlouběji do vlastností PS, aplikací a metod zpracování. Uvidíte, proč tento jednoduchý polymer hraje v našem každodenním životě tak velkou roli.

Vlastnosti polystyrenu

Fyzikální vlastnosti PS plastu

Plast polystyrenu (PS) vykazuje několik pozoruhodných fyzikálních vlastností , díky nimž je vhodný pro různé průmyslové aplikace.

Hustota a vzhled

PS je lehký, s hustotou 1,05 g/cm³. To je jen o něco těžší než voda!

Ve své pevné podobě je PS:

• Průhledný

• Bezbarvý

• Lesklý

Díky této jasnosti je ideální pro aplikace, kde je viditelnost zásadní.

Tepelné charakteristiky

PS má některé zajímavé tepelné vlastnosti:

• Bod tání: 240 ° C (464 ° F)

• Teplota přechodu skla: 100 ° C (212 ° F)

Co to znamená? PS začíná změkčit při 100 ° C. Plně se roztaví při 240 ° C.

Jeho tepelná vodivost je nízká při 0,033 W/(m · K). Díky tomu je PS vynikající izolátor.

Elektrické vlastnosti

PS svítí jako elektrický izolátor. Často se používá v elektronických komponentách a domácnostech.

Optické vlastnosti

PS se může pochlubit vysokou průhledností. Jeho index lomu je 1,59, vyšší než mnoho jiných plastů.

Tato vlastnost činí PS ideální pro:

• Optické čočky

• Světelné difuzory

• Vitríny

vlastnosti	hodnotu
Hustota	1,05 g/cm³
Vzhled	Transparentní, lesklý
Bod tání	240 ° C (464 ° F)
Teplota přechodu skla	100 ° C (212 ° F)
Tepelná vodivost	0,033 w/(m · k)
Elektrická izolace	Vynikající
Optické vlastnosti	Vysoká transparentnost
Index lomu	1.59

Mechanické vlastnosti PS plastu

Síla a flexibilita

PS plast ukazuje působivou sílu:

• Pevnost v tahu: 30-55 MPa

• Síla ohybu: 48-76 MPa

Ale není to příliš flexibilní. Jeho prodloužení při přestávce je pouze 1-2,5%.

Tvrdost a odolnost proti nárazu

PS je tvrdý, s tvrdostí Rockwell R75-105. Díky tomu je odolný vůči škrábancem a promáčkám.

Je však křehký s nízkou nárazovou silou. Umístěte položku PS a může to prasknout nebo rozbít.

Ztuhlost

PS je známá svou vysokou tuhostí. Je to přísný materiál, který udržuje svůj tvar za většiny podmínek.

Zde je rychlé srovnání mechanických vlastností PS:

vlastnosti	hodnota
Pevnost v tahu	30-55 MPa
Síla ohybu	48-76 MPA
Prodloužení při přestávce	1-2,5%
Hardness (Rockwell)	R75-105
Síla dopadu	Nízký
Ztuhlost	Vysoký

Tyto vlastnosti činí PS ideální pro určité aplikace:

• Jednorázové příbory

• CD případy

• Balicí materiály

Chemický odolnost PS plastu

Chemická odolnost PS Plasto je smíšená sáček. Postaví se některým látkám, ale mrzí proti ostatním.

Odolnost vůči běžným chemikáliím

PS ukazuje dobrý odpor k:

• Kyseliny (zředěné)

• Základny

• Alkoholy

Díky tomu je vhodný pro mnoho domácností a průmyslových aplikací.

Slabosti

PS má však Achillovu patu. Je to rozpustné v:

• Aromatické uhlovodíky (jako benzen)

• Chlorované uhlovodíky

PS se také nehodí dobře proti:

• Koncentrované kyseliny

• Estery

• Ketony

To může způsobit degradaci nebo rozpuštění PS.

Odolnost proti UV

PS má špatný UV odpor. Když je vystaven slunečnímu světlu, má sklon:

• Žluť

• Stát se křehkým

• Degradovat v průběhu času

To omezuje jeho použití ve venkovních aplikacích.

Zde je rychlá referenční tabulka:

chemické skupině	Odolnost vůči
Zředit kyseliny	Dobrý
Základny	Dobrý
Alkoholy	Dobrý
Aromatické uhlovodíky	Chudý
Chlorované uhlovodíky	Chudý
Koncentrované kyseliny	Chudý
Estery	Chudý
Ketony	Chudý
UV světlo	Chudý

Aplikace PS plastu

PS plast je neuvěřitelně univerzální. Používá se v různých průmyslových odvětvích, od balení po zdravotnické prostředky. Pojďme prozkoumat jeho rozsáhlé aplikace.

Obal

PS dominuje světu balení. Najdete to v:

• Kontejnery a šálky potravin

• Ochranné pěnové arašídy

• Maloobchodní vstřikování a blistrové balíčky

Jeho lehké vlastnosti povahy a izolace je ideální pro balení potravin.

Elektronika

V elektronickém průmyslu hraje PS klíčovou roli:

• Pouzdra pro zařízení

• Izolace pro elektrické komponenty

• Případy CD a DVD

Elektrické izolační vlastnosti PS z něj činí materiál pro elektronické aplikace.

Automobilový průmysl

Výrobci automobilů milují PS pro svou všestrannost:

• Komponenty vnitřního oříznutí

• Přístrojové panely a knoflíky

• Lehké strukturální prvky

PS pomáhá snižovat hmotnost vozidla a zlepšovat palivovou účinnost.

Konstrukce

XPS polystyrenová pěnová deska

PS také najde cestu do budov:

• Izolační desky (EPS a XPS)

• Dekorativní lišty a obložení

• Lehké betonové aplikace

Jeho izolační vlastnosti pomáhají zlepšit energetickou účinnost v budovách.

Lékařská a laboratoř

PS je zásadní v lékařských a vědeckých oborech:

• Petriho jídla a zkumavky

• Diagnostické komponenty

• Balení zdravotnických prostředků

Jeho jasnost a chemická odolnost činí z něj ideální pro laboratorní vybavení.

Jiné aplikace

Všestrannost PS se vztahuje na mnoho dalších oblastí:

• Hračky a spotřební výrobky

• Jednorázové příbory a nádobí

• Tvorba a prototypování modelu

Zde je rychlý přehled aplikací PS:

průmyslové	aplikace
Obal	Kontejnery potravin, ochranná pěna, maloobchodní obaly
Elektronika	Pouzdra zařízení, izolace, CD/DVD případy
Automobilový průmysl	Interiérový obložení, přístrojové panely, strukturální prvky
Konstrukce	Izolační desky, dekorativní lišty, lehký beton
Lékař/laboratoř	Petriho jídla, diagnostické komponenty, balení zařízení
Ostatní	Hračky, jednorázové příbory, prototypování

Modifikace PS plastu

Plast PS lze upravit různými způsoby, aby se zvýšil jeho vlastnosti pro různé aplikace. Tyto modifikace zahrnují kopolymery, přísady a pěny.

Kopolymery a směsice

Polystyren je často smíchán nebo kopolymerován s jinými materiály, aby se zlepšila odolnost proti nárazu, flexibilitu a tepelnou stabilitu.

Polystyren s vysokým dopadem (boky)

Boky jsou PS s twistem. Je to tvrdší a flexibilnější než běžný PS.

Složení

Boky se vyrábějí přidáním polybutadienové gumy do PS. Tím se vytvoří dvoufázový systém:

• PS matice

• Gumové částice se rozptýlely po celou dobu

Vylepšené vlastnosti

Ve srovnání s běžným PS nabízí HIPS:

• Vyšší dopadový odpor

• Lepší flexibilita

• Zlepšená houževnatost

Aplikace

Boky nacházejí do mnoha produktů:

• Vložky ledničky

• Balicí materiály

• Automobilové díly

• Hračky a spotřební zboží

Hips vs obecný účel ps

vlastnost	hips	obecný účel ps ps
Síla dopadu	Vysoký	Nízký
Flexibilita	Dobrý	Chudý
Neprůhlednost	Neprůhledný	Průhledný
Náklady	Vyšší	Spodní

Akrylonitril butadienský styren (ABS)

ABS je tvrdý plast, který zahrnuje PS. Je známý pro svou odolnost vůči síle a teplu.

Role PS v ABS

PS přispívá k ABS:

• Tuhost

• Snadnost zpracování

• Lesk

Zlepšené vlastnosti

ABS překonává PS několika způsoby:

• Vyšší síla dopadu

• Lepší odolnost proti teplu

• Zlepšená chemická odolnost

Běžné použití ABS

Najdete abs v:

• Automobilové díly

• Elektronické pouzdra

• Potrubní systémy

• Cihly Lego

Další ps kopolymery a směsice

PS hraje dobře s ostatními. Zde jsou některé další populární úpravy:

PS-CO-methylmethakrylát (PSMMA)

PSMMA kombinuje PS s methylmethakrylátem. Nabízí:

• Vylepšený odpor UV

• Lepší jasnost

• Zvýšená chemická odolnost

Používá se ve venkovním značení a optických čočkách.

Styrene-butadiene guma (SBR)

SBR je syntetická guma. Je vyroben kopolymerizací styrenu s butadienem. SBR poskytuje:

• Vynikající odolnost proti oděru

• Dobrá stabilita stárnutí

• Vysoká síla

SBR najdete v pneumatikách a podrážkách bot.

Přísady a plniva

Plast PS může být vylepšen aditivami, aby vyhovoval specifickým potřebám výkonu.

• Barevné a pigmenty : Používají se k poskytování široké škály barevných možností, což umožňuje PS produktům splňovat estetické požadavky.

• Retardéry hoření : Tyto přísady zlepšují požární odolnost PS, takže je bezpečnější pro aplikace v elektronice a konstrukci.

• Modifikátory dopadu : Tyto materiály se přidávají ke zvýšení houževnatosti PS, snižují jeho přirozenou křehkost a rozšiřují jeho použití v oblastech s vysokým dopadem.

• Antistatická činidla : Přidávají se ke snížení statického nahromadění, zejména pro elektronické komponenty, kde statické výboj může způsobit poškození.

Pěny a kompozity

PS lze pěstovat nebo kombinovat s jinými materiály a vytvářet lehké izolační produkty.

• Expanded Polystyren (EPS) : EPS, která se běžně používá pro izolaci a ochranné obaly, je lehká pěna, která nabízí vynikající tepelné izolační vlastnosti.

• Extrudovaný polystyren (XPS) : XPS má vyšší hustotu než EPS, takže je lépe vhodná pro aplikace, kde je kritická odolnost vůči vlhkosti, například při budování izolace.

• PS pěnové kompozity s vlákny nebo plnivami : Tyto kompozity kombinují PS s materiály, jako jsou skleněná vlákna nebo minerální plniva, aby se zlepšila pevnost, tepelný odolnost nebo mechanické vlastnosti, což je činí vhodné pro náročnější aplikace.

Zpracování PS plastu

Plast polystyrenu (PS) může být zpracován několika metodami v závislosti na aplikaci. Každý proces nabízí jedinečné výhody a vyžaduje konkrétní návrhové úvahy.

Injekční lisování

Injekční lisování je jednou z nejběžnějších metod zpracování PS plastu. Zahrnuje vstřikování roztaveného PS do formy, což umožňuje efektivně vytvářet složité a podrobné části.

• Popis a výhody procesu : PS se roztaví a vstřikuje do forem, kde se ochladí a ztuhne. Tento proces je rychlý, nákladově efektivní a může produkovat vysoce objem, složité části s dobrou dimenzionální přesností.

• Konstrukční úvahy pro injekční formované části PS PS : Vzhledem k jeho křehkosti vyžaduje PS pečlivou pozornost na tloušťku stěny a návrh vyhazování, aby se zabránilo praskání. Kromě toho jsou míry chlazení a kontrola teploty rozhodující pro minimalizaci deformace.

• Odstraňování problémů s běžnými problémy s lisováním injekce : Mezi běžné problémy patří smršťování, deformace a praskání. Často mohou být opraveny úpravou návrhu plísní, řízením procesu chlazení a úpravou indexu toku taveniny materiálu.

Vytlačování

Extruze je dalším populárním procesem formování PS plastu, zejména pro produkci dlouhých, kontinuálních forem, jako jsou listy, trubky a profily.

• Přehled procesu a aplikace : Při vytlačování je PS roztavena a nucena skrz matrici, aby vytvořila kontinuální tvary. Běžně se používá k výrobě listů, prutů a trubek.

• Extruzní stupně PS Plast : Různé známky PS jsou k dispozici pro vytlačování, z nichž každá je optimalizována pro různé aplikace, jako je vytlačování filmu nebo vytlačování listů.

• Koexstruze s jinými polymery : PS může být také koextrudována s jinými plasty, aby se zvýšila výkonnostní charakteristiky, jako je zlepšená flexibilita nebo trvanlivost. Koextruze umožňuje vícevrstvé produkty, které kombinují výhody různých materiálů.

Thermoforming

Thermoformming zahrnuje topení PS listů a jejich tvarování po plíscích. Tato metoda je ideální pro vytváření velkých, lehkých částí, jako jsou balení a zásobníky.

• Techniky vakuového formování a formování tlaku : Při formování vakua je vyhřívaný PS list nakreslen přes formu vakuem. Při vytváření tlaku se vyvíjí další tlak k dosažení jemnějších detailů a ostřejších rohů.

• Vytváření listů a výroba zásob role : PS listy se obvykle vyrábějí před použitím v procesu termoformujícího. Roll Stock je další forma, která se běžně používá pro hromadnou výrobu.

• Thermoformmingové pokyny : Při navrhování částí PS pro termoformující, jednotná tloušťka a správné úhly ponoru jsou rozhodující pro uvolňování součástí a pro zabránění ztenčení v rozích.

Jiné metody zpracování

Kromě hlavních metod lze PS plast zpracovat pomocí dalších technik pro uspokojení specifických potřeb.

• FLOW FOLMING : PS se roztaví a vyhodí do formy a vytváří duté části, jako jsou lahve a nádoby.

• Rotační formování : Tato metoda zahrnuje zahřívání PS v rotující formě, vytváření dutých, plynulých produktů, jako jsou velké nádrže nebo nádoby.

• Kompresní lisování : Při formování komprese je PS umístěn do vyhřívané formy, kde se pro tvarování materiálu vyvíjí tlak. Tato technika je pro PS méně běžná, ale používá se pro specifické aplikace vyžadující silné a pevné části.

Recyklace a dopad na životní prostředí PS plastu

Plast PS je široce používán, ale jeho dopad na životní prostředí je rostoucím problémem. Pojďme se ponořit do recyklačních výzev a environmentálních problémů obklopujících PS.

Recyklovatelnost PS plastu

PS je recyklovatelný, ale není tak jednoduchý jako jiné plasty. Zde je to, co potřebujete vědět:

• PS lze recyklovat několikrát bez významné ztráty kvality

• Je to identifikováno symbolem recyklace #6

• Mnoho recyklačních zařízení nepřijímá PS kvůli výzvám zpracování

Výzvy v procesu recyklace

Recyklace PS není snadná. Několik překážek je méně běžné než jiné plasty:

1. Kontaminace: Zbytky potravin často kontaminují nádoby na potraviny PS

2. Hustota: PS je lehké, takže je drahé na přepravu

3. Poptávka na trhu: Omezený trh s recyklovanými produkty PS

4. Zpracování: Zvláštní vybavení potřebné pro recyklaci PS

Díky těmto výzvám je recyklace PS méně ekonomicky životaschopná pro mnoho zařízení.

Environmentální obavy

PS představuje několik otázek životního prostředí:

Nebiodegradovatelné

PS se přirozeně nerozkládá. Může přetrvávat v prostředí po stovky let.

Smetí

Lehké produkty PS se snadno stávají odpadky. Často se nacházejí v ulicích a přírodních oblastech.

Znečištění moře

PS je hlavním přispěvatelem k znečištění moře. Rozpadne se na malé kousky a poškozuje mořský život.

Alternativy a udržitelná řešení

K řešení těchto obav se objevuje několik alternativ a řešení:

Biologicky rozložitelné alternativy

• PLA (kyselina polylaktická): Vyrobeno z obnovitelných zdrojů, jako je kukuřičný škrob

• PBS (polybutylen sukcinát): biologicky rozložitelný a kompostovatelný

Vylepšené technologie recyklace

• Chemická recyklace: Rozbije PS na své původní monomery

• Pokročilé techniky třídění: lepší oddělení PS od jiného odpadu

Strategie redukce

• Zakázal na produkty PS s jedním použitím v některých regionech

• Povzbuzení opakovaně použitelných alternativ

Inovativní použití pro recyklované PS

• Stavební materiály

• Syntetické řezivo

• Umělecké a řemeslné potřeby

Zde je srovnání PS s některými alternativami:

materiál	biologicky rozložitelný	recyklovatelný	relativní náklady
Ps	Žádný	Ano (náročné)	Nízký
Pla	Ano	Ano	Střední
PBS	Ano	Ano	Vysoký
Papír	Ano	Ano	Nízký

Environmentální dopad PS je významný. Ale s novými technologiemi a alternativami směřujeme k udržitelnějším řešením.

Srovnání s jinými plasty

Polystyren (PS) je často porovnán s jinými populárními plasty, z nichž každá nabízí odlišné vlastnosti. Zde je to, jak se PS hromadí proti PP , PET a PVC.

PS vs. PP (polypropylen)

• Hustota : PS má vyšší hustotu ( 1,05 g/cm³ ) ve srovnání s PP, což je lehčí ( 0,91 g/cm³ ). Díky tomu je PP vhodnější pro lehké aplikace.

• Flexibilita : PP je flexibilnější a méně křehčí než PS, což je lepší pro aplikace vyžadující trvanlivost a odolnost proti nárazu, jako jsou balení a automobilové díly.

• Recyklovatelnost : Zatímco obě plasty jsou recyklovatelné, PP je obecně snazší a nákladově efektivnější recyklovat než PS, který čelí výzvám kvůli jeho struktuře a křehkosti.

Vlastnost	PS	PP
Hustota	1,05 g/cm³	0,91 g/cm³
Flexibilita	Křehké, méně flexibilní	Vysoce flexibilní
Recyklovatelnost	Obtížnější	Snadnější a běžnější

PS vs. PET (polyethylen tereftalát)

• Transparentnost : PS i PET jsou průhledné, ale PET nabízí lepší jasnost, což z něj dělá materiál pro lahve s vodou a balení potravin, kde je viditelnost nezbytná.

• Síla : PET je silnější a odolnější dopady než PS. Nabízí také lepší odolnost vůči změnám teploty, což je ideální pro horké i chladné prostředí.

• Aplikace : PS je upřednostňován pro produkty, jako jsou případy CD a izolace, zatímco PET se používá pro nápojové kontejnery, balení a textilní vlákna.

PS	PS	PET
Průhlednost	Transparentní, jasné	Vyšší jasnost
Pevnost	Křehké, méně odolné	Silnější, odolnější
Běžné použití	Případy CD, izolace	Lahve s nápojem, vlákna

PS vs. PVC (polyvinylchlorid)

• Flexibilita : PVC je flexibilnější než PS, což je křehké. Díky tomu je PVC vhodný pro vodovodní potrubí, elektrickou izolaci a flexibilní obaly.

• Chemická odolnost : PVC nabízí lepší chemickou odolnost, zejména proti kyselinám a alkalisům, takže je vhodný pro aplikace, kde se očekává expozice tvrdým chemikáliím.

• Dopad na životní prostředí : PVC má významnější dopad na životní prostředí v důsledku uvolňování toxického chloru během výroby a likvidace, zatímco hlavní environmentální výzvou PS je jeho recyklovatelnost.

Vlastnost	PS	PVC
Flexibilita	Křehký	Flexibilní
Chemická odolnost	Mírný	Vysoký
Dopad na životní prostředí	Obtížná recyklace	Toxická produkce a likvidace

Závěr

PS plast je všestranný a široce používán. Je známá pro svou jasnost, rigiditu a izolační vlastnosti. PS najde aplikace v balení, elektronice a konstrukci.

Úpravy jako boky a ABS zvyšují jeho výkon. Různé metody zpracování, včetně injekčního formování a termoformingu, tvarují PS do různých produktů.

Výběr správné třídy PS a metody zpracování je zásadní. Zajišťuje optimální výkon v konkrétních aplikacích. Při výběru PS zvažte faktory, jako je síla, chemická odolnost a dopad na životní prostředí.

Tipy: Možná máte zájem o všechny plasty

Pet	PSU	PE	Pa	Nahlédnout	Pp
POM	PPO	TPU	TPE	San	PVC
Ps	PC	PPS	Abs	PBT	PMMA