Polüstüreeni (PS) plastik on kõikjal. Alates pakendist kuni elektroonikani mängib see meie igapäevaelus tohutut rolli. Kuid mis teeb selle nii laialdaselt kasutatavaks?
Selles artiklis uurime PS plasti omadusi , miks see on oluline erinevates tööstusharudes ja kuidas seda töödeldakse. Saate teada selle rakenduste, modifikatsioonide ja selle esitatud väljakutsete kohta.
Mis on polüstüreeni (PS) plastik?
PS on sünteetiline polümeer. See on valmistatud stüreenist, vedelast süsivesinikust. Stüreeni keemiline valem on C8H8. Kui paljud stüreenimolekulid ühendavad omavahel, moodustavad need polüstüreeni.
Siit saate teada, kuidas see töötab:
Stüreenmonomeerid ekstraheeritakse naftast.
Need monomeerid läbivad polümerisatsiooni.
Tulemus? Pikad stüreeniüksuste ahelad, luues polüstüreeni.
PS keemiline struktuur näeb välja selline:
[-h (C6H5) -Ch2-] n
Kus:
PS -plastik on erinevates vormides:
Igal vormil on ainulaadsed omadused. Neid kasutatakse erinevates rakendustes, alates pakendist kuni ehituseni.
PS on tuntud oma:
Need omadused muudavad PS populaarseks valikuks paljudes tööstusharudes. See on kerge, hõlpsasti vormistatav ja kulutõhus tootmine.
Järgmistes osades sukeldume sügavamalt PS omaduste, rakenduste ja töötlemismeetoditega. Näete, miks see lihtne polümeer mängib meie igapäevaelus nii suurt rolli.
Polüstüreeni omadused
PS -plasti füüsilised omadused
Polüstüreeni (PS) plastikul on mitu märkimisväärset füüsilist omadust , mis muudavad selle sobivaks erinevateks tööstuslikeks rakendusteks.
Tihedus ja välimus
PS on kerge, tihedusega 1,05 g/cm³ See on lihtsalt vesi raskem!
Oma kindlal kujul on PS:
Läbipaistev
Värvitu
Läikiv
See selgus muudab selle täiuslikuks rakenduste jaoks, kus nähtavus on ülioluline.
Termilised omadused
PS -l on mõned huvitavad termilised omadused:
Mida see tähendab? PS hakkab temperatuuril 100 ° C pehmenema. See sulab täielikult temperatuuril 240 ° C.
Selle soojusjuhtivus on madal, 0,033 W/(m · K). See muudab PS suurepäraseks isolaatori.
Elektrilised omadused
PS paistab elektri isolaatorina. Seda kasutatakse sageli elektroonilistes komponentides ja korpustes.
Optilised omadused
PS uhkeldab kõrge läbipaistvusega. Selle murdumisnäitaja on 1,59, mis on kõrgem kui paljudel teistel plastidel.
See omadus muudab PS ideaalseks:
Optilised läätsed
Kerged hajuti
Kuvamisjuhtumid
| vara | väärtus |
| Tihedus | 1,05 g/cm³ |
| Välimus | Läbipaistev, läikiv |
| Sulamispunkt | 240 ° C (464 ° F) |
| Klaasist üleminekutemperatuur | 100 ° C (212 ° F) |
| Soojusjuhtivus | 0,033 W/(M · K) |
| Elektriisolatsioon | Suurepärane |
| Optilised omadused | Kõrge läbipaistvus |
| Murdumisnäitaja | 1.59 |
PS -plasti mehaanilised omadused
Tugevus ja paindlikkus
PS -plast näitab muljetavaldavat tugevust:
Kuid see pole eriti paindlik. Selle pikenemine vaheajal on vaid 1–2,5%.
Kõvadus ja löögikindlus
PS on raske, Rockwelli kõvadus on R75-105. See muudab selle kriimustuste ja mõrvade suhtes vastupidavaks.
Kuid see on rabe, vähese löögi tugevusega. Viidake PS -üksus ja see võib praguneda või puruneda.
Jäikus
PS on tuntud oma kõrge jäikuse poolest. See on jäik materjal, säilitades oma kuju enamikes tingimustes.
Siin on PS mehaaniliste omaduste kiire võrdlus:
| omaduse | väärtus |
| Tõmbetugevus | 30-55 MPA |
| Paindetugevus | 48-76 MPA |
| Pikenemine vaheajal | 1-2,5% |
| Kõvadus (Rockwell) | R75-105 |
| Mõjutugevus | Madal |
| Jäikus | Kõrge |
Need omadused muudavad PS ideaalseks teatud rakenduste jaoks:
PS -plasti keemiline vastupidavus
PS Plasti keemiline takistus on segakott. See seisab mõne aine ees, kuid langeb teiste vastu.
Resistentsus tavalistele kemikaalidele
PS näitab head vastupanu:
Happed (lahjendatud)
Alused
Alkohol
See muudab selle sobivaks paljudele majapidamis- ja tööstusrakendustele.
Nõrkused
Kuid PS -l on oma Achilleuse kand. See on lahustuv:
PS ei lähe ka hästi:
Kontsentreeritud happed
Estrid
Ketoonid
Need võivad põhjustada PS lagunemist või lahustumist.
UV -takistus
PS -l on halb UV -takistus. Päikesevalgusega kokkupuutel kipub see:
Kollane
Hapraks muutuma
Aja jooksul halvendama
See piirab selle kasutamist välirakendustes.
Siin on kiire võrdlustabeli:
| keemiline rühma | vastupidavus |
| Lahjendatud happed | Hea |
| Alused | Hea |
| Alkohol | Hea |
| Aromaatsed süsivesinikud | Vaene |
| Klooritud süsivesinikud | Vaene |
| Kontsentreeritud happed | Vaene |
| Estrid | Vaene |
| Ketoonid | Vaene |
| UV -tuli | Vaene |
PS -plasti rakendused
PS -plastik on uskumatult mitmekülgne. Seda kasutatakse erinevates tööstusharudes, alates pakenditest kuni meditsiiniseadmeteni. Uurime selle laiaulatuslikke rakendusi.
Pakend
PS domineerib pakendimaailmas. Leiate selle:
Selle kerged olemused ja isolatsiooni omadused muudavad selle ideaalseks toidupakendamiseks.
Elektroonika
Elektroonikatööstuses mängib PS üliolulist rolli:
PS elektriisolatsiooni omadused muudavad selle elektrooniliste rakenduste materjaliks.
Autotööstus
Autotootjad armastavad PS -i selle mitmekülgsuse eest:
Sisekujunduse komponendid
Instrumendipaneelid ja nupud
Kerged konstruktsioonielemendid
PS aitab vähendada sõiduki kaalu, parandades kütusesäästlikkust.
Ehitamine
XPS polüstüreeni vahtplaat
PS leiab tee ka hoonetesse:
Selle isolatsiooni omadused aitavad parandada hoonete energiatõhusust.
Meditsiiniline ja laboratoorium
PS on meditsiiniliste ja teaduslikes valdkondades ülioluline:
Petri roogad ja testitorud
Diagnostilised komponendid
Meditsiiniseadmete pakend
Selle selgus ja keemiline vastupidavus muudavad selle ideaalseks laboriteadmete jaoks.
Muud rakendused
PS mitmekülgsus ulatub paljudele teistele valdkondadele:
Mänguasjad ja tarbekaubad
Kasutatavad söögiriistad ja lauanõud
Mudelite valmistamine ja prototüüpimine
Siin on kiire ülevaade PS -rakendustest:
| tööstuse | rakendused |
| Pakend | Toidukonteinerid, kaitsevaht, jaemüügipakendid |
| Elektroonika | Seadme korpused, isolatsioon, CD/DVD juhtumid |
| Autotööstus | Sisekujundus, instrumendipaneelid, konstruktsioonielemendid |
| Ehitamine | Isolatsioonilauad, dekoratiivsed liistud, kerge betoon |
| Meditsiiniline/labor | Petri toidud, diagnostilised komponendid, seadme pakendid |
| Teine | Mänguasjad, ühekordselt kasutatavad söögiriistad, prototüüpimine |
PS -plasti modifikatsioonid
PS -plasti saab erinevatel rakendustel oma atribuutide suurendamiseks erinevatel viisidel muuta. Need modifikatsioonid hõlmavad kopolümeerisid, lisandeid ja vahtusid.
Kopolümeerid ja segud
Polüstüreeni segatakse või kopolümeriseeritakse teiste materjalidega, et parandada löögikindlust, paindlikkust ja termilist stabiilsust.
Suure mõjuga polüstüreen (puusad)
Puusad on keerdumisega ps. See on karmim ja paindlikum kui tavaline PS.
Koosseis
Puusad tehakse polübutadieeni kummi lisamisega PS -le. See loob kahefaasilise süsteemi:
Täiustatud omadused
Võrreldes tavalise PS -ga, pakub puusad:
Suurem löögikindlus
Parem paindlikkus
Täiustatud sitkus
Rakendused
Puusad leiavad tee paljudesse toodetesse:
Puusad vs üldotstarbeline PS
| omadus | puusad | üldotstarbelised PS |
| Mõjutugevus | Kõrge | Madal |
| Paindlikkus | Hea | Vaene |
| Läbipaistmatus | Läbipaistmatu | Läbipaistev |
| Maksumus | Kõrgem | Madalam |
Akrüülonitriil butadieeniereen (ABS)
ABS on karm plastik, mis sisaldab PS. See on tuntud oma tugevuse ja kuumakindluse poolest.
PS roll ABS -is
PS aitab kaasa ABS -idele:
Jäikus
Töötlemise lihtsus
Läike
Täiustatud omadused
ABS edestab PS -i mitmel viisil:
ABS -i tavalised kasutamised
Leiate abs:
Autoosad
Elektroonilised korpused
Torusüsteemid
Lego tellised
Muud PS -kopolümeerid ja segud
PS mängib teistega hästi. Siin on mõned muud populaarsed muudatused:
PS-CO-metüülmetakrülaat (PSMMA)
PSMMA ühendab PS metüülmetakrülaadiga. See pakub:
Seda kasutatakse välistingimustes ja optilistes läätsedes.
Stüreen-butadieeni kumm (SBR)
SBR on sünteetiline kumm. Selle on valmistatud stüreeni kopolümeriseerimisel butadieeniga. SBR pakub:
Leiate SBR -i autorehvidest ja kingatalladest.
Lisandid ja täiteained
PS -plasti saab lisaainetega täiustada, et rahuldada konkreetseid jõudlusvajadusi.
Värvilised ja pigmendid : neid kasutatakse mitmesuguste värvivalikute pakkumiseks, mis võimaldab PS -toodetel vastata esteetilistele nõuetele.
Leegi aeglustamine : need lisandid parandavad PS tulekindlust, muutes selle elektroonika ja ehituse rakenduste jaoks turvalisemaks.
Löögi modifikaatorid : need materjalid lisatakse PS sitkuse suurendamiseks, vähendades selle loomulikku rabedust ja laiendades selle kasutamist suure mõjuga piirkondades.
Antistaatilised ained : neid lisatakse staatilise kogunemise vähendamiseks, eriti oluline elektrooniliste komponentide jaoks, kus staatiline tühjendus võib kahjustada.
Vahud ja komposiidid
PS -d saab kergete, isoleerivate toodete loomiseks vahustada või kombineerida muude materjalidega.
Laiendatud polüstüreen (EPS) : tavaliselt kasutatakse isolatsiooni ja kaitsepakendite jaoks EPS kerget vaht, mis pakub suurepäraseid soojuisolatsiooni omadusi.
Ekstrudeeritud polüstüreeni (XPS) : XPS on suurem tihedus kui EPS, muutes selle paremini sobivaks rakendusteks, kus niiskuskindlus on kriitiline, näiteks isolatsiooni ehitamisel.
PS -vahtkomposiidid kiudude või täiteainetega : need komposiidid ühendavad PS -ga selliste materjalidega nagu klaaskiud või mineraaltäidised, et parandada jõu, soojustakistuse või mehaanilisi omadusi, muutes need sobivaks nõudlikumaks rakenduseks.
PS -plasti töötlemine
Polüstüreeni (PS) plasti saab töödelda mitme meetodi abil, sõltuvalt rakendusest. Iga protsess pakub ainulaadseid eeliseid ja nõuab konkreetseid kavandamise kaalutlusi.
Süstimisvormimine
Süstimisvormimine on üks levinumaid meetodeid PS -plasti töötlemiseks. See hõlmab sula PS süstimist vormi, võimaldades keerulisi ja detailseid osi tõhusalt luua.
Protsessi kirjeldus ja eelised : PS sulatatakse ja süstitakse vormidesse, kus see jahtub ja kõveneb. Protsess on kiire, kulutõhus ja võib toota suure mahuga keerukaid osi, millel on hea mõõtme täpsus.
Sissepritsega vormitud PS -osade kavandamise kaalutlused : oma rabeduse tõttu nõuab PS hoolikat tähelepanu seina paksusele ja väljaviskamise kujundamisele, et vältida pragunemist. Lisaks on väändumise minimeerimiseks kriitilise tähtsusega jahutuskiirused ja temperatuurikontroll.
Ühiste süstevormimisprobleemide tõrkeotsing : tavaliste probleemide hulka kuuluvad kokkutõmbumine, väändumine ja pragunemine. Neid saab sageli parandada hallituse kujunduse reguleerimise, jahutusprotsessi juhtimise ja materjali sulavoolu indeksi muutmisega.
Väljapressimine
Ekstrusioon on veel üks populaarne protsess PS -plasti kujundamiseks, eriti pikkade pidevate vormide tootmiseks nagu lehed, torud ja profiilid.
Protsessi ülevaade ja rakendused : Ekstrusioonil sulatatakse PS ja sunnitakse läbi suremise, et luua pidevaid kujundeid. Seda kasutatakse tavaliselt valmistamiseks lehtede, varraste ja torude .
PS -plasti väljapressimise hinded : väljapressimiseks on saadaval erinevad PS klassid, millest igaüks on optimeeritud erinevate rakenduste jaoks, näiteks kile väljapressimine või lehe väljapressimine.
Koosseeksstrusioon teiste polümeeridega : PS -i saab ka teiste plastidega, et parandada jõudluse omadusi, näiteks paremat paindlikkust või vastupidavust. Kooseeksütrisioon võimaldab mitmekihilisi tooteid, mis ühendavad erinevate materjalide eeliseid.
Termoforming
Termoformimine hõlmab PS -lehtede kuumutamist ja nende vormide kujundamist. See meetod sobib ideaalselt suurte kergete osade, näiteks pakendite ja kandikute loomiseks.
Vaakumvormimine ja rõhu moodustamise tehnikad : vaakumvormimisel tõmmatakse kuumutatud PS -leht hallituse kohale vaakumiga. Rõhuvormimisel rakendatakse täiendavat rõhku, et saavutada peenemaid detaile ja teravamaid nurki.
Lehtede ekstrusioon ja rullide tootmine : PS -lehed toodetakse tavaliselt väljapressimise teel enne termoformimisprotsessis kasutamist. Rullivarud on veel üks vorm, mida tavaliselt kasutatakse masstootmiseks.
Termoformeerimise disainijuhised : PS -osade kujundamisel termoformeerimiseks, ühtlase paksuse ja õigete süvitusnurkade jaoks on osaliselt vabastamiseks kriitiline ja nurkades hõrenemise vältimiseks.
Muud töötlemismeetodid
Lisaks peamistele meetoditele saab PS -plasti töödelda, kasutades konkreetsete vajaduste rahuldamiseks täiendavaid tehnikaid.
Puhumisvormimine : PS sulatatakse ja puhutakse hallitusse, et luua õõnsaid osi, näiteks pudeleid ja konteinereid.
Pöörlemisvormimine : see meetod hõlmab PS kuumutamist pöörlevas vormis, luues õõnsaid, sujuvaid tooteid, nagu suured mahutid või mahutid.
Kompressioonvormimine : kompressioonvormimisel asetatakse PS kuumutatud vormi, kus materjali kujundamiseks avaldatakse rõhku. See tehnika on PS -i puhul vähem levinud, kuid seda kasutatakse konkreetsete rakenduste jaoks, mis nõuavad tugevaid, tahkeid osi.
PS -plasti ringlussevõtt ja keskkonnamõju
PS -plasti kasutatakse laialdaselt, kuid selle keskkonnamõju on kasvav mure. Sukeldume PS -i ümbritsevatesse ringlussevõtu väljakutsetesse ja keskkonnaprobleemidesse.
PS -plasti taaskasutatavus
PS on taaskasutatav, kuid see pole nii sirgjooneline kui muu plasti. Siin on see, mida peate teadma:
PS -d saab mitu korda ringlusse võtta ilma olulise kvaliteedi kaotuseta
Selle tuvastab ringlussevõtu sümbol nr 6
Paljud ringlussevõtuvõimalused ei aktsepteeri PS -i töötlemise väljakutsete tõttu
Väljakutsed ringlussevõtu protsessis
PS ringlussevõtt pole lihtne. Mitmed takistused muudavad selle vähem levinud kui muud plastikud:
Saastumine: toidujäägid saastavad sageli PS toidumahuteid
Tihedus: PS on kerge, muutes selle transpordi kalliks
Turunõudlus: ringlussevõetud PS -toodete piiratud turg
Töötlemine: spetsiaalsed seadmed, mis on vajalikud PS ringlussevõtuks
Need väljakutsed muudavad PS ringlussevõtu paljude rajatiste jaoks vähem majanduslikult elujõuliseks.
Keskkonnaprobleemid
PS kujutab endast mitmeid keskkonnaprobleeme:
Biolagunev
PS ei lagune loomulikult. See võib keskkonnas püsida sadu aastaid.
Prügi
Kerged PS -tooted muutuvad kergesti allapanuks. Neid leidub sageli tänavatel ja looduslikel aladel.
Merereostus
PS on merereostuse peamine panustaja. See puruneb väikesteks tükkideks, kahjustades mereelu.
Alternatiivid ja jätkusuutlikud lahendused
Nende probleemide lahendamiseks on tekkinud mitmed alternatiivid ja lahendused:
Biolagunevad alternatiivid
Täiustatud ringlussevõtu tehnoloogiad
Vähendamise strateegiad
Uuenduslikud kasutusalad ringlussevõetud PS jaoks
Siin on PS võrdlus mõne alternatiiviga:
| materiaalne | biolagunev | taaskasutatav | suhteline kulu |
| PS | Mitte | Jah (väljakutsuv) | Madal |
| PLA | Jah | Jah | Vahend |
| PBS | Jah | Jah | Kõrge |
| Paber | Jah | Jah | Madal |
PS keskkonnamõju on märkimisväärne. Kuid uute tehnoloogiate ja alternatiivide abil liigume jätkusuutlikumate lahenduste poole.
Võrdlus teiste plastidega
Polüstüreeni (PS) võrreldakse sageli teiste populaarsete plastidega, mis pakuvad erinevaid omadusi. Siit saate teada, kuidas PS paneb PP , PET ja PVC vastu.
PS vs PP (polüpropüleen)
Tihedus : PS -l on suurem tihedus ( 1,05 g/cm³ ) võrreldes PP -ga, mis on kergem ( 0,91 g/cm³ ). See muudab PP sobivaks kergete rakenduste jaoks.
Paindlikkus : PP on paindlikum ja vähem habras kui PS, muutes selle paremaks vastupidavust ja löögitakistust vajavate rakenduste jaoks, näiteks pakendid ja autotööstus.
Taaskasutatavus : kuigi mõlemad plastid on taaskasutatavad, on PP ringlussevõetav üldiselt lihtsam ja kulutõhusam kui PS, mis seisab silmitsi väljakutsetega selle struktuuri ja rabeduse tõttu.
| omadus | PS | PP |
| Tihedus | 1,05 g/cm³ | 0,91 g/cm³ |
| Paindlikkus | Rabe, vähem paindlik | Väga paindlik |
| Taaskasutatavus | Keerulisem | Lihtsam ja tavalisem |
PS vs PET (polüetüleentereftalaadi)
Läbipaistvus : nii PS kui ka PET on läbipaistvad, kuid PET pakub paremat selgust, muutes selle valitud materjaliks veepudelite ja toidupakendite jaoks, kus nähtavus on hädavajalik.
Tugevus : PET on tugevam ja löögikindlam kui Ps. See pakub ka paremat vastupidavust temperatuurimuutustele, muutes selle ideaalseks nii kuuma kui ka külma keskkonna jaoks.
Rakendused : PS eelistatakse selliste toodete jaoks nagu CD -korpused ja isolatsioon, samas kui PET -i kasutatakse joogikonteinerite, pakendite ja tekstiilkiudude jaoks.
| omadus | PS | PET |
| Läbipaistvus | Läbipaistev, selge | Kõrgem selgus |
| Tugevus | Rabe, vähem vastupidav | Tugevam, vastupidavam |
| Tavalised kasutusalased | CD juhtumid, isolatsioon | Joogipudelid, kiud |
PS vs PVC (polüvinüülkloriid)
Paindlikkus : PVC on paindlikum kui PS, mis on rabe. See muudab PVC sobivaks sanitaartehniliste torude, elektriisolatsiooni ja painduvaks pakendamiseks.
Keemiline resistentsus : PVC pakub paremat keemilist vastupidavust, eriti hapete ja leeliste vastu, muutes selle sobivaks rakendusteks, kus on oodata kokkupuudet karmi kemikaalidega.
Keskkonnamõju : PVC -l on olulisem keskkonnamõju toksilise kloori vabanemise tõttu tootmise ja kõrvaldamise ajal, samal ajal kui PS peamine keskkonnaprobleem on selle ringlussevõetavuseks.
| omadus | PS | PVC |
| Paindlikkus | Rabe | Paindlik |
| Keemiline vastupidavus | Mõõdukas | Kõrge |
| Keskkonnamõju | Raske ringlussevõtt | Toksiline tootmine ja kõrvaldamine |
Järeldus
PS -plastik on mitmekülgne ja laialdaselt kasutatav. See on tuntud oma selguse, jäikuse ja isolatsiooni omaduste poolest. PS leiab rakendusi pakendamisel, elektroonikas ja ehituses.
Muudatused nagu puusad ja ABS suurendavad selle jõudlust. Erinevad töötlemismeetodid, sealhulgas sissepritsevormimine ja termoformeerimine, kujundavad PS erinevateks toodeteks.
Õige PS klassi ja töötlemismeetodi valimine on ülioluline. See tagab konkreetsetes rakendustes optimaalse jõudluse. Mõelge sellistele teguritele nagu tugevus, keemiline vastupidavus ja keskkonnamõju PS valimisel.
Näpunäited: olete võib -olla huvitatud kõigist plastidest
