Polystyreeni (PS) muovi on kaikkialla. Pakkauksesta elektroniikkaan, sillä on valtava rooli jokapäiväisessä elämässämme. Mutta mikä tekee siitä niin laajalti käytetyn?
Tässä artikkelissa tutkimme PS Plasticin ominaisuuksia , miksi se on tärkeä eri toimialoilla ja miten se käsitellään. Opit sen sovelluksista, muutoksista ja sen esittämistä haasteista.
Mikä on polystyreeni (PS) muovi?
PS on synteettinen polymeeri. Se on valmistettu styreenistä, nestemäisestä hiilivedestä. Styreenin kemiallinen kaava on C8H8. Kun monet styreenimolekyylit yhdistävät toisiinsa, ne muodostavat polystyreenin.
Näin se toimii:
Styreeni -monomeerit uutetaan öljystä.
Nämä monomeerit läpikäyvät polymerointia.
Tulos? Pitkät styreeniyksiköiden ketjut, jotka luovat polystyreeniä.
PS: n kemiallinen rakenne näyttää tältä:
[-CH (C6H5) -CH2-] N
Jossa:
PS -muovia on eri muodoissa:
Jokaisella lomakkeella on ainutlaatuiset ominaisuudet. Niitä käytetään erilaisissa sovelluksissa, pakkauksista rakentamiseen.
PS tunnetaan:
Nämä ominaisuudet tekevät PS: stä suositun valinnan monilla toimialoilla. Se on kevyt, helppo muovata ja kustannustehokas tuotanto.
Seuraavissa osioissa sukeltamme syvemmälle PS: n ominaisuuksiin, sovelluksiin ja prosessointimenetelmiin. Näet miksi tällä yksinkertaisella polymeerillä on niin suuri rooli jokapäiväisessä elämässämme.
Polystyreenin ominaisuudet
PS -muovin fysikaaliset ominaisuudet
Polystyreeni (PS) -muovilla on useita merkittäviä fysikaalisia ominaisuuksia , jotka tekevät siitä sopivan erilaisiin teollisuussovelluksiin.
Tiheys ja ulkonäkö
PS on kevyt, tiheys on 1,05 g/cm³. Se on vain vähän raskaampaa kuin vesi!
Kiinteässä muodossaan PS on:
Läpinäkyvä
Väritön
Kiiltävä
Tämä selkeys tekee siitä täydellisen sovelluksiin, joissa näkyvyys on ratkaisevan tärkeää.
Lämpöominaisuudet
PS: llä on mielenkiintoisia lämpöominaisuuksia:
Mitä tämä tarkoittaa? PS alkaa pehmentää 100 ° C: ssa. Se sulaa täysin 240 ° C: ssa.
Sen lämmönjohtavuus on alhainen 0,033 W/(M · K). Tämä tekee PS: stä erinomaisen eristimen.
Sähköominaisuudet
PS paistaa sähköeristimenä. Sitä käytetään usein elektronisissa komponenteissa ja koteloissa.
Optiset ominaisuudet
PS tarjoaa korkean läpinäkyvyyden. Sen taitekerroin on 1,59, korkeampi kuin monet muut muovit.
Tämä ominaisuus tekee PS: n ihanteellisesta:
Optiset linssit
Kevyet hajottimet
Näyttötapaukset
| omaisuuden | arvosta |
| Tiheys | 1,05 g/cm³ |
| Esiintyminen | Läpinäkyvä, kiiltävä |
| Sulamispiste | 240 ° C (464 ° F) |
| Lasin siirtymälämpötila | 100 ° C (212 ° F) |
| Lämmönjohtavuus | 0,033 W/(M · K) |
| Sähköeristys | Erinomainen |
| Optiset ominaisuudet | Korkea läpinäkyvyys |
| Taitekerroin | 1.59 |
PS -muovin mekaaniset ominaisuudet
Vahvuus ja joustavuus
PS -muovi osoittaa vaikuttavaa lujuutta:
Mutta se ei ole kovin joustava. Sen pidennys tauolla on vain 1-2,5%.
Kovuus ja iskunkestävyys
PS on kova, rockwell-kovuus R75-105. Tämä tekee siitä vastustuskyvyn naarmuille ja kolhille.
Se on kuitenkin hauras, jolla on vähän vaikutusta. Pudota PS -esine, ja se voi halkeaa tai särkyttää.
Jäykkyys
PS tunnetaan suuresta jäykkyydestään. Se on jäykkä materiaali, joka säilyttää muodonsa useimmissa olosuhteissa.
Tässä on nopea vertailu PS: n mekaanisista ominaisuuksista
| ominaisuusarvo | : |
| Vetolujuus | 30-55 MPa |
| Taivutuslujuus | 48-76 MPa |
| Pidennys tauolla | 1-2,5% |
| Kovuus (Rockwell) | R75-105 |
| Iskuvahvuus | Matala |
| Jäykkyys | Korkea |
Nämä ominaisuudet tekevät PS: stä ihanteellisen tietyille sovelluksille:
PS -muovin kemiallinen vastustuskyky
PS Plasticin kemiallinen vastus on sekoitettu laukku. Se on joitain aineita, mutta horjuu toisia vastaan.
Resistenssi tavallisille kemikaaleille
PS osoittaa hyvää vastustusta:
Hapot (laimennettu)
Pohjat
Alkoholit
Tämä tekee siitä sopivan monille kotitalous- ja teollisille sovelluksille.
Heikkous
PS: llä on kuitenkin Achilleuksen kantapää. Se liukenee:
PS ei myöskään pärjää hyvin:
Väkevöidyt hapot
Esterit
Ketonit
Ne voivat aiheuttaa PS: n hajoamisen tai liukenemisen.
UV -vastus
PS: llä on huono UV -vastus. Kun altistetaan auringonvalolle, sillä on taipumus:
Keltainen
Hauras
Hajota ajan myötä
Tämä rajoittaa sen käyttöä ulkossovelluksissa.
Tässä on nopea referenssitaulukko:
| kemiallinen | ryhmävastus |
| Laimennettu hapot | Hyvä |
| Pohjat | Hyvä |
| Alkoholit | Hyvä |
| Aromaattiset hiilivedyt | Huono |
| Klooratut hiilivedyt | Huono |
| Väkevöidyt hapot | Huono |
| Esterit | Huono |
| Ketonit | Huono |
| UV -valo | Huono |
PS -muovin sovellukset
PS -muovi on uskomattoman monipuolinen. Sitä käytetään eri toimialoilla, pakkauksista lääkinnällisiin laitteisiin. Tutkitaan sen laaja-alaisia sovelluksia.
Pakkaus
PS hallitsee pakkausmaailmaa. Löydät sen:
Sen kevyt luonne- ja eristysominaisuudet tekevät siitä ihanteellisen ruokapakkauksen.
Elektroniikka
Elektroniikkateollisuudessa PS: llä on ratkaiseva rooli:
PS: n sähköeristysominaisuudet tekevät siitä materiaalin elektronisiin sovelluksiin.
Autoteollisuus
Autonvalmistajat rakastavat PS: tä sen monipuolisuudesta:
PS auttaa vähentämään ajoneuvon painoa, parantamaan polttoainetehokkuutta.
Rakennus
XPS -polystyreenivaahtolevy
PS löytää tiensä myös rakennuksiin:
Sen eristysominaisuudet auttavat parantamaan rakennusten energiatehokkuutta.
Lääketieteellinen ja laboratorio
PS on ratkaisevan tärkeä lääketieteellisillä ja tieteellisillä aloilla:
Sen selkeys ja kemiallinen vastus tekevät siitä täydellisen laboratoriolaitteille.
Muut sovellukset
PS: n monipuolisuus ulottuu monille muille alueille:
Lelut ja kuluttajatuotteet
Kertakäyttöinen kiertolaite ja astiat
Mallinvalmistus ja prototyyppinen
Tässä on nopea yleiskatsaus PS -sovelluksista
| teollisuussovellukset | : |
| Pakkaus | Ruokasäiliöt, suojavaahto, vähittäiskaupan pakkaus |
| Elektroniikka | Laitekotelot, eristys, CD/DVD -kotelot |
| Autoteollisuus | Sisustuslevy, instrumenttipaneelit, rakenneosat |
| Rakennus | Eristyslaudat, koristeelliset listat, kevyt betoni |
| Lääketieteellinen/laboratorio | Petri -ruokia, diagnostisia komponentteja, laitepakkauksia |
| Muut | Lelut, kertakäyttöiset ruokailuvälineet, prototyyppit |
PS -muovin muutokset
PS -muovia voidaan muokata eri tavoin parantaakseen sen ominaisuuksia eri sovelluksille. Nämä muutokset sisältävät kopolymeerit, lisäaineet ja vaahdot.
Kopolymeerit ja sekoitukset
Polystyreeni sekoitetaan usein tai kopolymeroituna muiden materiaalien kanssa iskunkestävyyden, joustavuuden ja lämpöstabiilisuuden parantamiseksi.
Voimakkaan polystyreeni (lonkka)
Hips on PS kierroksella. Se on kovempi ja joustavampi kuin tavallinen PS.
Koostumus
Linkit valmistetaan lisäämällä polybutadieenikumia PS: hen. Tämä luo kaksivaiheisen järjestelmän:
Parannettuja ominaisuuksia
Verrattuna tavalliseen PS: hen, HIPS tarjoaa:
Suurempi iskunkestävyys
Parempaa joustavuutta
Parantunut sitkeys
Sovellukset
Hips löytää tiensä moniin tuotteisiin:
Jääkaappi
Pakkausmateriaalit
Autoosat
Lelut ja kulutustavarat
Lonkat vs. yleiskäyttöinen PS
| -ominaisuus | lonka | yleinen ps |
| Iskuvahvuus | Korkea | Matala |
| Joustavuus | Hyvä | Huono |
| Opasiteetti | Läpinäkymätön | Läpinäkyvä |
| Maksaa | Suurempi | Alentaa |
Akryylinitriilibutadieenistyreeni (ABS)
ABS on kova muovi, joka sisältää PS: n. Se tunnetaan lujuudestaan ja lämmönkestävyydestään.
PS: n rooli ABS: ssä
PS myötävaikuttaa ABS: n:
Jäykkyys
Prosessoinnin helppous
Kiilto
Parannettuja ominaisuuksia
Abs ylittää PS: n monin tavoin:
Yleinen ABS -käyttö
Löydät ABS: n:
Autoosat
Elektroniset kotelot
Putkijärjestelmät
Lego -tiilet
Muut PS -kopolymeerit ja sekoitukset
PS pelaa hyvin muiden kanssa. Tässä on joitain muita suosittuja muutoksia:
PS-CO-metyylimetakrylaatti (PSMMA)
PSMMA yhdistää PS: n metyylimetakrylaatin kanssa. Se tarjoaa:
Sitä käytetään ulkokäyttöön ja optisissa linsseissä.
Styreeni-butadieenikumin (SBR)
SBR on synteettinen kumi. Se on valmistettu kopolymeroimalla styreeniä butadieenin kanssa. SBR tarjoaa:
Löydät SBR: n autorenkaista ja kenkäpohdoista.
Lisäaineet ja täyteaineet
PS -muovia voidaan parantaa lisäaineilla tiettyjen suorituskykytarpeiden tyydyttämiseksi.
Värit ja pigmentit : Niitä käytetään tarjoamaan laaja valikoima värivaihtoehtoja, jolloin PS -tuotteet voivat täyttää esteettiset vaatimukset.
Liekinestoaineet : Nämä lisäaineet parantavat PS: n palonkestävyyttä, mikä tekee siitä turvallisemman elektroniikan ja rakentamisen sovelluksille.
Vaikutusmuokkaimet : Näitä materiaaleja lisätään PS: n sitkeyden lisäämiseksi, vähentäen sen luonnollista haurautta ja laajentamalla sen käyttöä voimakkaasti vaikuttavilla alueilla.
Antistaattiset aineet : Ne lisätään staattisen muodostumisen vähentämiseksi, erityisen tärkeitä elektronisille komponenteille, joissa staattinen purkaus voi aiheuttaa vaurioita.
Vaahto ja komposiitti
PS voidaan vaarantaa tai yhdistää muihin materiaaleihin kevyiden, eristävien tuotteiden luomiseksi.
Laajennettu polystyreeni (EPS) : Yleisesti käytetty eristys- ja suojapakkaus on kevyt vaahto, joka tarjoaa erinomaiset lämpöeristysominaisuudet.
Suulakepuristettu polystyreeni (XPS) : XPS: llä on suurempi tiheys kuin EPS: llä, mikä tekee siitä paremmin sovelluksia, joissa kosteudenkestävyys on kriittinen, kuten rakennuseristyksessä.
PS -vaahtokomposiitit kuiduilla tai täyteaineilla : Nämä komposiitit yhdistävät PS: n materiaalien, kuten lasikuitujen tai mineraalitäyteaineiden kanssa lujuuden, lämpövastuksen tai mekaanisten ominaisuuksien parantamiseksi, mikä tekee niistä sopivia vaativiin sovelluksiin.
PS -muovin käsittely
Polystyreeni (PS) muovi voidaan prosessoida käyttämällä useita menetelmiä sovelluksesta riippuen. Jokainen prosessi tarjoaa ainutlaatuisia etuja ja vaatii erityisiä suunnitteluun liittyviä näkökohtia.
Injektiomuovaus
Injektiomuovaus on yksi yleisimmistä menetelmistä PS -muovin käsittelemiseksi. Se sisältää sulan PS: n injektoinnin muottiin, mikä mahdollistaa monimutkaisten ja yksityiskohtaisten osien luomisen tehokkaasti.
Prosessin kuvaus ja edut : PS sulaa ja injektoidaan muotteihin, joissa se jäähtyy ja kovettuu. Prosessi on nopea, kustannustehokas ja voi tuottaa suuria volyymejä, monimutkaisia osia, joilla on hyvä ulottuvuustarkkuus.
Injektiovalettujen PS -osien suunnittelun näkökohdat : Hauraudensa vuoksi PS vaatii huolellista huomiota seinämän paksuuteen ja poistumismalliin halkeilun välttämiseksi. Lisäksi jäähdytysnopeudet ja lämpötilanhallinta ovat kriittisiä vääntymisen minimoimiseksi.
Yleisten injektiomuovausongelmien vianetsintä : Yleisiä ongelmia ovat kutistuminen, vääntyminen ja halkeaminen. Ne voidaan usein korjata säätämällä muotin suunnittelua, hallitsemalla jäähdytysprosessia ja muuttamalla materiaalin sulavirtaindeksiä.
Suulakepuristus
Suulakepuristus on toinen suosittu PS -muovin muotoiluprosessi, etenkin pitkien, jatkuvien muotojen, kuten arkkien, putkien ja profiilien tuottamiseksi.
Prosessin yleiskatsaus ja sovellukset : Suulakepuristuksessa PS sulaa ja pakotetaan muotin läpi jatkuvien muotojen luomiseksi. Sitä käytetään yleisesti lakanoiden, sauvojen ja putkien valmistukseen.
PS -muovin suulakepuristusluokat : Erilaisia PS -luokkia on saatavana suulakepuristusta varten, jokainen on optimoitu eri sovelluksiin, kuten kalvon suulakepuristus tai arkin suulakepuristus.
Yhdistymisen muiden polymeerien kanssa : PS voidaan myös kopioida muiden muovien kanssa suorituskykyominaisuuksien, kuten parantuneen joustavuuden tai kestävyyden parantamiseksi. Coxtruusio mahdollistaa monikerroksiset tuotteet, jotka yhdistävät eri materiaalien edut.
Lämpömuodostus
Lämpömuotoiluun sisältyy PS -levyjen lämmittäminen ja muokkaamisen muokkaaminen. Tämä menetelmä on ihanteellinen suurten, kevyiden osien, kuten pakkausten ja tarjottimien luomiseen.
Tyhjiömuodostus- ja paineenmuodostustekniikat : Tyhjiömuodostuksessa lämmitetty PS -arkki piirretään muotin päälle tyhjiöllä. Paineenmuodostuksessa lisätään lisäpainetta hienompien yksityiskohtien ja terävämpien kulmien saavuttamiseksi.
Arkkien suulakepuristus- ja rullavarastotuotanto : PS -levyt tuotetaan tyypillisesti suulakepuristuksen avulla ennen lämpömuovausprosessissa. Rullavarasto on toinen muoto, jota käytetään yleisesti massatuotantoon.
Lämpömuovaussuunnitteluohjeet : Kun suunnittelet PS -osia lämpömuotoilua varten, tasainen paksuus ja oikean luonnoskulmat ovat kriittisiä osan vapautumiselle ja kulmien ohenemisen välttämiseksi.
Muut prosessointimenetelmät
Päämenetelmien lisäksi PS -muovi voidaan käsitellä käyttämällä lisätekniikoita erityistarpeiden tyydyttämiseksi.
Puhallusmuovaus : PS on sulanut ja puhallettu muottiin onttojen osien, kuten pullojen ja astioiden, luomiseksi.
Kiertomuovaus : Tämä menetelmä käsittää PS: n lämmittämisen pyörivässä muotissa, joka luo onttoja, saumattomia tuotteita, kuten suuria säiliöitä tai astioita.
Kompressiomuovaus : Kompressiomuovauksessa PS asetetaan lämmitettyyn muottiin, jossa painetta kohdistetaan materiaalin muotoiluun. Tämä tekniikka on vähemmän yleinen PS: lle, mutta sitä käytetään tiettyihin sovelluksiin, jotka vaativat vahvoja, kiinteitä osien.
PS -muovin kierrätys ja ympäristövaikutukset
PS -muovia käytetään laajasti, mutta sen ympäristövaikutukset ovat kasvava huolenaihe. Sukellaamme PS: n ympäröiviin kierrätyshaasteisiin ja ympäristöasioihin.
PS -muovin kierrätettävyys
PS on kierrätettävä, mutta se ei ole yhtä suoraviivainen kuin muut muovit. Tässä on mitä sinun on tiedettävä:
PS voidaan kierrättää useita kertoja ilman merkittävää laadun menetystä
Se on tunnistettu kierrätyssymbolilla #6
Monet kierrätyslaitokset eivät hyväksy PS: tä käsittelyhaasteiden vuoksi
Haasteet kierrätysprosessissa
PS: n kierrätys ei ole helppoa. Useat esteet tekevät siitä vähemmän yleistä kuin muut muovit:
Kontaminaatio: Ruokajäämät saastuttavat usein PS -elintarvikkeet
Tiheys: PS on kevyt, joten kuljetuksen kallista
Markkinoiden kysyntä: Kierrätetyille PS -tuotteille rajoitetut markkinat
Käsittely: PS -kierrätykseen tarvittavat erikoislaitteet
Nämä haasteet tekevät PS -kierrätyksestä vähemmän taloudellisesti kannattavia monille tiloille.
Ympäristöongelmat
PS aiheuttaa useita ympäristökysymyksiä:
Ei-biologisesti hajoava
PS ei hajoa luonnollisesti. Se voi jatkua ympäristössä satojen vuosien ajan.
Rosko
Kevyistä PS -tuotteista tulee helposti pentueita. Niitä löytyy usein kaduilta ja luonnollisilta alueilta.
Meren pilaantuminen
PS on merkittävä meren pilaantumisen avustaja. Se hajoaa pieniksi paloiksi vahingoittaen merielämää.
Vaihtoehtoja ja kestäviä ratkaisuja
Näiden huolenaiheiden ratkaisemiseksi on syntymässä useita vaihtoehtoja ja ratkaisuja:
Biohajoavat vaihtoehdot
PLA (Polylactchace): valmistettu uusiutuvista resursseista, kuten maissitärkkelystä
PBS (polybutyleenisukinaatti): Biohajoava ja kompostoitava
Parannettu kierrätystekniikka
Vähennysstrategiat
Innovatiiviset käyttötarkoitukset kierrätetylle PS: lle
Tässä on PS: n vertailu joihinkin vaihtoehtoihin:
| materiaalien | biohajoavia | kierrätettäviä | suhteellisia kustannuksia |
| Ps | Ei | Kyllä (haastava) | Matala |
| PLA | Kyllä | Kyllä | Keskipitkä |
| PBS | Kyllä | Kyllä | Korkea |
| Asiakirja | Kyllä | Kyllä | Matala |
PS: n ympäristövaikutukset ovat merkittävä. Mutta uusien tekniikoiden ja vaihtoehtojen avulla siirrymme kohti kestävämpiä ratkaisuja.
Vertailu muihin muoveihin
Polystyreeniä (PS) verrataan usein muihin suosittuihin muoveihin, joista kukin tarjoaa erilliset ominaisuudet. Näin PS pinottaa PP , -lemmikkieläinten ja PVC: tä vastaan.
PS vs. PP (polypropeeni)
Tiheys : PS: llä on suurempi tiheys ( 1,05 g/cm³ ) verrattuna PP: hen, joka on kevyempi ( 0,91 g/cm³ ). Tämä tekee PP: stä paremmin kevyisiin sovelluksiin.
Joustavuus : PP on joustavampi ja vähemmän hauras kuin PS, mikä tekee siitä paremman sovelluksille, jotka vaativat kestävyyttä ja iskunkestävyyttä, kuten pakkaus- ja autojen osia.
Kierrätettävyys : Vaikka molemmat muovit ovat kierrätettäviä, PP on yleensä helpompaa ja kustannustehokkaampaa kierrättää kuin PS, joka kohtaa haasteita rakenteensa ja haurauden vuoksi.
| -ominaisuus | PS | PP |
| Tiheys | 1,05 g/cm³ | 0,91 g/cm³ |
| Joustavuus | Hauras, vähemmän joustava | Erittäin joustava |
| Kierrätettävyys | Vaikeampi | Helpompi ja yleisempi |
PS vs. PET (polyeteenitereftalaatti)
Läpinäkyvyys : Sekä PS että PET ovat läpinäkyviä, mutta PET tarjoaa paremman selkeyden, mikä tekee siitä valitun materiaalin vesipulloille ja ruokapakkauksille, joissa näkyvyys on välttämätöntä.
Vahvuus : PET on vahvempi ja iskunkestävämpi kuin PS. Se tarjoaa myös paremman vastustuskyvyn lämpötilan muutoksille, mikä tekee siitä ihanteellisen sekä kuuma- että kylmäympäristöille.
Sovellukset : PS on edullinen tuotteille, kuten CD -tapaisille ja eristeelle, kun taas PET: tä käytetään juomakontteihin, pakkauksiin ja tekstiilikuituihin.
| ominaisuus | PS | PET |
| Läpinäkyvyys | Läpinäkyvä, selkeä | Suurempi selkeys |
| Vahvuus | Hauras, vähemmän kestävä | Vahvempi, kestävämpi |
| Yleinen käyttö | CD -tapaukset, eristys | Juomapullot, kuidut |
PS vs. PVC (polyvinyylikloridi)
Joustavuus : PVC on joustavampi kuin PS, joka on hauras. Tämä tekee PVC: stä soveltuvan putkistoputkiin, sähköeristykseen ja joustaviin pakkauksiin.
Kemiallinen resistenssi : PVC tarjoaa parempaa kemiallista kestävyyttä, etenkin happoja ja alkalia vastaan, joten se sopii sovelluksiin, joissa odotetaan altistumista ankarille kemikaaleille.
Ympäristövaikutukset : PVC: llä on merkittävämpi ympäristövaikutukset myrkyllisen kloorin vapautumisesta tuotannon ja hävittämisen aikana, kun taas PS: n suurin ympäristöhaaste on sen kierrätettävyys.
| ominaisuus | PS | PVC |
| Joustavuus | Hauras | Joustava |
| Kemiallinen vastustuskyky | Kohtuullinen | Korkea |
| Ympäristövaikutukset | Vaikea kierrätys | Myrkyllinen tuotanto ja hävittäminen |
Johtopäätös
PS -muovi on monipuolinen ja käytetty laajasti. Se tunnetaan selkeydestään, jäykkyydestään ja eristysominaisuuksistaan. PS löytää sovelluksia pakkaamisesta, elektroniikasta ja rakentamisesta.
Muutokset, kuten lantiot ja ABS, parantavat sen suorituskykyä. Erilaiset prosessointimenetelmät, mukaan lukien injektiomuovaus ja lämpömuotoilu, muotoilevat PS: n erilaisiin tuotteisiin.
Oikean PS -luokan ja prosessointimenetelmän valitseminen on ratkaisevan tärkeää. Se varmistaa optimaalisen suorituskyvyn tietyissä sovelluksissa. Tarkastellaan tekijöitä, kuten lujuus, kemiallinen resistenssi ja ympäristövaikutukset valittaessa PS: tä.
Vinkkejä: Olet ehkä kiinnostunut kaikista muoveista
