Polistiren (PS) plastika je posvuda. Od pakiranja do elektronike, ona igra ogromnu ulogu u našem svakodnevnom životu. Ali zbog čega se tako široko koristi?
U ovom ćemo članku istražiti svojstva PS plastike , zašto je to važno u raznim industrijama i kako se obrađuje. Saznat ćete o njegovim aplikacijama, modifikacijama i izazovima koje predstavlja.
Što je polistiren (PS) plastika?
PS je sintetički polimer. Napravljen je od stirena, tekućeg ugljikovodika. Kemijska formula za stiren je C8H8. Kad se mnoge molekule stirena povezuju, oni formiraju polistiren.
Evo kako to funkcionira:
Stirenski monomeri izvlače se iz nafte.
Ovi monomeri prolaze polimerizaciju.
Rezultat? Dugi lanci stirena, stvarajući polistiren.
Kemijska struktura PS-a izgleda ovako:
[-ch (C6H5) -CH2-] n
Gdje:
PS plastika dolazi u različitim oblicima:
Čvrsta plastika (prozirna i kruta)
Pjena (lagana i izolacija)
Film (tanak i fleksibilan)
Svaki obrazac ima jedinstvena svojstva. Koriste se u raznim aplikacijama, od pakiranja do konstrukcije.
PS je poznat po svom:
Ove karakteristike čine PS popularnim izborom u mnogim industrijama. Lagana je, lako se oblikuje i isplativa za proizvodnju.
U sljedećim ćemo odjeljcima zaroniti dublje u PS svojstva, aplikacije i metode obrade. Vidjet ćete zašto ovaj jednostavni polimer igra tako veliku ulogu u našem svakodnevnom životu.
Svojstva polistirena
Fizička svojstva PS plastike
Plastična polistirena (PS) pokazuje nekoliko zapaženih fizičkih svojstava koja ga čine prikladnim za razne industrijske primjene.
Gustoća i izgled
PS je lagan, s gustoćom od 1,05 g/cm³. To je samo tad teže od vode!
U svom čvrstom obliku PS je:
Transparentan
Bezbojan
Sjajni
Ova jasnoća čini je savršenom za aplikacije u kojima je vidljivost presudna.
Toplinske karakteristike
PS ima zanimljiva toplinska svojstva:
Što to znači? PS počinje omekšati na 100 ° C. Potpuno se topi na 240 ° C.
Njegova toplinska vodljivost je niska na 0,033 w/(m · k). To PS čini izvrsnim izolatorom.
Električna svojstva
PS sjaji kao električni izolator. Često se koristi u elektroničkim komponentama i kućištima.
Optička svojstva
PS se može pohvaliti visokom prozirnošću. Njegov indeks loma je 1,59, veći od mnogih drugih plastika.
Ovo svojstvo čini PS idealnim za:
Optičke leće
Svjetlosni difuzori
Prikaz slučajeva
| svojstva | vrijednost |
| Gustoća | 1,05 g/cm³ |
| Izgled | Proziran, sjajan |
| Talište | 240 ° C (464 ° F) |
| Temperatura stakla | 100 ° C (212 ° F) |
| Toplinska vodljivost | 0,033 w/(m · k) |
| Električna izolacija | Izvrstan |
| Optička svojstva | Visoka prozirnost |
| Indeks loma | 1.59 |
Mehanička svojstva PS plastike
Snaga i fleksibilnost
PS plastika pokazuje impresivnu snagu:
Ali nije baš fleksibilno. Njegovo izduživanje pri prekidu iznosi samo 1-2,5%.
Tvrdoća i otpornost na udarce
PS je tvrd, s Rockwell tvrdoćom od R75-105. To ga čini otpornim na ogrebotine i udubljenja.
Međutim, krhki je s niskom snagom udara. Ispusti PS stavku i može puknuti ili razbiti.
Ukočenost
PS je poznat po visokoj krutosti. To je kruti materijal, održavajući svoj oblik u većini uvjeta.
Evo brze usporedbe PS mehaničkih svojstava:
| svojstva | Vrijednost |
| Zatečna čvrstoća | 30-55 MPa |
| Snaga savijanja | 48-76 MPa |
| Izduženje na pauzi | 1-2,5% |
| Tvrdoća (rockwell) | R75-105 |
| Udarna snaga | Nizak |
| Ukočenost | Visok |
Ova svojstva čine PS idealnim za određene aplikacije:
Kemijska otpornost PS plastike
PS plastični kemijski otpor je miješana torba. To se nalazi na nekim tvarima, ali se probija protiv drugih.
Otpornost na uobičajene kemikalije
PS pokazuje dobar otpor na:
Kiseline (razrijeđene)
Baze
Alkoholi
To ga čini prikladnim za mnoge kućne i industrijske aplikacije.
Slabosti
Međutim, PS ima svoju Ahilovu petu. Topiva je u:
PS se također ne bori protiv:
Koncentrirane kiseline
Esteri
Ketoni
Oni mogu uzrokovati da se PS degradira ili otopi.
UV otpor
PS ima loš otpor UV -a. Kad je izložen sunčevoj svjetlosti, ima tendenciju:
To ograničava njegovu upotrebu u vanjskim aplikacijama.
Evo brze referentne tablice:
| kemijske grupe | otpor |
| Razrijeđene kiseline | Dobro |
| Baze | Dobro |
| Alkoholi | Dobro |
| Aromatski ugljikovodici | Siromašan |
| Klorirani ugljikovodici | Siromašan |
| Koncentrirane kiseline | Siromašan |
| Esteri | Siromašan |
| Ketoni | Siromašan |
| UV svjetlo | Siromašan |
Primjene PS plastike
PS plastika je nevjerojatno svestrana. Koristi se u raznim industrijama, od pakiranja do medicinskih uređaja. Istražimo njegove široke aplikacije.
Pakiranje
PS dominira u svijetu pakiranja. Naći ćete ga u:
Njegova lagana svojstva prirode i izolacije čine je idealnim za pakiranje hrane.
Elektronika
U elektroničkoj industriji PS igra ključnu ulogu:
PS-ova svojstva električne izolacije čine ga materijalom za elektroničke primjene.
Automobilska industrija
Proizvođači automobila vole PS zbog svoje svestranosti:
Komponente unutarnjih obloga
Ploče s instrumentima i gumbe
Lagani strukturni elementi
PS pomaže u smanjenju težine vozila, poboljšavajući uštedu goriva.
Konstrukcija
XPS ploča od polistirenske pjene
PS također pronalazi svoj put u zgrade:
Njegova izolacijska svojstva pomažu u poboljšanju energetske učinkovitosti u zgradama.
Medicinski i laboratorijski
PS je presudan u medicinskim i znanstvenim poljima:
Njegova jasnoća i kemijska otpornost čine ga savršenim za laboratorijsku opremu.
Ostale aplikacije
PS -ova svestranost proteže se na mnoga druga područja:
Igračke i proizvodi potrošača
Za jednokratnu upotrebu pribor za jelo i posuđe
Izrada modela i prototipiranje
Evo kratkog pregleda PS aplikacija:
| industrijske | aplikacije |
| Pakiranje | Kontejneri za hranu, zaštitna pjena, maloprodajna ambalaža |
| Elektronika | Kućišta uređaja, izolacija, CD/DVD slučajevi |
| Automobilski | Unutarnja obloga, ploče s instrumentima, strukturni elementi |
| Konstrukcija | Izolacijske ploče, ukrasne letvice, lagani beton |
| Medicinski/laboratorij | Petri posude, dijagnostičke komponente, pakiranje uređaja |
| Drugi | Igračke, raspoloživi pribor za jelo, prototipiranje |
Izmjene PS plastike
PS plastika može se izmijeniti na različite načine kako bi se poboljšala njegova svojstva za različite primjene. Te modifikacije uključuju kopolimeri, aditive i pjene.
Kopolimeri i mješavine
Polistiren se često miješa ili kopolimerizira s drugim materijalima kako bi se poboljšala otpornost na udarce, fleksibilnost i toplinska stabilnost.
Polistiren visokog utjecaja (kukovi)
Bokovi su PS s zaokretom. Čvršće je i fleksibilnije od uobičajenog PS -a.
Sastav
Bokovi se izrađuju dodavanjem gume od polibutadiena u PS. To stvara dvofazni sustav:
Poboljšana svojstva
U usporedbi s redovitim PS -om, HIPS nudi:
Veći otpor udara
Bolja fleksibilnost
Poboljšana žilavost
Prijava
Hips pronalazi svoj put u mnogim proizvodima:
HIPS vs opće namjene ps
| svojstvo | HIPS | Opća namjena PS |
| Udarna snaga | Visok | Nizak |
| Fleksibilnost | Dobro | Siromašan |
| Neprozirnost | Neproziran | Transparentan |
| Koštati | Viši | Donji |
Akrilonitril butadien stiren (ABS)
ABS je tvrda plastika koja uključuje Ps. Poznat je po snazi i otpornosti na toplinu.
PS -ova uloga u ABS -u
PS doprinosi ABS -u:
Krutost
Jednostavnost obrade
Sjaj
Poboljšane karakteristike
ABS nadmašuje PS na nekoliko načina:
Uobičajena upotreba ABS -a
Naći ćete ABS u:
Automobilski dijelovi
Elektronička kućišta
Cijevi
Lego cigle
Ostali PS kopolimeri i mješavine
PS se dobro igra s drugima. Evo još nekih popularnih modifikacija:
PS-CO-metil metakrilat (PSMMA)
PSMMA kombinira PS s metil metakrilatom. Nudi:
Koristi se u natpisima na otvorenom i optičkim lećama.
Guma stiren-butadien (SBR)
SBR je sintetička guma. Napravio ga je kopolimerizacijski stiren s butadienom. SBR pruža:
Pronaći ćete SBR u gumama automobila i potplatima za cipele.
Aditivi i punila
PS plastika može se poboljšati aditivima kako bi se zadovoljile posebne potrebe za performansama.
Bojeće i pigmenti : Oni se koriste za pružanje širokog spektra opcija boja, omogućujući PS proizvodima da ispune estetske zahtjeve.
Retardants plamena : Ovi aditivi poboljšavaju vatrenu otpornost PS -a, što ga čini sigurnijim za primjenu u elektronici i konstrukciji.
Modifikatori udara : Ovi se materijali dodaju kako bi se povećala žilavost PS-a, smanjujući njegovu prirodnu krhkost i proširivši njegovu uporabu u područjima s velikim utjecajem.
Antistatički agensi : Oni se dodaju kako bi se smanjilo statičko nakupljanje, posebno važno za elektroničke komponente gdje statički pražnjenje može prouzrokovati oštećenja.
Pjene i kompoziti
PS se može pjevati ili kombinirati s drugim materijalima za stvaranje laganih, izolacijskih proizvoda.
Prošireni polistiren (EPS) : obično se koristi za izolaciju i zaštitno pakiranje, EPS je lagana pjena koja nudi izvrsna svojstva toplinske izolacije.
Ekstrudirani polistiren (XPS) : XPS ima veću gustoću od EPS -a, što ga čini prikladnijim za primjene gdje je otpornost na vlagu kritična, poput izgradnje izolacije.
PS pjenasti kompoziti s vlaknima ili punila : Ovi kompoziti kombiniraju PS s materijalima poput staklenih vlakana ili mineralnih punila kako bi poboljšali čvrstoću, toplinski otpor ili mehanička svojstva, što ih čini prikladnim za zahtjevnije primjene.
Obrada PS plastike
Plastična polistirena (PS) može se obraditi pomoću nekoliko metoda, ovisno o primjeni. Svaki postupak nudi jedinstvene prednosti i zahtijeva posebna razmatranja dizajna.
Ubrizgavanje
Ubrizgavanje je jedna od najčešćih metoda za obradu PS plastike. To uključuje ubrizgavanje rastaljenog PS -a u kalup, omogućavajući učinkovito stvaranje složenih i detaljnih dijelova.
Opis i prednosti procesa : PS se topi i ubrizgava u kalupe gdje se hladi i stvrdne. Proces je brz, isplativ i može proizvesti zamršene dijelove velikog količine s dobrom dimenzionalnom točnošću.
Razmatranja dizajna za injekcijski oblikovane dijelove PS -a : Zbog svoje krhkosti, PS zahtijeva pažljivu pažnju na debljinu stijenke i dizajn izbacivanja kako bi se izbjeglo pucanje. Uz to, stope hlađenja i kontrola temperature su presudni za minimiziranje iskrivljenja.
Rješavanje problema uobičajenih problema s ubrizgavanjem : uobičajeni problemi uključuju skupljanje, iskrivljenje i pucanje. To se često može ispraviti podešavanjem dizajna kalupa, kontrolom postupka hlađenja i izmjenom indeksa protoka taline materijala.
Istiskivanje
Ekstruzija je još jedan popularan postupak oblikovanja PS plastike, posebno za proizvodnju dugih, kontinuiranih oblika poput listova, cijevi i profila.
Pregled i primjene procesa : U ekstruziji se PS rastopi i prisiljava kroz matricu kako bi stvorio kontinuirane oblike. Obično se koristi za izradu listova, šipki i cijevi.
Estruzijske ocjene PS plastike : Različite ocjene PS -a dostupne su za ekstruziju, a svaka je optimizirana za različite primjene, poput ekstruzije filma ili ekstruzije lima.
Koekstruzija s drugim polimerima : PS se također može koekstrudirati s drugom plastikom kako bi se poboljšale karakteristike performansi, poput poboljšane fleksibilnosti ili izdržljivosti. Koekstruzija omogućuje višeslojne proizvode koji kombiniraju prednosti različitih materijala.
Termoformiranje
Termoformiranje uključuje grijanje PS listova i oblikovanje preko kalupa. Ova je metoda idealna za stvaranje velikih, laganih dijelova kao što su pakiranje i ladice.
Tehnike formiranja vakuuma i formiranja tlaka : U vakuumskom obliku, grijani PS list se vakuumom navlači preko kalupa. U formiranju pritiska primjenjuje se dodatni pritisak kako bi se postigli sitniji detalji i oštriji uglovi.
Ekstruzija lima i proizvodnja zaliha : PS listovi se obično proizvode ekstruzijom prije nego što se koriste u procesu termoformiranja. Roll Stock je još jedan oblik koji se obično koristi za masovnu proizvodnju.
Smjernice za dizajn termoformiranja : Prilikom dizajniranja PS dijelova za termoformiranje, ujednačena debljina i pravilni kutovi nacrta su kritični za otpuštanje dijela i za izbjegavanje prorjeđivanja u uglovima.
Ostale metode obrade
Osim glavnih metoda, PS plastika može se obraditi dodatnim tehnikama kako bi se zadovoljile specifične potrebe.
Obloga za puhanje : PS se rastopi i puše u kalup kako bi stvorio šuplje dijelove, poput boca i spremnika.
Rotacijsko oblikovanje : Ova metoda uključuje grijanje PS u rotirajućem kalupu, stvarajući šuplje, bešavne proizvode poput velikih spremnika ili spremnika.
Kompresijsko oblikovanje : U kompresijskom oblikovanju PS se stavlja u grijani kalup gdje se pritisak vrši za oblikovanje materijala. Ova je tehnika manje uobičajena za PS, ali se koristi za specifične primjene koje zahtijevaju jake, čvrste dijelove.
Recikliranje i utjecaj na okoliš PS plastike
PS plastika se široko koristi, ali njegov utjecaj na okoliš je sve veća briga. Zaronimo u izazove za recikliranje i pitanja zaštite okoliša koji okružuju PS.
Recilabilnost PS plastike
PS se može reciklirati, ali nije tako jednostavan kao druga plastika. Evo što trebate znati:
PS se može reciklirati više puta bez značajnog gubitka kvalitete
Identificiran je po simbolu za recikliranje br. 6
Mnogi postrojenja za reciklažu ne prihvaćaju PS zbog izazova u obradi
Izazovi u procesu recikliranja
Recikliranje PS nije lako. Nekoliko prepreka čini ga rjeđim od ostale plastike:
Kontaminacija: Ostaci hrane često kontaminiraju PS spremnici za hranu
Gustoća: PS je lagan, što ga čini skupo
Potražnja na tržištu: Ograničeno tržište recikliranih PS proizvoda
Obrada: Posebna oprema potrebna za PS recikliranje
Ovi izazovi čine PS recikliranje manje ekonomski održivim za mnoge ustanove.
Zabrinutost za okoliš
PS postavlja nekoliko problema s okolišem:
Ne-biorazgradiv
PS se ne pokvari prirodno. To može postojati u okolišu stotinama godina.
Nosila
Lagani PS proizvodi lako postaju leglo. Često se nalaze u ulicama i prirodnim područjima.
Morsko zagađenje
PS je glavni doprinos morskom zagađenju. Probija se u male komade, šteteći morskom životu.
Alternative i održiva rješenja
Da bi se riješile ove probleme, pojavljuje se nekoliko alternativa i rješenja:
Biorazgradive alternative
Poboljšane tehnologije recikliranja
Strategije redukcije
Inovativne uporabe za reciklirane PS
Evo usporedbe PS -a s nekim alternativama:
| materijal | biorazgradivi | koji se mogu reciklirati | relativni troškovi |
| P.S | Ne | Da (izazovno) | Nizak |
| PLA | Da | Da | Srednji |
| PBS | Da | Da | Visok |
| Papir | Da | Da | Nizak |
Utjecaj PS -a je značajan. Ali s novim tehnologijama i alternativama, krećemo prema održivijim rješenjima.
Usporedba s drugim plastikom
Polistiren (PS) se često uspoređuje s drugim popularnim plastikom, a svaka nudi različita svojstva. Evo kako se PS bori protiv PP , Pet -a i PVC -a.
PS vs. PP (polipropilen)
Gustoća : PS ima veću gustoću ( 1,05 g/cm³ ) u usporedbi s PP, što je lakše ( 0,91 g/cm³ ). To PP čini prikladnijim za lagane aplikacije.
Fleksibilnost : PP je fleksibilniji i manje krhki od PS -a, što ga čini boljim za aplikacije koje zahtijevaju trajnost i otpornost na udarce, poput pakiranja i automobilskih dijelova.
Recilabilnost : Iako se obje plastike mogu reciklirati, PP je općenito lakše i isplativije reciklirati od PS-a, koji se suočava s izazovima zbog njegove strukture i krhkosti.
| svojstvo | PS | PP |
| Gustoća | 1,05 g/cm³ | 0,91 g/cm³ |
| Fleksibilnost | Lomljiv, manje fleksibilan | Vrlo fleksibilan |
| Reciklabilnost | Teže | Lakše i češće |
PS vs. PET polietilen tereftalat)
Transparentnost : I PS i PET su transparentni, ali PET nudi bolju jasnoću, što ga čini materijalom izbora za boce s vodom i ambalažu hrane gdje je vidljivost neophodna.
Snaga : PET je jači i otporniji na utjecaj od PS-a. Također nudi bolju otpornost na temperaturne promjene, što ga čini idealnim i za vruće i za hladno okruženje.
Aplikacije : PS je preferirana za proizvode poput slučajeva CD -a i izolacije, dok se PET koristi za kontejnere za piće, pakiranje i tekstilna vlakna.
| svojstvo | PE | ( |
| Transparentnost | Proziran, jasan | Veća jasnoća |
| Jačina | Lomljiv, manje izdržljiv | Jači, izdržljiviji |
| Uobičajene uporabe | Slučajevi CD -a, izolacija | Boce pića, vlakna |
PS vs. PVC (polivinil klorid)
Fleksibilnost : PVC je fleksibilniji od PS -a, koji je krhki. To PVC čini prikladnim za vodovodne cijevi, električnu izolaciju i fleksibilno pakiranje.
Kemijska otpornost : PVC nudi bolju kemijsku otpornost, posebno protiv kiselina i alkalija, što ga čini prikladnim za primjene gdje se očekuje izloženost oštrim kemikalijama.
Utjecaj na okoliš : PVC ima značajniji utjecaj na okoliš zbog oslobađanja toksičnog klora tijekom proizvodnje i odlaganja, dok je glavni izazov za okoliš PS -a njegova reciklabilnost.
| svojstvo | PS | PVC |
| Fleksibilnost | Krhki | Fleksibilan |
| Kemijska otpornost | Umjeren | Visok |
| Utjecaj na okoliš | Teško recikliranje | Toksična proizvodnja i odlaganje |
Zaključak
PS plastika je svestrana i široko se koristi. Poznat je po svojoj jasnoći, krutosti i izolacijskim svojstvima. PS pronalazi aplikacije u ambalaži, elektronici i konstrukciji.
Modifikacije poput kukova i ABS -a poboljšavaju njegove performanse. Različite metode obrade, uključujući oblikovanje ubrizgavanja i termoformiranje, oblikuju PS u različite proizvode.
Odabir prave PS ocjene i metode obrade je presudan. Osigurava optimalne performanse u određenim aplikacijama. Razmotrite čimbenike poput čvrstoće, kemijske otpornosti i utjecaja na okoliš pri odabiru PS -a.
Savjeti: Možda vas zanimaju sva plastika
