Plastik Polystyrene (PS) ada di mana -mana. Dari kemasan ke elektronik, ia memainkan peran besar dalam kehidupan kita sehari -hari. Tapi apa yang membuatnya banyak digunakan?
Dalam artikel ini, kami akan menjelajahi properti PS Plastic , mengapa itu penting di berbagai industri, dan bagaimana ia diproses. Anda akan belajar tentang aplikasi, modifikasi, dan tantangan yang disajikannya.
Apa itu plastik polystyrene (PS)?
PS adalah polimer sintetis. Itu terbuat dari styrene, hidrokarbon cair. Formula kimia untuk styrene adalah C8H8. Ketika banyak molekul styrene terhubung bersama, mereka membentuk polystyrene.
Begini cara kerjanya:
Monomer styrene diekstraksi dari minyak bumi.
Monomer ini mengalami polimerisasi.
Hasilnya? Rantai panjang unit styrene, menciptakan polystyrene.
Struktur kimia PS terlihat seperti ini:
[-ch (c6h5) -ch2-] n
Di mana:
CH mewakili atom karbon dan hidrogen
C6H5 adalah cincin benzena
n adalah jumlah unit berulang
PLASTIK PS hadir dalam berbagai bentuk:
Plastik padat (transparan dan kaku)
Busa (ringan dan isolasi)
Film (tipis dan fleksibel)
Setiap formulir memiliki sifat unik. Mereka digunakan dalam berbagai aplikasi, dari kemasan hingga konstruksi.
PS dikenal karena:
Karakteristik ini menjadikan PS pilihan populer di banyak industri. Ringan, mudah dibentuk, dan hemat biaya untuk diproduksi.
Di bagian selanjutnya, kami akan menyelam lebih dalam ke properti, aplikasi, dan metode pemrosesan PS. Anda akan melihat mengapa polimer sederhana ini memainkan peran besar dalam kehidupan kita sehari -hari.
Sifat polystyrene
Sifat fisik plastik PS
Plastik Polystyrene (PS) menunjukkan beberapa sifat fisik penting yang membuatnya cocok untuk berbagai aplikasi industri.
Kepadatan dan penampilan
PS ringan, dengan kepadatan 1,05 g/cm³. Itu hanya sedikit lebih berat dari air!
Dalam bentuknya yang solid, PS adalah:
Transparan
Tanpa warna
Mengkilap
Kejelasan ini membuatnya sempurna untuk aplikasi di mana visibilitas sangat penting.
Karakteristik termal
PS memiliki beberapa sifat termal yang menarik:
Apa artinya ini? PS mulai melunak pada suhu 100 ° C. Itu sepenuhnya meleleh pada 240 ° C.
Konduktivitas termalnya rendah pada 0,033 W/(M · K). Ini membuat PS isolator yang sangat baik.
Sifat listrik
PS bersinar sebagai isolator listrik. Ini sering digunakan dalam komponen dan perumahan elektronik.
Sifat optik
PS menawarkan transparansi tinggi. Indeks biasnya adalah 1,59, lebih tinggi dari banyak plastik lainnya.
Properti ini membuat PS ideal untuk:
Lensa optik
Diffuser cahaya
Tampilan kasing
| properti | nilai |
| Kepadatan | 1.05 g/cm³ |
| Penampilan | Transparan, mengkilap |
| Titik lebur | 240 ° C (464 ° F) |
| Suhu transisi kaca | 100 ° C (212 ° F) |
| Konduktivitas termal | 0,033 w/(m · k) |
| Insulasi Listrik | Bagus sekali |
| Sifat optik | Transparansi tinggi |
| Indeks bias | 1.59 |
Sifat mekanis plastik PS
Kekuatan dan fleksibilitas
PS PLASTIK MENUNJUKKAN Kekuatan yang mengesankan:
Tapi itu tidak terlalu fleksibel. Perpanjangannya saat istirahat hanya 1-2,5%.
Kekerasan dan Dampak Perlawanan
PS sulit, dengan kekerasan Rockwell R75-105. Ini membuatnya tahan terhadap goresan dan penyok.
Namun, rapuh dengan kekuatan dampak rendah. Jatuhkan item PS, dan mungkin retak atau pecah.
Kekakuan
PS dikenal karena kekakuannya yang tinggi. Ini adalah bahan yang kaku, mempertahankan bentuknya dalam sebagian besar kondisi.
Berikut perbandingan cepat dari sifat mekanik PS:
| properti | nilai |
| Kekuatan tarik | 30-55 MPa |
| Kekuatan lentur | 48-76 MPa |
| Perpanjangan saat istirahat | 1-2,5% |
| Kekerasan (Rockwell) | R75-105 |
| Kekuatan dampak | Rendah |
| Kekakuan | Tinggi |
Properti ini membuat PS ideal untuk aplikasi tertentu:
Resistensi kimia plastik PS
Resistensi kimia PS Plastic adalah kantong campuran. Itu berdiri untuk beberapa zat tetapi terputus -putus terhadap yang lain.
Resistensi terhadap bahan kimia umum
PS menunjukkan resistensi yang baik terhadap:
Asam (encer)
Pangkalan
Alkohol
Ini membuatnya cocok untuk banyak aplikasi rumah tangga dan industri.
Kelemahan
Namun, PS memiliki tumit Achilles. Itu larut dalam:
PS juga tidak berjalan dengan baik melawan:
Asam terkonsentrasi
Ester
Keton
Ini dapat menyebabkan PS menurunkan atau larut.
Resistensi UV
PS memiliki resistensi UV yang buruk. Saat terkena sinar matahari, cenderung:
Ini membatasi penggunaannya dalam aplikasi luar ruangan.
Berikut tabel referensi cepat:
| kelompok kimia | resistensi |
| Asam encer | Bagus |
| Pangkalan | Bagus |
| Alkohol | Bagus |
| Hidrokarbon aromatik | Miskin |
| Hidrokarbon terklorinasi | Miskin |
| Asam terkonsentrasi | Miskin |
| Ester | Miskin |
| Keton | Miskin |
| Cahaya uv | Miskin |
Aplikasi plastik PS
PS Plastic sangat fleksibel. Ini digunakan di berbagai industri, dari kemasan hingga perangkat medis. Mari kita jelajahi aplikasi yang luas.
Kemasan
PS mendominasi dunia pengemasan. Anda akan menemukannya di:
Sifatnya yang ringan dan sifat isolasi membuatnya ideal untuk kemasan makanan.
Elektronik
Dalam industri elektronik, PS memainkan peran penting:
Sifat isolasi listrik PS menjadikannya bahan untuk aplikasi elektronik.
Industri otomotif
Produsen mobil menyukai PS karena keserbagunaannya:
PS membantu mengurangi berat badan, meningkatkan efisiensi bahan bakar.
Konstruksi
Papan busa XPS polystyrene
PS menemukan jalannya ke bangunan juga:
Sifat isolasi membantu meningkatkan efisiensi energi pada bangunan.
Medis dan Laboratorium
PS sangat penting di bidang medis dan ilmiah:
Kejelasan dan ketahanan kimianya membuatnya sempurna untuk peralatan lab.
Aplikasi lain
Fleksibilitas PS meluas ke banyak bidang lain:
Mainan dan produk konsumen
Peralatan makan dan peralatan makan sekali pakai
Pembuatan model dan prototipe
Berikut gambaran cepat aplikasi PS:
| Industri | Aplikasi |
| Kemasan | Wadah makanan, busa pelindung, kemasan ritel |
| Elektronik | Perangkat Perangkat, Insulasi, Kasus CD/DVD |
| Otomotif | Trim interior, panel instrumen, elemen struktural |
| Konstruksi | Papan isolasi, cetakan dekoratif, beton ringan |
| Medis/Lab | Cawan petri, komponen diagnostik, kemasan perangkat |
| Lainnya | Mainan, peralatan makan sekali pakai, prototipe |
Modifikasi plastik PS
Plastik PS dapat dimodifikasi dengan berbagai cara untuk meningkatkan propertinya untuk aplikasi yang berbeda. Modifikasi ini termasuk kopolimer, aditif, dan busa.
Kopolimer dan campuran
Polystyrene sering dicampur atau kopolimerisasi dengan bahan lain untuk meningkatkan ketahanan benturan, fleksibilitas, dan stabilitas termal.
Polystyrene dampak tinggi (pinggul)
Hips adalah PS dengan twist. Ini lebih keras dan lebih fleksibel daripada PS biasa.
Komposisi
Hips dibuat dengan menambahkan karet polibutadiene ke PS. Ini menciptakan sistem dua fase:
Properti yang ditingkatkan
Dibandingkan dengan PS biasa, HIPS menawarkan:
Resistensi dampak yang lebih tinggi
Fleksibilitas yang lebih baik
Ketangguhan yang lebih baik
Aplikasi
Hips menemukan jalannya ke banyak produk:
HIPS vs Tujuan Umum PS
| Properti Hips | HIPS | Tujuan Umum PS |
| Kekuatan dampak | Tinggi | Rendah |
| Fleksibilitas | Bagus | Miskin |
| Kegelapan | Buram | Transparan |
| Biaya | Lebih tinggi | Lebih rendah |
Acrylonitrile Butadiene Styrene (ABS)
ABS adalah plastik tangguh yang menggabungkan PS. Ini dikenal karena kekuatan dan ketahanan panasnya.
Peran PS dalam ABS
PS berkontribusi pada ABS:
Kekakuan
Kemudahan pemrosesan
Gloss
Karakteristik yang lebih baik
ABS mengungguli PS dalam beberapa cara:
Kekuatan dampak yang lebih tinggi
Ketahanan panas yang lebih baik
Peningkatan resistensi kimia
Penggunaan ABS Umum
Anda akan menemukan perut di:
Bagian otomotif
Rumah elektronik
Sistem Pipa
Lego Bricks
Kopolimer dan campuran PS lainnya
PS bermain baik dengan orang lain. Berikut adalah beberapa modifikasi populer lainnya:
PS-CO-metil metakrilat (PSMMA)
PSMMA menggabungkan PS dengan metil metakrilat. Itu menawarkan:
Peningkatan resistensi UV
Kejelasan yang lebih baik
Peningkatan resistensi kimia
Ini digunakan di papan nama outdoor dan lensa optik.
Styrene-Butadiene Rubber (SBR)
SBR adalah karet sintetis. Ini dibuat oleh styrene kopolimerisasi dengan butadiene. SBR menyediakan:
Anda akan menemukan SBR di ban mobil dan sol sepatu.
Aditif dan pengisi
Plastik PS dapat ditingkatkan dengan aditif untuk memenuhi kebutuhan kinerja tertentu.
Pewarna dan pigmen : Ini digunakan untuk memberikan berbagai pilihan warna, memungkinkan produk PS untuk memenuhi persyaratan estetika.
Flame Retardants : Aditif ini meningkatkan ketahanan api PS, membuatnya lebih aman untuk aplikasi dalam elektronik dan konstruksi.
Pengubah Dampak : Bahan-bahan ini ditambahkan untuk meningkatkan ketangguhan PS, mengurangi kerapuhan alami dan memperluas penggunaannya di daerah berdampak tinggi.
Agen Antistatik : Ini ditambahkan untuk mengurangi penumpukan statis, terutama penting untuk komponen elektronik di mana pelepasan statis dapat menyebabkan kerusakan.
Busa dan komposit
PS dapat ditebus atau dikombinasikan dengan bahan lain untuk membuat produk yang ringan dan isolasi.
Expanded Polystyrene (EPS) : Umumnya digunakan untuk pengemasan isolasi dan pelindung, EPS adalah busa ringan yang menawarkan sifat isolasi termal yang sangat baik.
Extruded Polystyrene (XPS) : XPS memiliki kepadatan yang lebih tinggi daripada EPS, membuatnya lebih cocok untuk aplikasi di mana resistensi kelembaban sangat penting, seperti dalam membangun isolasi.
Komposit busa PS dengan serat atau pengisi : Komposit ini menggabungkan PS dengan bahan seperti serat kaca atau pengisi mineral untuk meningkatkan kekuatan, ketahanan termal, atau sifat mekanik, membuatnya cocok untuk aplikasi yang lebih menuntut.
Pemrosesan plastik PS
Plastik polystyrene (PS) dapat diproses menggunakan beberapa metode, tergantung pada aplikasinya. Setiap proses menawarkan manfaat unik dan membutuhkan pertimbangan desain khusus.
Cetakan injeksi
Cetakan injeksi adalah salah satu metode yang paling umum untuk memproses plastik PS. Ini melibatkan menyuntikkan cair PS ke dalam cetakan, memungkinkan bagian yang kompleks dan terperinci dibuat secara efisien.
Deskripsi dan Keuntungan Proses : PS meleleh dan disuntikkan ke dalam cetakan di mana ia mendingin dan mengeras. Prosesnya cepat, hemat biaya, dan dapat menghasilkan bagian volume tinggi dan rumit dengan akurasi dimensi yang baik.
Pertimbangan desain untuk bagian PS yang dicetak injeksi : Karena kerapuhannya, PS membutuhkan perhatian yang cermat terhadap ketebalan dinding dan desain ejeksi untuk menghindari retak. Selain itu, laju pendinginan dan kontrol suhu sangat penting untuk meminimalkan warping.
Memecahkan masalah masalah cetakan injeksi umum : Masalah umum termasuk penyusutan, warping, dan retak. Ini sering dapat diperbaiki dengan menyesuaikan desain cetakan, mengendalikan proses pendinginan, dan memodifikasi indeks aliran leleh bahan.
Ekstrusi
Ekstrusi adalah proses populer lainnya untuk membentuk plastik PS, terutama untuk menghasilkan bentuk yang panjang dan terus menerus seperti lembaran, pipa, dan profil.
Tinjauan dan Aplikasi Proses : Dalam ekstrusi, PS dilelehkan dan dipaksa melalui dadu untuk membuat bentuk kontinu. Ini biasanya digunakan untuk membuat lembaran, batang, dan pipa.
Nilai ekstrusi plastik PS : Nilai PS yang berbeda tersedia untuk ekstrusi, masing -masing dioptimalkan untuk aplikasi yang berbeda, seperti ekstrusi film atau ekstrusi lembar.
Koekstrusi dengan polimer lain : PS juga dapat dikumpulkan dengan plastik lain untuk meningkatkan karakteristik kinerja, seperti peningkatan fleksibilitas atau daya tahan. Coekstrusi memungkinkan untuk produk berlapis -lapis yang menggabungkan manfaat dari berbagai bahan.
Thermoforming
Thermoforming melibatkan pemanasan lembaran PS dan membentuknya di atas cetakan. Metode ini sangat ideal untuk membuat bagian yang besar dan ringan seperti pengemasan dan baki.
Teknik pembentukan vakum dan pembentukan tekanan : dalam pembentukan vakum, lembaran PS yang dipanaskan digambar di atas cetakan oleh ruang hampa. Dalam pembentukan tekanan, tekanan tambahan diterapkan untuk mencapai detail yang lebih baik dan sudut yang lebih tajam.
Lembar Ekstrusi dan Roll Stock Production : Lembar PS biasanya diproduksi melalui ekstrusi sebelum digunakan dalam proses thermoforming. Roll Stock adalah bentuk lain yang biasa digunakan untuk produksi massal.
Pedoman Desain Thermoforming : Saat merancang bagian PS untuk termoforming, ketebalan seragam dan sudut draft yang tepat sangat penting untuk pelepasan bagian dan untuk menghindari penipisan di sudut.
Metode pemrosesan lainnya
Di luar metode utama, plastik PS dapat diproses menggunakan teknik tambahan untuk memenuhi kebutuhan spesifik.
Blow Moulding : PS dilelehkan dan ditiup menjadi cetakan untuk membuat bagian berlubang, seperti botol dan wadah.
Rotational Moulding : Metode ini melibatkan pemanasan PS dalam cetakan yang berputar, menciptakan produk berongga dan mulus seperti tangki atau wadah besar.
Cetakan kompresi : Dalam cetakan kompresi, PS ditempatkan ke dalam cetakan yang dipanaskan di mana tekanan diterapkan untuk membentuk bahan. Teknik ini kurang umum untuk PS tetapi digunakan untuk aplikasi spesifik yang membutuhkan bagian yang kuat dan padat.
Daur ulang dan dampak lingkungan dari plastik PS
Plastik PS banyak digunakan, tetapi dampak lingkungannya menjadi perhatian yang berkembang. Mari selami tantangan daur ulang dan masalah lingkungan di sekitar PS.
Daur ulang plastik PS
PS dapat didaur ulang, tetapi tidak semudah plastik lainnya. Inilah yang perlu Anda ketahui:
PS dapat didaur ulang beberapa kali tanpa kehilangan kualitas yang signifikan
Itu diidentifikasi oleh simbol daur ulang #6
Banyak fasilitas daur ulang tidak menerima PS karena tantangan pemrosesan
Tantangan dalam proses daur ulang
Daur ulang PS tidak mudah. Beberapa hambatan membuatnya kurang umum daripada plastik lainnya:
Kontaminasi: Residu makanan sering mencemari wadah makanan PS
Kepadatan: PS ringan, membuatnya mahal untuk diangkut
Permintaan Pasar: Pasar Terbatas untuk Produk PS Recycled
Pemrosesan: Peralatan khusus yang diperlukan untuk daur ulang PS
Tantangan -tantangan ini membuat daur ulang PS kurang layak secara ekonomi untuk banyak fasilitas.
Masalah lingkungan
PS menimbulkan beberapa masalah lingkungan:
Non-biodegradable
PS tidak rusak secara alami. Itu dapat bertahan di lingkungan selama ratusan tahun.
Sampah
Produk PS ringan dengan mudah menjadi sampah. Mereka sering ditemukan di jalanan dan area alami.
Polusi laut
PS adalah kontributor utama polusi laut. Itu pecah menjadi potongan -potongan kecil, membahayakan kehidupan laut.
Alternatif dan solusi berkelanjutan
Untuk mengatasi masalah ini, beberapa alternatif dan solusi muncul:
Alternatif yang dapat terurai secara hayati
Teknologi daur ulang yang ditingkatkan
Strategi Pengurangan
Penggunaan inovatif untuk PS daur ulang
Berikut perbandingan PS dengan beberapa alternatif:
| material | dapat didaur ulang | yang | Biaya relatif |
| Ps | TIDAK | Ya (menantang) | Rendah |
| PLA | Ya | Ya | Sedang |
| PBS | Ya | Ya | Tinggi |
| Kertas | Ya | Ya | Rendah |
Dampak lingkungan PS adalah signifikan. Tetapi dengan teknologi dan alternatif baru, kami bergerak menuju solusi yang lebih berkelanjutan.
Perbandingan dengan plastik lain
Polystyrene (PS) sering dibandingkan dengan plastik populer lainnya, masing -masing menawarkan sifat berbeda. Beginilah PS Stacks melawan PP , Pet , dan PVC.
PS vs PP (Polypropylene)
Kepadatan : PS memiliki kepadatan yang lebih tinggi ( 1,05 g/cm³ ) dibandingkan dengan PP, yang lebih ringan ( 0,91 g/cm³ ). Ini membuat PP lebih cocok untuk aplikasi ringan.
Fleksibilitas : PP lebih fleksibel dan kurang rapuh daripada PS, membuatnya lebih baik untuk aplikasi yang membutuhkan daya tahan dan ketahanan benturan, seperti pengemasan dan suku cadang otomotif.
Daur ulang : Sementara kedua plastik dapat didaur ulang, PP umumnya lebih mudah dan lebih hemat biaya untuk mendaur ulang daripada PS, yang menghadapi tantangan karena struktur dan kerapuhannya.
| Properti | PS | PP |
| Kepadatan | 1.05 g/cm³ | 0,91 g/cm³ |
| Fleksibilitas | Rapuh, kurang fleksibel | Sangat fleksibel |
| Daur ulang | Lebih sulit | Lebih mudah dan lebih umum |
PS vs PET (Polyethylene Terephthalate)
Transparansi : Baik PS dan PET transparan, tetapi PET menawarkan kejelasan yang lebih baik, menjadikannya bahan pilihan untuk botol air dan kemasan makanan di mana visibilitas sangat penting.
Kekuatan : PET lebih kuat dan lebih tahan dampak daripada PS. Ini juga menawarkan resistensi yang lebih baik terhadap perubahan suhu, membuatnya ideal untuk lingkungan yang panas dan dingin.
Aplikasi : PS lebih disukai untuk produk seperti kasus CD dan isolasi, sedangkan PET digunakan untuk wadah minuman, pengemasan, dan serat tekstil.
| Properti | PS | Pet |
| Transparansi | Transparan, jelas | Kejelasan yang lebih tinggi |
| Kekuatan | Rapuh, kurang tahan lama | Lebih kuat, lebih tahan lama |
| Penggunaan umum | Kasus CD, isolasi | Botol minuman, serat |
PS vs PVC (Polyvinyl Chloride)
Fleksibilitas : PVC lebih fleksibel daripada PS, yang rapuh. Ini membuat PVC cocok untuk pipa pipa, isolasi listrik, dan kemasan yang fleksibel.
Resistensi Kimia : PVC menawarkan resistensi kimia yang lebih baik, terutama terhadap asam dan alkali, membuatnya cocok untuk aplikasi di mana paparan bahan kimia yang keras diharapkan.
Dampak Lingkungan : PVC memiliki dampak lingkungan yang lebih signifikan karena pelepasan klorin beracun selama produksi dan pembuangan, sementara tantangan lingkungan utama PS adalah daur ulangnya.
| Properti | PS | PVC |
| Fleksibilitas | Rapuh | Fleksibel |
| Resistensi kimia | Sedang | Tinggi |
| Dampak Lingkungan | Daur ulang yang sulit | Produksi dan Pembuangan Beracun |
Kesimpulan
Plastik PS serbaguna dan banyak digunakan. Ini dikenal karena kejelasan, kekakuan, dan sifat isolasi. PS menemukan aplikasi dalam pengemasan, elektronik, dan konstruksi.
Modifikasi seperti pinggul dan ABS meningkatkan kinerjanya. Berbagai metode pemrosesan, termasuk cetakan injeksi dan termoforming, membentuk PS menjadi beragam produk.
Memilih nilai PS dan metode pemrosesan yang tepat sangat penting. Ini memastikan kinerja yang optimal dalam aplikasi tertentu. Pertimbangkan faktor -faktor seperti kekuatan, resistensi kimia, dan dampak lingkungan saat memilih PS.
Tips: Anda mungkin tertarik pada semua plastik
