Polistireno (PS) plastikas yra visur. Nuo pakuočių iki elektronikos jis vaidina didžiulį vaidmenį mūsų kasdieniame gyvenime. Bet kas daro jį taip plačiai naudojamą?
Šiame straipsnyje mes ištirsime „PS Plastic“ savybes , kodėl tai svarbu įvairiose pramonės šakose ir kaip ji apdorojama. Sužinosite apie jo programas, modifikacijas ir jo pateiktus iššūkius.
Kas yra polistireno (PS) plastikas?
PS yra sintetinis polimeras. Jis pagamintas iš stireno, skysto angliavandenilio. Cheminė stireno formulė yra C8H8. Kai daugelis stireno molekulių susieja kartu, jos sudaro polistireną.
Štai kaip tai veikia:
Stimeno monomerai išgaunami iš naftos.
Šie monomerai polimerizuoja.
Rezultatas? Ilgos stireno blokų grandinės, sukuriančios polistireną.
PS cheminė struktūra atrodo tokia:
[-ch (c6h5) -ch2-] n
Kur:
PS plastikas būna įvairių formų:
Kietas plastikas (skaidrus ir standus)
Putos (lengvas ir izoliacinis)
Filmas (plonas ir lankstus)
Kiekviena forma pasižymi unikaliomis savybėmis. Jie naudojami įvairiose programose, pradedant pakuotėmis ir baigiant statyba.
PS yra žinomas dėl jo:
Šios savybės daro PS populiarų pasirinkimą daugelyje pramonės šakų. Tai lengva, lengvai formuojama ir ekonomiškai efektyvu gaminti.
Kituose skyriuose mes pasinersime į PS ypatybes, programas ir apdorojimo metodus. Pamatysite, kodėl šis paprastas polimeras vaidina tokį didelį vaidmenį mūsų kasdieniame gyvenime.
Polistireno savybės
PS plastiko fizinės savybės
Polistireno (PS) plastikas pasižymi keliomis pastebimomis fizinėmis savybėmis , dėl kurių jis tinka įvairioms pramoninėms reikmėms.
Tankis ir išvaizda
PS yra lengvas, kurio tankis yra 1,05 g/cm³. Tai tiesiog sunkesnis už vandenį!
Savo tvirta forma, PS yra:
Skaidrus
Bespalvis
Blizgus
Dėl šio aiškumo jis puikiai tinka pritaikymui, kai matomumas yra labai svarbus.
Šiluminės charakteristikos
PS turi keletą įdomių šiluminių savybių:
Ką tai reiškia? PS pradeda minkštinti 100 ° C temperatūroje. Jis visiškai ištirpsta 240 ° C temperatūroje.
Jo šilumos laidumas yra mažai 0,033 W/(m · k). Tai daro PS puikų izoliatorių.
Elektros savybės
PS šviečia kaip elektros izoliatorius. Jis dažnai naudojamas elektroniniuose komponentuose ir korpusuose.
Optinės savybės
PS gali pasigirti dideliu skaidrumu. Jo lūžio rodiklis yra 1,59, didesnis nei daugelis kitų plastikų.
Ši nuosavybė daro PS idealų:
Optiniai lęšiai
Šviesos difuzoriai
Rodymo atvejai
| nuosavybės | vertei |
| Tankis | 1,05 g/cm³ |
| Išvaizda | Skaidrus, blizgus |
| Lydymosi taškas | 240 ° C (464 ° F) |
| Stiklo perėjimo temperatūra | 100 ° C (212 ° F) |
| Šilumos laidumas | 0,033 w/(m · k) |
| Elektros izoliacija | Puiku |
| Optinės savybės | Didelis skaidrumas |
| Lūžio rodiklis | 1.59 |
PS plastiko mechaninės savybės
Jėga ir lankstumas
PS plastikas rodo įspūdingą jėgą:
Bet tai nėra labai lanksti. Jos pailgėjimas pertraukoje yra tik 1–2,5%.
Kietumas ir atsparumas smūgiams
PS yra kietas, o Rockwell kietumas yra R75-105. Tai daro jį atsparią įbrėžimams ir įdubimams.
Tačiau tai trapi, turinti mažą smūgio stiprumą. Išmeskite PS elementą, ir jis gali nulaužti ar sudužti.
Standumas
PS yra žinomas dėl savo aukšto standumo. Tai standi medžiaga, išlaikanti savo formą daugeliu sąlygų.
Čia yra greitas PS mechaninių savybių palyginimas:
| nuosavybės | vertė |
| Tempimo stiprumas | 30-55 MPA |
| Lenkimo jėga | 48-76 MPA |
| Pailgėjimas per pertrauką | 1–2,5% |
| Kietumas (Rockwell) | R75-105 |
| Poveikio stiprumas | Žemas |
| Standumas | Aukštas |
Šios savybės daro PS idealią tam tikroms programoms:
PS plastiko cheminis atsparumas
PS plastiko cheminis pasipriešinimas yra mišrus maišas. Tai atitinka kai kurias medžiagas, tačiau prieštarauja kitoms.
Atsparumas įprastoms cheminėms medžiagoms
PS rodo gerą pasipriešinimą:
Rūgštys (praskiesta)
Bazės
Alkoholiai
Dėl to jis tinka daugeliui namų ūkių ir pramoninių programų.
Silpnybės
Tačiau PS turi savo Achilo kulną. Tai tirpsta:
PS taip pat nelabai atsisveikina su:
Koncentruotos rūgštys
Esteriai
Ketonai
Dėl to PS gali suskaidyti ar ištirpinti.
UV pasipriešinimas
PS turi prastą atsparumą UV spinduliams. Kai veikiama saulės spindulių, tai linkusi:
Geltona
Tapk trapu
Laikui bėgant skaidosi
Tai riboja jo naudojimą lauko programose.
Štai greita atskaitos lentelė:
| cheminės grupės | atsparumas |
| Praskiestos rūgštys | Gerai |
| Bazės | Gerai |
| Alkoholiai | Gerai |
| Aromatiniai angliavandeniliai | Vargšas |
| Chlorintų angliavandenilių | Vargšas |
| Koncentruotos rūgštys | Vargšas |
| Esteriai | Vargšas |
| Ketonai | Vargšas |
| UV šviesa | Vargšas |
PS plastiko programos
PS plastikas yra neįtikėtinai universalus. Jis naudojamas įvairiose pramonės šakose, pradedant pakuotėmis ir baigiant medicinos prietaisais. Panagrinėkime jos plačias programas.
Pakuotė
PS dominuoja pakuočių pasaulyje. Rasite:
Maisto konteineriai ir puodeliai
Apsauginiai putplasčio žemės riešutai
Mažmeninės prekybos moliuskai ir lizdinės plokštelės pakuotės
Dėl lengvo pobūdžio ir izoliacijos savybių jis yra idealus maisto pakuotėms.
Elektronika
Elektronikos pramonėje PS vaidina lemiamą vaidmenį:
PS elektros izoliacijos savybės daro jį elektroninių reikmių medžiaga.
Automobilių pramonė
Automobilių gamintojai mėgsta PS dėl savo universalumo:
Interjero apdailos komponentai
Instrumentų plokštės ir rankenėlės
Lengvi konstrukciniai elementai
PS padeda sumažinti transporto priemonės svorį, pagerindamas degalų efektyvumą.
Statyba
XPS polistireno putplasčio plokštė
PS taip pat randa kelią į pastatus:
Izoliacinės plokštės (EPS ir XPS)
Dekoratyviniai bagetai ir apdaila
Lengvos betono pritaikymai
Jo izoliacijos savybės padeda pagerinti energijos vartojimo efektyvumą pastatuose.
Medicinos ir laboratorija
PS yra labai svarbus medicinos ir mokslinėse srityse:
Petri patiekalai ir bandomieji vamzdžiai
Diagnostiniai komponentai
Medicinos prietaisų pakuotė
Dėl aiškumo ir cheminio atsparumo jis puikiai tinka laboratorijos įrangai.
Kitos programos
PS universalumas apima daugelį kitų sričių:
Žaislai ir vartojimo produktai
Vienkartiniai stalo įrankiai ir stalo įrankiai
Modelio kūrimas ir prototipų kūrimas
Čia yra greita PS programų apžvalga:
| pramonės | programos |
| Pakuotė | Maisto konteineriai, apsauginės putos, mažmeninės prekybos pakuotės |
| Elektronika | Įrenginių korpusai, izoliacija, CD/DVD dėklai |
| Automobiliai | Interjero apdaila, prietaisų plokštės, konstrukciniai elementai |
| Statyba | Izoliacinės lentos, dekoratyviniai liejiniai, lengvas betonas |
| Medicinos/laboratorija | „Petri“ patiekalai, diagnostiniai komponentai, prietaiso pakuotė |
| Kita | Žaislai, vienkartiniai stalo įrankiai, prototipų kūrimas |
PS plastiko modifikacijos
PS plastiką galima modifikuoti įvairiais būdais, siekiant pagerinti jo savybes skirtingoms reikmėms. Šios modifikacijos yra kopolimerai, priedai ir putos.
Kopolimerai ir mišiniai
Polistirenas dažnai maišomas arba kopolimerizuojamas su kitomis medžiagomis, siekiant pagerinti atsparumą smūgiui, lankstumui ir šiluminiam stabilumui.
Didelio poveikio polistirenas (klubai)
Klubai yra PS su posūkiu. Tai griežtesnė ir lankstesnė nei įprasta PS.
Kompozicija
Klubai gaminami pridedant polibutadieninio gumos prie PS. Tai sukuria dviejų fazių sistemą:
Sustiprintos savybės
Palyginti su įprastu PS, HIPS siūlo:
Paraiškos
Klubai randa kelią į daugelį produktų:
Klubai ir bendrosios paskirties PS
| nuosavybės | klubai | Generalinė paskirtis PS |
| Poveikio stiprumas | Aukštas | Žemas |
| Lankstumas | Gerai | Vargšas |
| Neskaidrumas | Nepermatomas | Skaidrus |
| Kaina | Aukštesnis | Žemiau |
Akrilonitrilo buadienos stirenas (ABS)
ABS yra kietas plastikas, apimantis PS. Jis žinomas dėl savo stiprumo ir atsparumo šilumai.
PS vaidmuo abs
PS prisideda prie ABS:
Tvirtumas
Paprastas apdorojimas
Blizgesys
Patobulintos charakteristikos
Abs pralenkia PS keliais būdais:
Didesnis smūgio stiprumas
Geresnis atsparumas šilumai
Patobulintas cheminis atsparumas
Įprastas abs naudojimas
Rasite ABS:
Automobilių dalys
Elektroniniai korpusai
Vamzdžių sistemos
„Lego“ plytos
Kiti PS kopolimerai ir mišiniai
PS gerai žaidžia su kitais. Čia yra keletas populiarių modifikacijų:
PS-Co-metilmetakrilatas (PSMMA)
PSMMA sujungia PS su metilmetakrilato. Tai siūlo:
Jis naudojamas lauko ženklais ir optiniais lęšiais.
Stireno-bušakčių guma (SBR)
SBR yra sintetinė guma. Jį gamina kopolimerizuojantis stirenas su butadienu. SBR teikia:
SBR rasite automobilių padangose ir batų paduose.
Priedai ir užpildai
PS plastiką galima patobulinti priedais, kad būtų patenkinti konkretūs našumo poreikiai.
Dažikliai ir pigmentai : Jie naudojami teikiant įvairius spalvų variantus, leidžiančius PS produktams patenkinti estetinius reikalavimus.
Lenkspos sulėtėjant : Šie priedai pagerina PS atsparumą gaisrui, todėl jis yra saugesnis pritaikant elektroniką ir statybą.
Poveikio modifikatoriai : Šios medžiagos pridedamos siekiant padidinti PS tvirtumą, sumažinant natūralų jo trapumą ir išplėsti jos naudojimą didelio poveikio vietose.
Antistatiniai agentai : Jie pridedami siekiant sumažinti statinį kaupimąsi, ypač svarbūs elektroniniams komponentams, kur statinis išleidimas gali pažeisti.
Putos ir kompozitai
PS gali būti putplastis arba sujungti su kitomis medžiagomis, kad būtų sukurtos lengvos, izoliuojančios produktai.
Išplėstas polistirenas (EPS) : Dažniausiai naudojamas izoliacijai ir apsauginėms pakuotėms, EPS yra lengvos putos, pasižyminčios puikiomis šiluminės izoliacijos savybėmis.
Išspaustas polistirenas (XPS) : XPS turi didesnį tankį nei EPS, todėl jis geriau tinka pritaikymui, kur kritinis atsparumas drėgmei yra kritinis, pavyzdžiui, statant izoliaciją.
PS putplasčio kompozitai su pluoštais ar užpildais : Šie kompozitai sujungia PS su medžiagomis, tokiomis kaip stiklo pluoštai ar mineraliniai užpildai, kad pagerintų stiprumą, šiluminę atsparumą ar mechanines savybes, todėl jos yra tinkamos reiklesnėms pritaikymams.
PS plastiko apdorojimas
Polistireno (PS) plastiką galima apdoroti keliais būdais, atsižvelgiant į taikymą. Kiekvienas procesas siūlo unikalius privalumus ir reikalauja konkrečių projektavimo aspektų.
Injekcijos liejimas
Lietos liejimas yra vienas iš labiausiai paplitusių PS plastiko apdorojimo būdų. Tai apima išlydyto PS įpurškimą į formą, leidžiančią efektyviai sukurti sudėtingas ir detalias dalis.
Proceso aprašymas ir pranašumai : PS yra išlydytas ir įpurškiamas į formas, kur jis vėsta ir sukietėja. Procesas yra greitas, ekonomiškas ir gali sukelti didelio tūrio, sudėtingų dalių, turinčių gerą matmenų tikslumą.
Projektavimo aspektai, skirti įpurškioms suformuotoms PS dalims : Dėl savo trapumo PS reikalauja kruopštaus dėmesio sienos storio ir išstūmimo projektavimui, kad būtų išvengta įtrūkimo. Be to, norint sumažinti deformaciją, aušinimo greitis ir temperatūros kontrolė yra labai svarbūs.
Bendrosios injekcijos liejimo problemų trikčių šalinimas : Bendros problemos apima susitraukimą, deformaciją ir įtrūkimą. Juos dažnai galima pataisyti sureguliuojant pelėsių dizainą, kontroliuojant aušinimo procesą ir modifikuojant medžiagos lydalo srauto indeksą.
Išspaudimas
Išspaudimas yra dar vienas populiarus PS plastiko formavimo procesas, ypač norint gaminti ilgas, ištisines formas, tokias kaip lakštai, vamzdžiai ir profiliai.
Proceso apžvalga ir programos : Išspaudas PS yra išlydytas ir priverstas per štampą, kad būtų sukurtos nuolatinės formos. Paprastai jis naudojamas gaminant lakštus, strypus ir vamzdžius.
PS plastiko išspaudimo laipsniai : ekstruzijai yra skirtingi PS laipsniai, kiekviena optimizuota skirtingoms programoms, tokioms kaip plėvelės išspaudimas ar lapų išspaudimas.
Bendradarbiavimas su kitais polimerais : PS taip pat gali būti kartu su kitais plastikais, siekiant sustiprinti našumo charakteristikas, tokias kaip patobulintas lankstumas ar patvarumas. Bendradarbiavimas leidžia gaminti daugiasluoksnius produktus, kurie sujungia skirtingų medžiagų pranašumus.
Termoravimas
Termoformavimas apima PS lakštų kaitinimą ir jų formavimąsi virš formos. Šis metodas yra idealus kuriant dideles, lengvas dalis, tokias kaip pakuotė ir dėklai.
Vakuuminio formavimo ir slėgio formavimo būdai : Vokuume formuojant, šildomas PS lapas nupieštas per pelėsį vakuumu. Slėgio formavimui taikomas papildomas slėgis, kad būtų pasiektos smulkesnės detalės ir aštresni kampai.
Lakštų išspaudimas ir ritinys Atsargų gamyba : PS lapai paprastai gaminami atliekant išspaudimą, prieš naudojant termogoriaus procesą. Roll Stock yra dar viena forma, paprastai naudojama masinei gamybai.
Termoravimo projektavimo gairės : Projektuojant PS dalis termo formų formavimui, vienodo storio ir tinkamo grimzlės kampų dalis yra labai svarbūs, kad būtų galima išlaisvinti ir išvengti skilties kampuose.
Kiti apdorojimo metodai
Be pagrindinių metodų, PS plastiką galima apdoroti naudojant papildomus metodus, kad būtų patenkinti specifiniai poreikiai.
Pūtimo liejimas : PS yra ištirpęs ir išpūstas į formą, kad būtų sukurtos tuščiavidurės dalys, tokios kaip buteliai ir konteineriai.
Rotacinė liejimas : Šis metodas apima PS kaitinimą į besisukančią formą, sukuriant tuščiavidurius, besiūlius produktus, tokius kaip dideli rezervuarai ar konteineriai.
Suspaudimo liejimas : Suspaudimo formoje PS dedamas į šildomą formą, kur medžiagai formuoti daromas slėgis. Ši technika yra retesnė PS, tačiau naudojama konkrečioms programoms, kurioms reikalingas stiprias, kietas dalis.
PS plastiko perdirbimas ir poveikis aplinkai
PS plastikas yra plačiai naudojamas, tačiau jo poveikis aplinkai kelia didėjantį susirūpinimą. Pasinerkime į perdirbimo iššūkius ir aplinkosaugos problemas, susijusius su PS.
PS plastiko perdirbamumas
PS yra perdirbamas, tačiau jis nėra toks tiesus kaip kiti plastikai. Štai ką reikia žinoti:
PS gali būti perdirbama kelis kartus be didelių kokybės praradimų
Jis identifikuojamas pagal perdirbimo simbolį Nr. 6
Daugelis perdirbimo įrenginių nepriima PS dėl apdorojimo iššūkių
Iššūkiai perdirbimo procese
Perdirbimo PS nėra lengva. Keletas kliūčių daro ją rečiau nei kiti plastikai:
Užteršimas: Maisto liekanos dažnai užteršia PS maisto indus
Tankis: PS yra lengvas, todėl jį brangu transportuoti
Rinkos paklausa: Ribota perdirbtų PS produktų rinka
Apdorojimas: PS perdirbimui reikalinga speciali įranga
Dėl šių iššūkių PS perdirbimas yra mažiau ekonomiškai perspektyvus daugeliui patalpų.
Aplinkos problemos
PS kelia keletą aplinkosaugos klausimų:
Ne biologinis skaidymas
PS neatsiranda natūraliai. Tai gali išlikti aplinkoje šimtus metų.
Kraikas
Lengvi PS produktai lengvai tampa kraikai. Jie dažnai randami gatvėse ir natūraliose vietose.
Jūrų tarša
PS yra pagrindinis jūrų taršos bendradarbis. Tai suskyla į mažus gabalus, kenkia jūrų gyvybei.
Alternatyvos ir tvariai sprendimai
Siekiant išspręsti šias problemas, atsiranda keletas alternatyvų ir sprendimų:
Biologiškai skaidomos alternatyvos
PLA (polakto rūgštis): pagaminta iš atsinaujinančių išteklių, tokių kaip kukurūzų krakmolas
PBS (polibutileno sukcinatas): biologiškai skaidomas ir kompostuojamas
Patobulintos perdirbimo technologijos
Mažinimo strategijos
Novatoriški perdirbto PS naudojimo būdai
Statybinės medžiagos
Sintetinė mediena
Meno ir amatų reikmenys
Čia yra PS palyginimas su kai kuriomis alternatyvomis:
| medžiagos | biologiškai skaidžios | perdirbamos | santykinės išlaidos |
| Ps | Ne | Taip (iššūkis) | Žemas |
| Pla | Taip | Taip | Vidutinis |
| PBS | Taip | Taip | Aukštas |
| Popierius | Taip | Taip | Žemas |
PS poveikis aplinkai yra reikšmingas. Tačiau naudodamiesi naujomis technologijomis ir alternatyvomis, mes einame link tvaresnių sprendimų.
Palyginimas su kitais plastikais
Polistirenas (PS) dažnai lyginamas su kitais populiariais plastikais, kiekvienas pasižymi skirtingomis savybėmis. Štai kaip PS sukrauna prieš PP , PET ir PVC.
PS ir PP (polipropilenas)
Tankis : PS turi didesnį tankį ( 1,05 g/cm³ ), palyginti su PP, kuris yra lengvesnis ( 0,91 g/cm³ ). Dėl to PP labiau tinka lengvam pritaikymui.
Lankstumas : PP yra lankstesnis ir mažiau trapesnis nei PS, todėl jis yra geresnis programoms, kurioms reikalingas patvarumas ir atsparumas smūgiams, pavyzdžiui, pakuotėms ir automobilių dalys.
Perdirbamumas : Nors abu plastikai yra perdirbami, PP paprastai yra lengviau ir ekonomiškiau perdirbti nei PS, o tai susiduria su iššūkiais dėl savo struktūros ir trapumo.
| nuosavybė | PS | PP |
| Tankis | 1,05 g/cm³ | 0,91 g/cm³ |
| Lankstumas | Trapūs, mažiau lankstūs | Labai lankstus |
| Perdirbamumas | Sunkiau | Lengvesnis ir įprastesnis |
PS ir PET (polietileno tereftalatas)
Skaidrumas : PS ir PET yra skaidrūs, tačiau PET suteikia geresnio aiškumo, todėl tai yra pasirinkta vandens butelių ir maisto pakuočių medžiaga, kur būtinas matomumas.
Stiprumas : PET yra stipresnis ir atsparesnis poveikiui nei PS. Tai taip pat suteikia geresnį atsparumą temperatūros pokyčiams, todėl jis yra idealus tiek karštoje, tiek šaltoje aplinkoje.
Programos : PS teikiama pirmenybė tokiems produktams kaip CD dėklai ir izoliacija, o PET naudojamas gėrimų indui, pakuotėms ir tekstilės pluoštui.
| nuosavybė | PS | PET |
| Skaidrumas | Skaidrus, skaidrus | Didesnis aiškumas |
| Stiprybė | Trapūs, mažiau patvarūs | Stipresnis, patvaresnis |
| Įprastas panaudojimas | CD atvejai, izoliacija | Gėrimų buteliai, pluoštai |
PS ir PVC (polivinilo chloridas)
Lankstumas : PVC yra lankstesnis nei PS, kuris yra trapus. Tai daro PVC tinkamą santechnikos vamzdžiams, elektros izoliacijai ir lanksčiam pakuotei.
Cheminis atsparumas : PVC siūlo geresnį cheminį atsparumą, ypač prieš rūgštis ir šarmus, todėl jis yra tinkamas naudoti, kai tikimasi atšiaurių cheminių medžiagų.
Poveikis aplinkai : PVC daro didesnį poveikį aplinkai dėl toksiško chloro išsiskyrimo gamybos ir šalinimo metu, o pagrindinis PS aplinkos apsaugos iššūkis yra jo perdirbimas.
| Nuosavybė | PS | PVC |
| Lankstumas | Trapus | Lankstus |
| Cheminis atsparumas | Vidutinis | Aukštas |
| Poveikis aplinkai | Sunkus perdirbimas | Toksiška gamyba ir šalinimas |
Išvada
PS plastikas yra universalus ir plačiai naudojamas. Jis žinomas dėl savo aiškumo, tvirtumo ir izoliacijos savybių. PS randa paraiškas pakuotėje, elektronikoje ir konstrukcijoje.
Modifikacijos, tokios kaip klubai ir ABS, padidina jo našumą. Įvairūs perdirbimo būdai, įskaitant liejimą ir termogorių formavimą, formuoja PS į įvairius produktus.
Labai svarbu pasirinkti tinkamą PS laipsnio ir apdorojimo metodą. Tai užtikrina optimalų našumą konkrečiose programose. Apsvarstykite tokius veiksnius kaip stiprumas, cheminis atsparumas ir poveikis aplinkai renkantis PS.
Patarimai: Galbūt jus domina visi plastikai
