Plastik polistirena (PS) ada di mana -mana. Dari pembungkusan ke elektronik, ia memainkan peranan yang besar dalam kehidupan seharian kita. Tetapi apa yang menjadikannya begitu banyak digunakan?
Dalam artikel ini, kami akan meneroka sifat PS Plastik , mengapa ia penting dalam pelbagai industri, dan bagaimana ia diproses. Anda akan belajar tentang aplikasi, pengubahsuaian, dan cabaran yang diberikannya.
Apakah plastik polistirena (PS)?
PS adalah polimer sintetik. Ia diperbuat daripada stirena, hidrokarbon cecair. Formula kimia untuk styrene adalah C8H8. Apabila banyak molekul stirena menghubungkan bersama, mereka membentuk polistirena.
Inilah cara ia berfungsi:
Monomer styrene diekstrak dari petroleum.
Monomer ini menjalani pempolimeran.
Hasilnya? Rantai panjang unit stirena, mewujudkan polistirena.
Struktur kimia ps kelihatan seperti ini:
[-ch (c6h5) -ch2-] n
Di mana:
CH mewakili atom karbon dan hidrogen
C6h5 adalah cincin benzena
n adalah bilangan unit berulang
Plastik PS datang dalam pelbagai bentuk:
Plastik pepejal (telus dan tegar)
Buih (ringan dan penebat)
Filem (nipis dan fleksibel)
Setiap bentuk mempunyai sifat unik. Mereka digunakan dalam pelbagai aplikasi, dari pembungkusan ke pembinaan.
PS terkenal dengan:
Ciri -ciri ini menjadikan PS sebagai pilihan yang popular di banyak industri. Ia ringan, mudah dibentuk, dan kos efektif untuk menghasilkan.
Di bahagian seterusnya, kami akan menyelam lebih mendalam ke dalam sifat, aplikasi, dan kaedah pemprosesan PS. Anda akan melihat mengapa polimer mudah ini memainkan peranan yang besar dalam kehidupan seharian kita.
Sifat polistirena
Sifat fizikal plastik PS
Plastik polistirena (PS) mempamerkan beberapa sifat fizikal yang terkenal yang menjadikannya sesuai untuk pelbagai aplikasi perindustrian.
Ketumpatan dan penampilan
PS adalah ringan, dengan ketumpatan 1.05 g/cm³. Itu hanya lebih berat daripada air!
Dalam bentuk pepejalnya, PS adalah:
Telus
Tidak berwarna
Berkilat
Kejelasan ini menjadikannya sempurna untuk aplikasi di mana penglihatan adalah penting.
Ciri -ciri terma
PS mempunyai beberapa sifat terma yang menarik:
Apa maksudnya? PS mula melembutkan pada 100 ° C. Ia cair sepenuhnya pada 240 ° C.
Kekonduksian terma rendah pada 0.033 w/(m · k). Ini menjadikan PS penebat yang sangat baik.
Sifat elektrik
PS bersinar sebagai penebat elektrik. Ia sering digunakan dalam komponen elektronik dan perumahan.
Sifat optik
PS menawarkan ketelusan yang tinggi. Indeks biasannya adalah 1.59, lebih tinggi daripada plastik lain.
Harta ini menjadikan PS sesuai untuk:
Kanta optik
Penyebar cahaya
Kes paparan
| harta | nilai |
| Ketumpatan | 1.05 g/cm³ |
| Penampilan | Telus, berkilat |
| Titik lebur | 240 ° C (464 ° F) |
| Suhu peralihan kaca | 100 ° C (212 ° F) |
| Kekonduksian terma | 0.033 w/(m · k) |
| Penebat elektrik | Cemerlang |
| Sifat optik | Ketelusan yang tinggi |
| Indeks refraktif | 1.59 |
Sifat mekanikal plastik PS
Kekuatan dan fleksibiliti
Plastik PS menunjukkan kekuatan yang mengagumkan:
Tetapi ia tidak begitu fleksibel. Pemanjangannya pada rehat hanya 1-2.5%.
Kekerasan dan rintangan kesan
PS sukar, dengan kekerasan Rockwell R75-105. Ini menjadikannya tahan calar dan penyok.
Walau bagaimanapun, ia rapuh dengan kekuatan impak yang rendah. Jatuhkan item PS, dan ia mungkin retak atau menghancurkan.
Kekakuan
PS terkenal dengan kekakuannya yang tinggi. Ia adalah bahan yang tegar, mengekalkan bentuknya di bawah kebanyakan keadaan.
Berikut adalah perbandingan cepat sifat mekanikal PS:
| Harta | Nilai |
| Kekuatan tegangan | 30-55 MPa |
| Kekuatan lentur | 48-76 MPa |
| Pemanjangan pada rehat | 1-2.5% |
| Kekerasan (Rockwell) | R75-105 |
| Kekuatan kesan | Rendah |
| Kekakuan | Tinggi |
Ciri -ciri ini menjadikan PS sesuai untuk aplikasi tertentu:
Alat makan pakai buang
Kes CD
Bahan pembungkusan
Rintangan kimia plastik PS
Rintangan kimia PS Plastik adalah beg campuran. Ia berdiri untuk beberapa bahan tetapi falters terhadap orang lain.
Rintangan terhadap bahan kimia biasa
PS menunjukkan rintangan yang baik untuk:
Asid (cair)
Pangkalan
Alkohol
Ini menjadikannya sesuai untuk banyak aplikasi isi rumah dan perindustrian.
Kelemahan
Walau bagaimanapun, PS mempunyai tumit Achilles. Ini larut dalam:
PS juga tidak melawan:
Ini boleh menyebabkan PS merendahkan atau membubarkan.
Rintangan UV
PS mempunyai rintangan UV yang lemah. Apabila terdedah kepada cahaya matahari, ia cenderung:
Kuning
Menjadi rapuh
Merendahkan masa
Ini mengehadkan penggunaannya dalam aplikasi luaran.
Berikut adalah jadual rujukan cepat:
| kumpulan kimia | rintangan |
| Cairkan asid | Baik |
| Pangkalan | Baik |
| Alkohol | Baik |
| Hidrokarbon aromatik | Miskin |
| Hidrokarbon berklorin | Miskin |
| Asid pekat | Miskin |
| Ester | Miskin |
| Ketones | Miskin |
| Cahaya uv | Miskin |
Aplikasi plastik PS
Plastik PS sangat serba boleh. Ia digunakan dalam pelbagai industri, dari pembungkusan ke peranti perubatan. Mari kita meneroka aplikasi yang luas.
Pembungkusan
PS menguasai dunia pembungkusan. Anda akan menjumpainya:
Sifat ringan dan sifat penebat menjadikannya sesuai untuk pembungkusan makanan.
Elektronik
Dalam industri elektronik, PS memainkan peranan penting:
Ciri-ciri penebat elektrik PS menjadikannya bahan untuk aplikasi elektronik.
Industri automotif
Pengilang kereta suka PS kerana serba boleh:
PS membantu mengurangkan berat kenderaan, meningkatkan kecekapan bahan api.
Pembinaan
Papan buih polistirena XPS
PS mencari jalan ke bangunan juga:
Ciri -ciri penebatnya membantu meningkatkan kecekapan tenaga di bangunan.
Perubatan dan Makmal
PS sangat penting dalam bidang perubatan dan saintifik:
Kejelasan dan rintangan kimia menjadikannya sempurna untuk peralatan makmal.
Aplikasi lain
Fleksibiliti PS meluas ke banyak kawasan lain:
Mainan dan produk pengguna
Alat makan dan meja makan pakai buang
Membuat model dan prototaip
Berikut adalah gambaran ringkas mengenai aplikasi PS:
| Industri | Aplikasi |
| Pembungkusan | Bekas makanan, busa pelindung, pembungkusan runcit |
| Elektronik | Perumahan Peranti, Penebat, Kes CD/DVD |
| Automotif | Trim dalaman, panel instrumen, elemen struktur |
| Pembinaan | Papan penebat, acuan hiasan, konkrit ringan |
| Perubatan/makmal | Hidangan petri, komponen diagnostik, pembungkusan peranti |
| Yang lain | Mainan, alat makan pakai buang, prototaip |
Pengubahsuaian plastik PS
Plastik PS boleh diubahsuai dalam pelbagai cara untuk meningkatkan sifatnya untuk aplikasi yang berbeza. Pengubahsuaian ini termasuk kopolimer, bahan tambahan, dan busa.
Kopolimer dan campuran
Polistirena sering dicampur atau kopolimer dengan bahan lain untuk meningkatkan rintangan impak, fleksibiliti, dan kestabilan haba.
Polystyrene Impak Tinggi (pinggul)
HIPS adalah PS dengan sentuhan. Ia lebih sukar dan lebih fleksibel daripada PS biasa.
Komposisi
HIPS dibuat dengan menambah getah polybutadiene kepada PS. Ini mewujudkan sistem dua fasa:
Sifat yang dipertingkatkan
Berbanding PS biasa, HIPS menawarkan:
Aplikasi
HIPS mencari jalan ke banyak produk:
Pinggul vs tujuan umum ps
| harta tanah | pinggul | tujuan umum ps |
| Kekuatan kesan | Tinggi | Rendah |
| Fleksibiliti | Baik | Miskin |
| Kelegapan | Legap | Telus |
| Kos | Lebih tinggi | Lebih rendah |
Acrylonitrile butadiene styrene (ABS)
ABS adalah plastik yang sukar yang menggabungkan PS. Ia terkenal dengan kekuatan dan rintangan panasnya.
Peranan PS di ABS
PS menyumbang kepada ABS:
Ketegaran
Kemudahan pemprosesan
Gloss
Ciri -ciri yang lebih baik
ABS mengatasi PS dalam beberapa cara:
Kekuatan impak yang lebih tinggi
Rintangan haba yang lebih baik
Rintangan kimia yang lebih baik
Penggunaan abs biasa
Anda akan menemui abs di:
Bahagian automotif
Perumahan elektronik
Sistem paip
Lego bata
Kopolimer PS lain dan campuran
PS bermain dengan baik dengan orang lain. Berikut adalah beberapa pengubahsuaian popular yang lain:
PS-Co-Methyl Methacrylate (PSMMA)
PSMMA menggabungkan PS dengan metil methacrylate. Ia menawarkan:
Rintangan UV yang lebih baik
Kejelasan yang lebih baik
Rintangan kimia yang dipertingkatkan
Ia digunakan dalam papan tanda luar dan kanta optik.
Getah Styrene-Butadiene (SBR)
SBR adalah getah sintetik. Ia dibuat oleh styrene copolymerizing dengan butadiena. SBR menyediakan:
Anda akan menemui SBR dalam tayar kereta dan sol kasut.
Aditif dan pengisi
Plastik PS boleh dipertingkatkan dengan bahan tambahan untuk memenuhi keperluan prestasi tertentu.
Pewarna dan pigmen : Ini digunakan untuk menyediakan pelbagai pilihan warna, yang membolehkan produk PS memenuhi keperluan estetik.
Flame Retardants : Aditif ini meningkatkan rintangan kebakaran PS, menjadikannya lebih selamat untuk aplikasi dalam elektronik dan pembinaan.
Pengubahsuaian Impak : Bahan-bahan ini ditambah untuk meningkatkan ketangguhan PS, mengurangkan kelembutan semulajadi dan memperluaskan penggunaannya di kawasan berimpak tinggi.
Ejen antistatik : Ini ditambah untuk mengurangkan pembentukan statik, terutamanya penting untuk komponen elektronik di mana pelepasan statik boleh menyebabkan kerosakan.
Buih dan komposit
PS boleh dibuang atau digabungkan dengan bahan -bahan lain untuk menghasilkan produk yang ringan dan ringan.
Polystyrene yang diperluaskan (EPS) : Biasa digunakan untuk penebat dan pembungkusan perlindungan, EPS adalah busa ringan yang menawarkan sifat penebat haba yang sangat baik.
Polystyrene Extruded (XPS) : XPS mempunyai ketumpatan yang lebih tinggi daripada EPS, menjadikannya lebih sesuai untuk aplikasi di mana rintangan kelembapan adalah kritikal, seperti dalam bangunan penebat.
Komposit buih PS dengan serat atau pengisi : Komposit ini menggabungkan PS dengan bahan seperti serat kaca atau pengisi mineral untuk meningkatkan kekuatan, rintangan terma, atau sifat mekanikal, menjadikannya sesuai untuk aplikasi yang lebih menuntut.
Pemprosesan plastik PS
Plastik polistirena (PS) boleh diproses menggunakan beberapa kaedah, bergantung kepada aplikasi. Setiap proses menawarkan faedah yang unik dan memerlukan pertimbangan reka bentuk tertentu.
Pengacuan suntikan
Pencetakan suntikan adalah salah satu kaedah yang paling biasa untuk memproses plastik PS. Ia melibatkan suntikan PS cair ke dalam acuan, yang membolehkan bahagian -bahagian yang kompleks dan terperinci dibuat dengan cekap.
Proses Penerangan dan Kelebihan : PS dicairkan dan disuntik ke dalam acuan di mana ia menyejukkan dan mengeras. Proses ini cepat, kos efektif, dan boleh menghasilkan bahagian-bahagian yang tinggi dan rumit dengan ketepatan dimensi yang baik.
Pertimbangan Reka Bentuk untuk Suntikan PS Bahagian PS : Oleh kerana kelembutannya, PS memerlukan perhatian yang teliti terhadap ketebalan dinding dan reka bentuk lekuk untuk mengelakkan retak. Di samping itu, kadar penyejukan dan kawalan suhu adalah penting untuk meminimumkan warping.
Penyelesaian Masalah Suntikan Biasa Isu : Masalah biasa termasuk pengecutan, warping, dan retak. Ini sering boleh diperbetulkan dengan menyesuaikan reka bentuk acuan, mengawal proses penyejukan, dan mengubahsuai indeks aliran cair bahan.
Penyemperitan
Penyemperitan adalah satu lagi proses yang popular untuk membentuk plastik PS, terutamanya untuk menghasilkan bentuk panjang, berterusan seperti lembaran, paip, dan profil.
Gambaran Keseluruhan Proses dan Aplikasi : Dalam penyemperitan, PS dicairkan dan dipaksa melalui mati untuk mencipta bentuk yang berterusan. Ia biasanya digunakan untuk membuat helaian, batang, dan paip.
Gred penyemperitan plastik PS : Gred PS yang berbeza boleh didapati untuk penyemperitan, masing -masing dioptimumkan untuk aplikasi yang berbeza, seperti penyemperitan filem atau penyemperitan lembaran.
Coextrusion dengan polimer lain : PS juga boleh dikendalikan dengan plastik lain untuk meningkatkan ciri -ciri prestasi, seperti fleksibiliti atau ketahanan yang lebih baik. CoExtrusion membolehkan produk multilayered yang menggabungkan manfaat bahan yang berbeza.
Thermoforming
Thermoforming melibatkan pemanasan kepingan PS dan membentuknya di atas acuan. Kaedah ini sesuai untuk mewujudkan bahagian yang besar dan ringan seperti pembungkusan dan dulang.
Teknik pembentukan vakum dan tekanan pembentukan : Dalam pembentukan vakum, lembaran PS yang dipanaskan ditarik ke atas acuan oleh vakum. Dalam pembentukan tekanan, tekanan tambahan digunakan untuk mencapai butiran yang lebih baik dan sudut yang lebih tajam.
Penyemperitan lembaran dan pengeluaran saham roll : Lembaran PS biasanya dihasilkan melalui penyemperitan sebelum digunakan dalam proses thermoforming. Stok roll adalah satu lagi bentuk yang biasa digunakan untuk pengeluaran besar -besaran.
Garis Panduan Reka Bentuk Thermoforming : Apabila merancang bahagian PS untuk thermoforming, ketebalan seragam dan sudut draf yang betul adalah kritikal untuk pelepasan bahagian dan untuk mengelakkan penipisan di sudut.
Kaedah pemprosesan lain
Di luar kaedah utama, plastik PS boleh diproses menggunakan teknik tambahan untuk memenuhi keperluan khusus.
Pencetakan Blow : PS dicairkan dan ditiup ke dalam acuan untuk membuat bahagian berongga, seperti botol dan bekas.
Pencetakan putaran : Kaedah ini melibatkan pemanasan PS dalam acuan berputar, mencipta produk berongga, lancar seperti tangki besar atau bekas.
Pencetakan mampatan : Dalam pengacuan mampatan, PS dimasukkan ke dalam acuan yang dipanaskan di mana tekanan digunakan untuk membentuk bahan. Teknik ini kurang biasa untuk PS tetapi digunakan untuk aplikasi tertentu yang memerlukan bahagian yang kuat dan kukuh.
Kitar semula dan kesan alam sekitar plastik PS
Plastik PS digunakan secara meluas, tetapi kesan alam sekitarnya adalah kebimbangan yang semakin meningkat. Mari kita menyelam ke dalam cabaran kitar semula dan isu -isu alam sekitar di sekitar Ps.
Kitar semula plastik PS
PS boleh dikitar semula, tetapi ia tidak semudah plastik lain. Inilah yang perlu anda ketahui:
PS boleh dikitar semula beberapa kali tanpa kehilangan kualiti yang signifikan
Ia dikenal pasti oleh simbol kitar semula #6
Banyak kemudahan kitar semula tidak menerima PS kerana cabaran memproses
Cabaran dalam proses kitar semula
Kitar semula PS tidak mudah. Beberapa halangan menjadikannya kurang biasa daripada plastik lain:
Pencemaran: Sisa makanan sering mencemarkan bekas makanan PS
Ketumpatan: PS adalah ringan, menjadikannya mahal untuk mengangkut
Permintaan Pasaran: Pasaran Terhad untuk Produk PS Kitar Semula
Pemprosesan: Peralatan khas yang diperlukan untuk kitar semula PS
Cabaran -cabaran ini menjadikan PS kitar semula kurang ekonomi yang berdaya maju untuk banyak kemudahan.
Kebimbangan alam sekitar
PS menimbulkan beberapa isu alam sekitar:
Bukan biodegradable
PS tidak memecah secara semula jadi. Ia boleh berterusan di alam sekitar selama beratus -ratus tahun.
Sampah
Produk PS ringan mudah menjadi sampah. Mereka sering dijumpai di jalanan dan kawasan semula jadi.
Pencemaran Marin
PS adalah penyumbang utama kepada pencemaran marin. Ia pecah menjadi kepingan kecil, merosakkan kehidupan marin.
Alternatif dan penyelesaian lestari
Untuk menangani kebimbangan ini, beberapa alternatif dan penyelesaian muncul:
Alternatif Biodegradable
Teknologi kitar semula yang lebih baik
Strategi pengurangan
Kegunaan inovatif untuk ps kitar semula
Bahan pembinaan
Kayu sintetik
Bekalan Seni dan Kraf
Berikut adalah perbandingan PS dengan beberapa alternatif:
| Bahan | Biodegradable | Kitar Semula | Kos Relatif |
| Ps | Tidak | Ya (mencabar) | Rendah |
| PLA | Ya | Ya | Medium |
| PBS | Ya | Ya | Tinggi |
| Kertas | Ya | Ya | Rendah |
Kesan alam sekitar PS adalah penting. Tetapi dengan teknologi dan alternatif baru, kami bergerak ke arah penyelesaian yang lebih mampan.
Perbandingan dengan plastik lain
Polistirena (PS) sering dibandingkan dengan plastik popular yang lain, masing -masing menawarkan sifat yang berbeza. Begini bagaimana PS bertumpuk terhadap PP , Pet , dan PVC.
PS vs PP (Polypropylene)
Ketumpatan : PS mempunyai ketumpatan yang lebih tinggi ( 1.05 g/cm³ ) berbanding dengan PP, yang lebih ringan ( 0.91 g/cm³ ). Ini menjadikan PP lebih sesuai untuk aplikasi ringan.
Fleksibiliti : PP lebih fleksibel dan kurang rapuh daripada PS, menjadikannya lebih baik untuk aplikasi yang memerlukan ketahanan dan rintangan impak, seperti pembungkusan dan bahagian automotif.
Kitar semula : Walaupun kedua-dua plastik boleh dikitar semula, PP umumnya lebih mudah dan lebih efektif untuk mengitar semula daripada PS, yang menghadapi cabaran kerana struktur dan keburukannya.
| Property | PS | PP |
| Ketumpatan | 1.05 g/cm³ | 0.91 g/cm³ |
| Fleksibiliti | Rapuh, kurang fleksibel | Sangat fleksibel |
| Kitar semula | Lebih sukar | Lebih mudah dan lebih biasa |
PS vs Pet (Polyethylene Terephthalate)
Ketelusan : Kedua -dua PS dan PET adalah telus, tetapi PET menawarkan kejelasan yang lebih baik, menjadikannya bahan pilihan untuk botol air dan pembungkusan makanan di mana penglihatan adalah penting.
Kekuatan : PET lebih kuat dan lebih tahan terhadap PS. Ia juga menawarkan rintangan yang lebih baik kepada perubahan suhu, menjadikannya sesuai untuk persekitaran panas dan sejuk.
Aplikasi : PS lebih disukai untuk produk seperti kes CD dan penebat, manakala PET digunakan untuk bekas minuman, pembungkusan, dan gentian tekstil.
| Property | PS | Pet PS |
| Ketelusan | Telus, jelas | Kejelasan yang lebih tinggi |
| Kekuatan | Rapuh, kurang tahan lama | Lebih kuat, lebih tahan lama |
| Kegunaan biasa | Kes CD, penebat | Botol minuman, serat |
PS vs PVC (Polyvinyl Chloride)
Fleksibiliti : PVC lebih fleksibel daripada PS, yang rapuh. Ini menjadikan PVC sesuai untuk paip paip, penebat elektrik, dan pembungkusan fleksibel.
Rintangan Kimia : PVC menawarkan rintangan kimia yang lebih baik, terutamanya terhadap asid dan alkali, menjadikannya sesuai untuk aplikasi di mana pendedahan kepada bahan kimia yang keras dijangka.
Impak Alam Sekitar : PVC mempunyai kesan alam sekitar yang lebih penting disebabkan oleh pembebasan klorin toksik semasa pengeluaran dan pelupusan, sementara cabaran alam sekitar PS adalah kitar semula.
| Property | PS | PVC |
| Fleksibiliti | Rapuh | Fleksibel |
| Rintangan kimia | Sederhana | Tinggi |
| Kesan alam sekitar | Kitar semula yang sukar | Pengeluaran dan pelupusan toksik |
Kesimpulan
Plastik PS adalah serba boleh dan digunakan secara meluas. Ia terkenal dengan kejelasan, ketegaran, dan sifat penebatnya. PS mencari aplikasi dalam pembungkusan, elektronik, dan pembinaan.
Pengubahsuaian seperti pinggul dan ABS meningkatkan prestasinya. Pelbagai kaedah pemprosesan, termasuk pengacuan suntikan dan thermoforming, membentuk PS ke dalam pelbagai produk.
Memilih gred PS yang betul dan kaedah pemprosesan adalah penting. Ia memastikan prestasi optimum dalam aplikasi tertentu. Pertimbangkan faktor seperti kekuatan, rintangan kimia, dan kesan alam sekitar apabila memilih PS.
Petua: Anda mungkin berminat dengan semua plastik
