Plast polystyrénu (PS) je všade. Od balenia po elektroniku hrá v našom každodennom živote obrovskú úlohu. Ale čo ho robí tak široko používaným?
V tomto článku preskúmame vlastnosti spoločnosti PS Plastic , prečo je to dôležité v rôznych odvetviach a ako sa spracúva. Dozviete sa o jeho aplikáciách, úpravách a výzvach, ktoré predstavuje.
Čo je plast polystyrénu (PS)?
PS je syntetický polymér. Je vyrobený z styrénu, kvapalného uhľovodíka. Chemický vzorec pre styrén je C8H8. Keď veľa styrénových molekúl spája, tvoria polystyrén.
Takto to funguje:
Styrénové monoméry sa extrahujú z ropy.
Tieto monoméry prechádzajú polymerizáciou.
Výsledok? Dlhé reťazce styrénových jednotiek, ktoré vytvárajú polystyrén.
Chemická štruktúra PS vyzerá takto:
[-ch (c6h5) -ch2-] n
Kde:
PS PLAST sa dodáva v rôznych formách:
Každá forma má jedinečné vlastnosti. Používajú sa v rôznych aplikáciách, od obalov po výstavbu.
PS je známy svojimi:
Vďaka týmto charakteristikám je PS populárnou voľbou v mnohých odvetviach. Je to ľahké, ľahko formovateľné a nákladovo efektívne na výrobu.
V nasledujúcich častiach sa ponoríme hlbšie do vlastností, aplikácií PS a metód spracovania. Uvidíte, prečo tento jednoduchý polymér hrá v našom každodennom živote tak veľkú úlohu.
Vlastnosti polystyrénu
Fyzikálne vlastnosti plastu PS
Plast polystyrénu (PS) vykazuje niekoľko pozoruhodných fyzikálnych vlastností , vďaka ktorým je vhodná pre rôzne priemyselné aplikácie.
Hustota a vzhľad
PS je ľahký, s hustotou 1,05 g/cm³. To je len trochu ťažšie ako voda!
Vo svojej pevnej podobe PS je:
Priehľadný
Bezfarebný
Lesklý
Vďaka tejto jasnosti je ideálny pre aplikácie, kde je rozhodujúca viditeľnosť.
Tepelné vlastnosti
PS má niekoľko zaujímavých tepelných vlastností:
Čo to znamená? PS začne zmäkčiť pri 100 ° C. Plne topí pri 240 ° C.
Jeho tepelná vodivosť je nízka pri 0,033 W/(m · K). Vďaka tomu je PS vynikajúcim izolátorom.
Elektrické vlastnosti
PS svieti ako elektrický izolátor. Často sa používa v elektronických komponentoch a puzdrách.
Optické vlastnosti
PS sa môže pochváliť vysokou priehľadnosťou. Jeho index lomu je 1,59, vyšší ako mnoho iných plastov.
Táto vlastnosť robí PS ideálnym pre:
Optické šošovky
Difúzor
Výstavné prípady
| vlastníctva | hodnotu |
| Hustota | 1,05 g/cm³ |
| Vzhľad | Priehľadný, lesklý |
| Miesto topenia | 240 ° C (464 ° F) |
| Teplota prechodu skla | 100 ° C (212 ° F) |
| Tepelná vodivosť | 0,033 w/(m · k) |
| Elektrická izolácia | Vynikajúci |
| Optické vlastnosti | Vysoká priehľadnosť |
| Index lomu | 1.59 |
Mechanické vlastnosti plastu PS
Sila a flexibilita
PLAS PLAST vykazuje pôsobivú pevnosť:
Ale nie je to veľmi flexibilné. Jeho predĺženie pri prestávke je iba 1-2,5%.
Odolnosť proti tvrdosti a nárazu
PS je ťažké, s tvrdosťou Rockwell R75-105. Vďaka tomu je odolné voči škrabancom a priehlbinám.
Je to však krehké s nízkym nárazom. Zložte položku PS a môže to prasknúť alebo rozbiť.
Tuhosť
PS je známa svojou vysokou tuhosťou. Je to tuhý materiál, ktorý udržiava svoj tvar za väčšiny podmienok.
Tu je rýchle porovnanie mechanických vlastností PS:
| vlastnosti | Hodnota |
| Pevnosť v ťahu | 30-55 MPa |
| Ohybová sila | 48-76 MPA |
| Predĺženie pri prestávke | 1-2,5% |
| Tvrdosť (Rockwell) | R75-105 |
| Nárazová sila | Nízky |
| Tuhosť | Vysoký |
Vďaka týmto vlastnostiam je PS ideálnym pre určité aplikácie:
Jednorazový príbory
CD prípady
Balenie
Chemický odpor plastu PS
Chemická odolnosť PS Plastu je zmiešaný vrecko. Postaví sa na niektoré látky, ale bojuje proti iným.
Odolnosť voči bežným chemikáliám
PS ukazuje dobrý odpor proti:
Kyseliny (zriedené)
Základne
Alkoholy
Vďaka tomu je vhodné pre mnoho domácich a priemyselných aplikácií.
Slabé stránky
PS má však svoju Achillovu pätu. Je to rozpustné v:
PS tiež nelieči dobre proti:
Koncentrované kyseliny
Estery
Ketóny
Môžu spôsobiť, že PS degraduje alebo sa rozpustí.
UV odpor
PS má zlý UV odpor. Keď je vystavený slnečnému žiareniu, má tendenciu:
Žltý
Stáť krehký
V priebehu času
To obmedzuje jeho použitie vo vonkajších aplikáciách.
Tu je rýchla referenčná tabuľka:
| chemickej skupine | Odolnosť proti |
| Zriedený kyseliny | Dobrý |
| Základne | Dobrý |
| Alkoholy | Dobrý |
| Aromatické uhľovodíky | Úbohý |
| Chlórované uhľovodíky | Úbohý |
| Koncentrované kyseliny | Úbohý |
| Estery | Úbohý |
| Ketóny | Úbohý |
| UV svetlo | Úbohý |
Aplikácie plastu PS
Plas PS je neuveriteľne univerzálny. Používa sa v rôznych odvetviach, od obalov po zdravotnícke pomôcky. Preskúmajme jeho rozsiahle aplikácie.
Balenie
PS dominuje svetu balenia. Nájdete to v:
Jeho ľahká povaha a izolačné vlastnosti z neho robia ideálnu pre balenie potravín.
Elektronika
V priemysle elektroniky hrá PS rozhodujúcu úlohu:
Vlastnosti elektrickej izolácie spoločnosti PS z neho robia materiál pre elektronické aplikácie.
Automobilový priemysel
Výrobcovia automobilov milujú PS pre svoju univerzálnosť:
PS pomáha znižovať hmotnosť vozidla, zlepšuje palivovú účinnosť.
Výstavba
Doska Polystyrénu XPS
PS nájde cestu tiež do budov:
Jeho izolačné vlastnosti pomáhajú zlepšovať energetickú účinnosť v budovách.
Lekárske a laboratórne
PS je rozhodujúci v lekárskych a vedeckých oblastiach:
Vďaka jeho jasnosti a chemickému odporu je ideálna pre laboratórne vybavenie.
Ďalšie aplikácie
Univerzálnosť PS sa rozširuje do mnohých ďalších oblastí:
Hračky a spotrebné výrobky
Jednorazové príbory a riad
Tvorba modelu a prototypovanie
Tu je rýchly prehľad aplikácií PS:
| priemyselné | aplikácie |
| Balenie | Potravinové nádoby, ochranná pena, maloobchodné balenie |
| Elektronika | Kryty zariadenia, izolácia, prípady CD/DVD |
| Automobilový | Vnútorné obloženie, prístrojové panely, konštrukčné prvky |
| Výstavba | Izolačné dosky, dekoratívne lišty, ľahký betón |
| Lekársky/laboratórium | Petriho misky, diagnostické komponenty, balenie zariadení |
| Druhý | Hračky, jednorazové príbory, prototypovanie |
Úpravy plastu PS
Plast PS je možné rôznymi spôsobmi modifikovať, aby sa zlepšil svoje vlastnosti pre rôzne aplikácie. Tieto úpravy zahŕňajú kopolyméry, prísady a peny.
Kopolyméry a zmesi
Polystyrén sa často zmiešuje alebo kopolymerizuje s inými materiálmi, aby sa zlepšil rezistenciu na náraz, flexibilitu a tepelnú stabilitu.
Vysoko nárazový polystyrén (boky)
Boky sú ps so zákrutom. Je to tvrdšie a flexibilnejšie ako bežné PS.
Kompozícia
Boky sa vyrábajú pridaním polybutadiénovej gumy do PS. Tým sa vytvára dvojfázový systém:
Vylepšené vlastnosti
V porovnaní s bežným PS, HIPS ponúka:
Odolnosť proti nárazu
Lepšia flexibilita
Vylepšená húževnatosť
Žiadosti
Boky nájde cestu do mnohých výrobkov:
Vložky na chladničku
Balenie
Automobilové diely
Hračky a spotrebný tovar
Boky verzus všeobecné účely ps
| nehnuteľnosti | boky | na všeobecné účely ps |
| Nárazová sila | Vysoký | Nízky |
| Flexibilita | Dobrý | Úbohý |
| Nepriehľadnosť | Nepriehľadný | Priehľadný |
| Náklady | Vyšší | Znížiť |
Akrylonitril butadién styrén (ABS)
ABS je tvrdý plast, ktorý obsahuje PS. Je známy svojou silou a tepelným odporom.
Úloha PS v ABS
PS prispieva k abs:
Tuhosť
Jednoduché spracovanie
Lesk
Vylepšené vlastnosti
ABS prevyšuje PS niekoľkými spôsobmi:
Bežné použitie ABS
Nájdete abs v:
Automobilové diely
Elektronické kryty
Potrubné systémy
Tehla LEGO
Ostatné PS kopolyméry a zmesi
PS hrá dobre s ostatnými. Tu je niekoľko ďalších populárnych úprav:
PS-CO-metylmetakrylát (PSMMA)
PSMMA kombinuje PS s metylmetakrylátom. Ponúka:
Zlepšený UV odpor
Lepšia jasnosť
Zvýšený chemický odpor
Používa sa vo vonkajšom značení a optických šošovkách.
Styréne-butadién guma (SBR)
SBR je syntetická guma. Vyrába sa kopolymerizáciou styrénu s butadiénom. SBR poskytuje:
Nájdete SBR v pneumatikách a podrážky topánok.
Prísady a výplne
Plast PS je možné vylepšiť prísadami, aby vyhovoval konkrétnym potrebám výkonu.
Farbas a pigmenty : Tieto sa používajú na zabezpečenie širokej škály farebných možností, čo umožňuje produktom PS splniť estetické požiadavky.
Spomaľovače horenia : Tieto prísady zlepšujú odpor proti požiaru PS, vďaka čomu je bezpečnejšie pre aplikácie v elektronike a konštrukcii.
Modifikátory nárazu : Tieto materiály sa pridávajú, aby sa zvýšila húževnatosť PS, znižovala jeho prirodzenú krehkosť a rozširovala jeho používanie v oblastiach s vysokým dopadom.
Antistatické látky : Tieto sa pridávajú na zníženie statického nahromadenia, zvlášť dôležité pre elektronické komponenty, kde statický výtok môže spôsobiť poškodenie.
Peny a kompozity
PS je možné peniť alebo kombinovať s inými materiálmi, aby sa vytvorili ľahké izolačné výrobky.
Expandovaný polystyrén (EPS) : EPS sa bežne používa na izoláciu a ochranné balenie, je ľahká pena, ktorá ponúka vynikajúce tepelné izolačné vlastnosti.
Extrudovaný polystyrén (XPS) : XPS má vyššiu hustotu ako EPS, vďaka čomu je vhodnejšia pre aplikácie, kde je odolnosť proti vlhkosti kritický, napríklad pri izolácii budov.
PS penové kompozity s vláknami alebo výplňami : Tieto kompozity kombinujú PS s materiálmi, ako sú sklenené vlákna alebo minerálne výplne, aby sa zlepšila pevnosť, tepelný odpor alebo mechanické vlastnosti, vďaka čomu sú vhodné pre náročnejšie aplikácie.
Spracovanie plastu PS
Plast polystyrénu (PS) sa môže spracovať pomocou niekoľkých metód v závislosti od aplikácie. Každý proces ponúka jedinečné výhody a vyžaduje konkrétne úvahy o návrhu.
Vstrekovanie
Vstrekovanie je jednou z najbežnejších metód spracovania plastu PS. Zahŕňa vstrekovanie roztaveného PS do formy, čo umožňuje efektívne vytváranie komplexných a podrobných častí.
Opis a výhody procesu : PS sa roztopí a vstrekuje do foriem, kde sa ochladí a stvrdne. Tento proces je rýchly, nákladovo efektívny a môže produkovať s veľkým objemom, zložitými časťami s dobrou rozmerovou presnosťou.
Konštrukčné úvahy o vstrekovaných dieloch PS : Vďaka svojej krehkosti vyžaduje PS opatrnú pozornosť hrúbke steny a dizajnu vyhadzovania, aby sa zabránilo praskaniu. Okrem toho sú rýchlosti chladenia a regulácia teploty rozhodujúce na minimalizáciu deformácie.
Riešenie problémov bežných problémov s injekciou : Bežné problémy zahŕňajú zmršťovanie, deformovanie a praskanie. Tieto sa často dajú opraviť nastavením konštrukcie foriem, ovládaním procesu chladenia a úpravou indexu toku taveniny materiálu.
Vytláčanie
Extrúzia je ďalším populárnym procesom formovania plastu PS, najmä na výrobu dlhých, nepretržitých foriem, ako sú listy, potrubia a profily.
Prehľad procesu a aplikácie : Pri extrúzii sa PS roztaví a vynúti matricou, aby vytvorila súvislé tvary. Bežne sa používa na výrobu plachiet, prútov a potrubí.
Extrúzne stupne plastu PS : Rôzne stupne PS sú k dispozícii na extrúziu, z ktorých každá je optimalizovaná pre rôzne aplikácie, ako je vytláčanie filmu alebo vytláčanie hárkov.
Koextrúzia s inými polymérmi : PS je možné tiež koextrudovať s inými plastmi, aby sa zvýšila výkonnostné charakteristiky, ako je zlepšená flexibilita alebo trvanlivosť. Koextrúzia umožňuje viacvrstvové výrobky, ktoré kombinujú výhody rôznych materiálov.
Termoformovanie
Termoformovanie zahŕňa zahrievanie listov PS a ich tvarovanie cez plesne. Táto metóda je ideálna na vytváranie veľkých, ľahkých častí, ako sú obaly a zásobníky.
Techniky tvarovania vákua a tvorby tlaku : Pri formovaní vákua sa vyhrievaný list PS nakreslí na pleseň vákuom. Pri vytváraní tlaku sa vyvíja ďalší tlak na dosiahnutie jemnejších detailov a ostrejších rohov.
Vylúčenie z plachiet a výroba zásob : PS listy sa zvyčajne vyrábajú extrúziou pred použitím v procese termoformovania. Rollová zásoba je ďalšou formou bežne používanou na hromadnú výrobu.
Pokyny na návrh konštrukcie termoformu : Pri navrhovaní častí PS pre tepeformy, rovnomerná hrúbka a správne uhly konceptu sú rozhodujúce pre uvoľňovanie dielu a vyhnúť sa riedeniu v rohoch.
Ďalšie metódy spracovania
Okrem hlavných metód je možné PS plastu spracovať pomocou ďalších techník, ktoré vyhovujú konkrétnym potrebám.
Vyfukovanie : PS sa roztopí a fúka do formy, aby sa vytvorili dutiny, ako sú fľaše a nádoby.
Rotačné formovanie : Táto metóda zahŕňa zahrievanie PS v rotujúcej forme, vytvára duté a plynulé výrobky, ako sú veľké nádrže alebo nádoby.
Kompresná lišta : Pri kompresnom lište sa PS umiestni do vyhrievanej formy, kde sa tlak používa na tvarovanie materiálu. Táto technika je menej bežná pre PS, ale používa sa pre konkrétne aplikácie vyžadujúce silné a pevné časti.
Recyklácia a vplyv environmentálneho vplyvu plastu PS
Plast PS sa široko používa, ale jeho vplyv na životné prostredie je rastúcim problémom. Poďme sa ponoriť do problémov s recykláciou a environmentálnym problémom okolo PS.
Recyklovateľnosť plastu PS
PS je recyklovateľná, ale nie je to také jednoduché ako iné plasty. Tu je to, čo potrebujete vedieť:
PS je možné recyklovať viackrát bez výraznej straty kvality
Je identifikovaný recyklujúcim symbolom #6
Mnoho recyklačných zariadení neakceptuje PS kvôli problémom so spracovaním
Výzvy v procese recyklácie
Recyklácia PS nie je ľahká. Niekoľko prekážok je menej bežné ako iné plasty:
Kontaminácia: Zvyšky potravín často kontaminujú potravinové nádoby PS
Hustota: PS je ľahká, takže je drahá prepravu
Dopyt na trhu: Obmedzený trh s recyklovanými výrobkami PS
Spracovanie: Špeciálne vybavenie potrebné na recykláciu PS
Tieto výzvy spôsobujú, že recyklácia PS je menej ekonomicky životaschopná pre mnoho zariadení.
Environmentálne obavy
PS predstavuje niekoľko environmentálnych problémov:
Nebiodivateľný
PS sa prirodzene nerozpadá. V prostredí môže pretrvávať stovky rokov.
Podstielka
Ľahké produkty PS sa ľahko stávajú podstielkou. Často sa nachádzajú v uliciach a prírodných oblastiach.
Znečistenie
PS je hlavným prispievateľom k znečisteniu morských. Rozdeľuje sa na malé kúsky a poškodzuje morský život.
Alternatívy a udržateľné riešenia
Na riešenie týchto obáv sa objavuje niekoľko alternatív a riešení:
Biologicky odbúrateľné alternatívy
PLA (kyselina polylaktová): vyrobené z obnoviteľných zdrojov, ako je kukuričný škrob
PBS (sukcinát polybutylén): biologicky odbúrateľné a kompostovateľné
Vylepšené technológie recyklácie
Redukčné stratégie
Inovatívne použitie pre recyklované PS
Tu je porovnanie PS s niektorými alternatívami:
| materiál | biologicky odbúrateľný | recyklovateľný | relatívny náklady |
| Ps | Nie | Áno (náročné) | Nízky |
| Plan | Áno | Áno | Médium |
| PBS | Áno | Áno | Vysoký |
| Papier | Áno | Áno | Nízky |
Vplyv PS na životné prostredie je významný. Ale s novými technológiami a alternatívami sa pohybujeme smerom k udržateľnejším riešeniam.
Porovnanie s inými plastmi
Polystyrén (PS) sa často porovnáva s inými populárnymi plastmi, z ktorých každá ponúka zreteľné vlastnosti. Tu je návod, ako sa ps stohuje proti PP , Pet a PVC.
PS vs. PP (polypropylén)
Hustota : PS má vyššiu hustotu ( 1,05 g/cm³ ) v porovnaní s PP, ktorý je ľahší ( 0,91 g/cm³ ). Vďaka tomu je PP vhodnejšia pre ľahké aplikácie.
Flexibilita : PP je flexibilnejšia a menej krehká ako PS, čím sa zlepšuje pre aplikácie, ktoré si vyžadujú odolnosť voči trvanlivosti a nárazu, ako sú obaly a automobilové diely.
Recyklovateľnosť : Zatiaľ čo obe plasty sú recyklovateľné, PP je vo všeobecnosti jednoduchšia a nákladovo efektívnejšia ako PS, čo čelí výzvam v dôsledku jej štruktúry a krehkosti.
| vlastnosť | PS | PP |
| Hustota | 1,05 g/cm³ | 0,91 g/cm³ |
| Flexibilita | Krehký, menej flexibilný | Veľmi flexibilný |
| Recyklovateľnosť | Ťažšie | Ľahšie a bežnejšie |
PS vs. PET (PELEetyléntereftalát)
Transparentnosť : PS aj PET sú transparentné, ale PET ponúka lepšiu čistotu, takže je materiálom výberu fliaš na vodu a balenie potravín, kde je nevyhnutná viditeľnosť.
Sila : PET je silnejšia a viac odolná voči nárazom ako PS. Ponúka tiež lepšiu odolnosť voči zmenám teploty, vďaka čomu je ideálny pre horúce aj chladné prostredie.
Aplikácie : PS je uprednostňovaná pre výrobky, ako sú prípady CD a izolácia, zatiaľ čo PET sa používa pre nádoby na nápoje, balenie a textilné vlákna.
| vlastnosť | PS | PET |
| Priehľadnosť | Priehľadný, jasný | Vyššia jasnosť |
| Sila | Krehký, menej odolný | Silnejší, odolnejší |
| Bežné použitie | Prípady CD, izolácia | Fľaše s nápojmi, vlákna |
PS vs. PVC (polyvinylchlorid)
Flexibilita : PVC je flexibilnejšia ako PS, ktorá je krehká. Vďaka tomu je PVC vhodný pre inštalatérske potrubia, elektrickú izoláciu a flexibilné balenie.
Chemická rezistencia : PVC ponúka lepšiu chemickú odolnosť, najmä proti kyselinám a alkalisom, vďaka čomu je vhodný pre aplikácie, kde sa očakáva vystavenie tvrdým chemikáliám.
Vplyv na životné prostredie : PVC má výraznejší vplyv na životné prostredie v dôsledku uvoľňovania toxického chlóru počas výroby a likvidácie, zatiaľ čo hlavnou environmentálnou výzvou spoločnosti PS je jeho recyklovateľnosť.
| vlastnosť | PS | PVC |
| Flexibilita | Krehký | Flexibilný |
| Chemický odpor | Mierny | Vysoký |
| Vplyv na životné prostredie | Náročné recyklácie | Toxická výroba a zneškodnenie |
Záver
Plas PS je univerzálny a široko používaný. Je známy svojou jasnosťou, rigiditou a izolačnými vlastnosťami. PS nájde aplikácie v balení, elektronike a konštrukcii.
Úpravy, ako sú boky a ABS, zvyšujú jeho výkon. Rôzne metódy spracovania, vrátane vstrekovania a termoformovania, formujú PS do rôznych výrobkov.
Výber správnej metódy stupňa a spracovania PS je rozhodujúci. Zabezpečuje optimálny výkon v konkrétnych aplikáciách. Pri výbere Ps zvážte faktory, ako je sila, chemická odolnosť a vplyv na životné prostredie.
Tipy: Možno vás zaujíma všetky plasty
