Пластик полістиролу (PS) є скрізь. Від упаковки до електроніки, вона відіграє величезну роль у нашому повсякденному житті. Але що робить його таким широко використовуваним?
У цій статті ми вивчимо властивості PS Plastic , чому це важливо в різних галузях та як це обробляється. Ви дізнаєтесь про його застосування, модифікації та проблеми, які він представляє.
Що таке пластик з полістиролу (PS)?
PS - синтетичний полімер. Він виготовлений з стиролу, рідкого вуглеводню. Хімічна формула стиролу - C8H8. Коли багато молекул стиролу пов'язують між собою, вони утворюють полістирол.
Ось як це працює:
Стирольні мономери витягуються з нафти.
Ці мономери проходять полімеризацію.
Результат? Довгі ланцюги стиронених одиниць, створюючи полістирол.
Хімічна структура PS виглядає так:
[-CH (C6H5) -CH2-] n
Де:
CH являє собою вуглець та водневий атом
C6H5 - це бензольне кільце
n - кількість повторюваних одиниць
PS Пластик поставляється в різних формах:
Кожна форма має унікальні властивості. Вони використовуються в різних програмах, від упаковки до будівництва.
PS відомий своїми:
Ці характеристики роблять PS популярним вибором у багатьох галузях. Він легкий, простий у формуванні та економічно вигідний у виробництві.
У наступних розділах ми заглиблюємось у властивості, програми та методи обробки PS. Ви побачите, чому цей простий полімер відіграє таку велику роль у нашому повсякденному житті.
Властивості полістиролу
Фізичні властивості пластику PS
Пластик полістиролу (PS) демонструє кілька помітних фізичних властивостей , які роблять його придатним для різних промислових застосувань.
Щільність та зовнішній вигляд
PS легкий, з щільністю 1,05 г/см⊃3;. Це просто важче вода!
У його твердій формі PS:
Прозорий
Безбарвний
Глянцевий
Ця чіткість робить його ідеальним для додатків, де видимість має вирішальне значення.
Теплові характеристики
PS має кілька цікавих теплових властивостей:
Що це означає? PS починає пом'якшувати при 100 ° С. Він повністю тане при 240 ° С.
Його теплопровідність низька на рівні 0,033 Вт/(м · к). Це робить PS відмінним ізолятором.
Електричні властивості
PS світить як електричний ізолятор. Він часто використовується в електронних компонентах та корпусах.
Оптичні властивості
PS може похвалитися високою прозорістю. Його показник заломлення на 1,59, вище, ніж багато інших пластмас.
Ця властивість робить PS ідеальним для:
Оптичні лінзи
Світлі дифузатори
Відображення випадків
| власності | вартості |
| Щільність | 1,05 г/см⊃3; |
| Зовнішність | Прозорий, глянцевий |
| Точка плавлення | 240 ° C (464 ° F) |
| Температура переходу скла | 100 ° C (212 ° F) |
| Теплопровідність | 0,033 Вт/(м · К) |
| Електрична ізоляція | Відмінний |
| Оптичні властивості | Висока прозорість |
| Індекс заломлення | 1.59 |
Механічні властивості пластику PS
Сила та гнучкість
PS пластиковий показує вражаючу силу:
Але це не дуже гнучко. Його подовження на перерві становить лише 1-2,5%.
Твердість та ударний опір
PS важкий, з твердістю Роквелла R75-105. Це робить його стійким до подряпин і вм'ятин.
Однак це крихка з низькою силою впливу. Відкиньте предмет PS, і він може зламати або зруйнувати.
Жорсткість
PS відомий своєю високою жорсткістю. Це жорсткий матеріал, підтримуючи його форму в більшості умов.
Ось швидке порівняння механічних властивостей PS:
| властивості | значення |
| Сила на розрив | 30-55 МПа |
| Сила згинання | 48-76 МПа |
| Подовження на перерві | 1-2,5% |
| Твердість (Роквелл) | R75-105 |
| Вплив сили | Низький |
| Жорсткість | Високий |
Ці властивості роблять PS ідеальним для певних застосувань:
Хімічна стійкість PS пластика
Хімічна стійкість PS Plastic - це змішаний мішок. Це стоїть до деяких речовин, але протистоїть інших.
Резистентність до загальних хімічних речовин
PS демонструє хорошу стійкість до:
Кислоти (розбавляють)
Бази
Спирти
Це робить його придатним для багатьох домашніх та промислових програм.
Слабкі місця
Однак PS має свою ахілесу. Це розчинно в:
PS також не протистояти:
Концентровані кислоти
Ефіри
Кетони
Вони можуть призвести до погіршення або розчинення ПС.
УФ -опір
PS має погану резистентність до УФ. Піддаючись сонячному світлу, він має тенденцію до:
Жовтий
Стати крихким
З часом погіршується
Це обмежує його використання у зовнішніх додатках.
Ось швидка довідкова таблиця:
| Хімічна групова | стійкість |
| Розведені кислоти | Добрий |
| Бази | Добрий |
| Спирти | Добрий |
| Ароматичні вуглеводні | Бідний |
| Хлоровані вуглеводні | Бідний |
| Концентровані кислоти | Бідний |
| Ефіри | Бідний |
| Кетони | Бідний |
| УФ -світло | Бідний |
Застосування пластику PS
PS пластик неймовірно універсальний. Він використовується в різних галузях, від упаковки до медичних пристроїв. Давайте вивчимо його широкі програми.
Упаковка
PS домінує у світі упаковки. Ви знайдете його в:
Його легкі властивості природи та ізоляції роблять його ідеальним для упаковки їжі.
Електроніка
У галузі електроніки PS відіграє вирішальну роль:
Властивості електричної ізоляції PS роблять його матеріалом для електронних застосувань.
Автомобільна промисловість
Виробники автомобілів люблять PS за його універсальність:
Внутрішня обробка компонентів
Інструментальні панелі та ручки
Легкі структурні елементи
PS допомагає зменшити вагу транспортних засобів, підвищення ефективності палива.
Будівництво
Пінополістирольна плата XPS
PS також знаходить свій шлях у будівлі:
Його ізоляційні властивості допомагають підвищити енергоефективність у будівлях.
Медичний та лабораторний
PS має вирішальне значення в медичних та наукових галузях:
Його чіткість та хімічна стійкість роблять його ідеальним для лабораторного обладнання.
Інші програми
Універсальність PS поширюється на багато інших областей:
Іграшки та споживча продукція
Одноразові столові прибори та посуд
Модель виготовлення та прототипування
Ось швидкий огляд додатків PS:
| Промислові | програми |
| Упаковка | Контейнери з їжею, захисна піна, роздрібна упаковка |
| Електроніка | Корпуси пристрою, утеплення, CD/DVD |
| Автомобільний | Внутрішня обробка, панелі приладів, структурні елементи |
| Будівництво | Ізоляційні дошки, декоративні молдинги, легкий бетон |
| Медичний/лабораторія | Страви Петрі, діагностичні компоненти, упаковка пристроїв |
| Інший | Іграшки, одноразові столові прибори, прототипування |
Модифікації пластику PS
PS пластик може бути змінений різними способами для покращення своїх властивостей для різних застосувань. Ці модифікації включають сополімери, добавки та піни.
Сополімери та суміші
Полістирол часто змішується або сополімеризується з іншими матеріалами для поліпшення стійкості до удару, гнучкості та термічної стійкості.
Полістирол високого впливу (стегна)
Стегна - PS з поворотом. Це жорсткіше і гнучкіше, ніж звичайний PS.
Склад
Стегна виготовляють шляхом додавання до PS Polybutadiene Rubber. Це створює двофазну систему:
Посилені властивості
Порівняно з звичайними PS, пропонує стегна:
Заявки
Хіпи знаходять свій шлях до багатьох продуктів:
Стегна проти загального призначення PS
| Властивість | HIPS | Загальне призначення PS |
| Вплив сили | Високий | Низький |
| Гнучкість | Добрий | Бідний |
| Непрозорість | Непрозорий | Прозорий |
| Вартість | Вищий | Опускатися |
Акрилонітрил бутадіен стирол (ABS)
ABS - це жорсткий пластик, який включає PS. Він відомий своєю силою та тепловою стійкістю.
Роль PS в ABS
PS сприяє ABS:
Жорсткість
Простота обробки
Глос
Вдосконалені характеристики
ABS перевершує PS декількома способами:
Поширене використання ABS
Ви знайдете абс у:
Автомобільні деталі
Електронні корпуси
Трубові системи
Цегла лего
Інші сополімери та суміші PS
PS добре грає з іншими. Ось деякі інші популярні модифікації:
PS-CO-метилметакрилат (PSMMA)
PSMMA поєднує PS з метилметакрилатом. Він пропонує:
Він використовується в зовнішніх вивісках та оптичних лінзах.
Гума стирол-бутадієна (SBR)
SBR - синтетична гума. Це зроблено шляхом сополімеризації стиролу з бутадієном. SBR забезпечує:
Ви знайдете SBR в автомобілях і взуттєвих підошвах.
Добавки та наповнювачі
PS Plastic можна покращити за допомогою добавок для задоволення конкретних потреб у продуктивності.
Барведині та пігменти : вони використовуються для забезпечення широкого спектру кольорових варіантів, що дозволяє PS Products відповідати естетичним вимогам.
Полум'яні запаси : ці добавки покращують пожежну стійкість PS, що робить його більш безпечним для застосувань в електроніці та будівництві.
Модифікатори впливу : ці матеріали додаються для підвищення міцності ПС, зменшення його природної кривдності та розширення її використання в областях з високим впливом.
Антистатичні засоби : Вони додаються для зменшення статичного накопичення, особливо важливого для електронних компонентів, де статичний розряд може спричинити пошкодження.
Піни та композити
PS можна спінити або поєднувати з іншими матеріалами для створення легких, ізоляційних продуктів.
Розширений полістирол (EPS) : зазвичай використовується для ізоляції та захисної упаковки, EPS - це легка піна, яка пропонує чудові властивості теплоізоляції.
Екструдований полістирол (XPS) : XPS має більшу щільність, ніж EPS, що робить його краще підходить для застосувань, де стійкість до вологи є критичною, наприклад, у будівельній ізоляції.
PS Poam Composites з волокнами або наповнювачами : Ці композити поєднують PS з такими матеріалами, як скляні волокна або мінеральні наповнювачі для покращення міцності, термічної стійкості або механічних властивостей, що робить їх придатними для більш вимогливих застосувань.
Обробка пластику PS
Пластик полістиролу (PS) можна обробити за допомогою декількох методів, залежно від застосування. Кожен процес пропонує унікальні переваги та вимагає конкретних дизайнерських міркувань.
Підприємство для ін'єкцій
Мовдання ін'єкції - один з найпоширеніших методів обробки пластику PS. Він передбачає введення розплавленого PS у форму, що дозволяє ефективно створювати складні та детальні деталі.
Опис процесу та переваги : PS розтануть і вводиться у форми, де він охолоджується і твердне. Процес швидкий, економічно вигідний і може виробляти великі об'ємні, складні частини з хорошою розмірною точністю.
Дизайнерські міркування для ін'єкційних деталей PS : Завдяки його криханню PS вимагає ретельної уваги до товщини стін та викидного дизайну, щоб уникнути розтріскування. Крім того, швидкості охолодження та контроль температури мають вирішальне значення для мінімізації викривлення.
Усунення несправностей Проблеми для лиття для лиття : Поширені проблеми включають усадку, викривлення та розтріскування. Їх часто можна виправити, регулюючи конструкцію цвілі, контролюючи процес охолодження та змінивши індекс потоку розплаву матеріалу.
Екструзія
Екструзія - це ще один популярний процес формування пластику PS, особливо для отримання довгих, безперервних форм, як аркуші, труби та профілі.
Огляд процесу та додатки : У екструзії PS розтануть і вимушується через штамп для створення безперервних форм. Він зазвичай використовується для виготовлення аркушів, стрижнів та труб.
Екструзійні класи пластику PS : Різні сорти PS доступні для екструзії, кожна оптимізована для різних застосувань, таких як екструзія плівки або екструзія листа.
Співекстрія з іншими полімерами : PS також може бути спільно з іншими пластмасами для підвищення характеристик продуктивності, таких як поліпшення гнучкості або довговічності. Coexstrusion дозволяє отримати багатошарові продукти, які поєднують переваги різних матеріалів.
Термоформування
Термоформування передбачає нагрівання аркушів PS та формування їх над цвільами. Цей метод ідеально підходить для створення великих легких деталей, таких як упаковка та лотки.
Методи формування вакууму та формування тиску : У вакуумному утворенні нагрітий аркуш PS намальовується над формою вакуумом. При формуванні тиску застосовується додатковий тиск для досягнення більш тонких деталей та гостріших кутів.
Екструзія аркушів та виготовлення кол . Листів, як правило, виробляються за допомогою екструзії, перш ніж використовуватись у процесі термоформування. Рулон - це ще одна форма, яка зазвичай використовується для масового виробництва.
Термоформні конструктивні рекомендації : при розробці деталей PS для термоформування, рівномірна товщина та належні кути проекту є критично важливими для вивільнення частини та для уникнення стоншення в кутах.
Інші методи обробки
Крім основних методів, пластик PS може бути оброблений за допомогою додаткових методик для задоволення конкретних потреб.
Міністрування : PS розтоплюється і підірве у форму, щоб створити порожнисті деталі, такі як пляшки та контейнери.
Ротаційне лиття : Цей метод включає нагрівання PS у обертовій формі, створення порожнистих, безшовних продуктів, таких як великі резервуари або контейнери.
Стиснення ліплення : У стисненому лиття PS розміщується в нагріту форму, де наноситься тиск для формування матеріалу. Ця методика є рідше для ПС, але використовується для конкретних застосувань, що потребують сильних твердих деталей.
Переробка та вплив на навколишнє середовище пластику PS
PS Plastic широко використовується, але його вплив на навколишнє середовище викликає все більшу стурбованість. Давайте зануримось у проблеми з переробкою та екологічні проблеми, пов'язані з ПС.
Переробка пластику PS
PS підлягає переробці, але це не так просто, як інші пластмаси. Ось що вам потрібно знати:
PS можна переробляти кілька разів без значної втрати якості
Він ідентифікований символом переробки №6
Багато засобів для переробки не приймають PS через проблеми з обробкою
Проблеми в процесі переробки
Переробка PS непросто. Кілька перешкод роблять його рідше, ніж інші пластмаси:
Забруднення: харчові залишки часто забруднюють контейнери для харчових продуктів PS
Щільність: PS легкий, що робить його дорогим для транспортування
Попит на ринок: обмежений ринок переробленої продукції PS
Обробка: Спеціальне обладнання, необхідне для переробки ПС
Ці виклики роблять переробку ПС менш економічно життєздатними для багатьох закладів.
Екологічні проблеми
PS ставить кілька екологічних проблем:
Небіодеградований
PS не руйнується природним шляхом. Він може зберігатися в навколишньому середовищі протягом сотень років.
Послід
Легкі продукти PS легко стають послідом. Вони часто зустрічаються на вулицях та природних районах.
Морське забруднення
PS є головним внеском у морське забруднення. Він розбивається на невеликі шматочки, завдаючи шкоди морському життю.
Альтернативи та стійкі рішення
Для вирішення цих проблем виникає кілька альтернатив та рішень:
Біорозкладані альтернативи
PLA (полілактична кислота): Зроблено з відновлюваних ресурсів, таких як кукурудзяний крохмаль
PBS (полібутилен сукцинат): біологічно розкладається та компостувати
Вдосконалені технології переробки
Стратегії скорочення
Інноваційне використання для переробленого PS
Будівельні матеріали
Синтетичний пиломатеріал
Мистецтво та ремесло
Ось порівняння PS з деякими альтернативами:
| матеріальні | біорозкладані | відносні | витрати |
| PS | Ні | Так (складно) | Низький |
| Котлет | Так | Так | Середній |
| PBS | Так | Так | Високий |
| Паперовий | Так | Так | Низький |
Вплив на навколишнє середовище ПС є значним. Але з новими технологіями та альтернативами ми рухаємось до більш стійких рішень.
Порівняння з іншими пластиками
Полістирол (PS) часто порівнюють з іншими популярними пластмасами, кожна з яких пропонує чіткі властивості. Ось як PS складається проти PP , PET та ПВХ.
PS проти PP (поліпропілен)
Щільність : PS має більшу щільність ( 1,05 г/см⊃3; ) порівняно з ПП, який легший ( 0,91 г/см⊃3; ). Це робить ПП більш підходящим для легких застосувань.
Гнучкість : PP є більш гнучким і менш крихким, ніж PS, що робить його кращим для додатків, що потребують довговічності та опору удару, таких як упаковка та автомобільні деталі.
Переробленість : Хоча обидві пластмаси підлягають переробці, ПП, як правило, простіше і економічніше переробити, ніж PS, що стикається з проблемами через його структуру та крихкість.
| властивість | PS | PP |
| Щільність | 1,05 г/см⊃3; | 0,91 г/см⊃3; |
| Гнучкість | Крихкий, менш гнучкий | Дуже гнучкий |
| Переробка | Складніше | Простіше і частіше |
PS проти ПЕТ (поліетилен Терефталат)
Прозорість : І PS, і PET є прозорими, але PET пропонує кращу чіткість, що робить його матеріалом вибору пляшок з водою та упаковкою їжі, де видимість є важливою.
Сила : ПЕТ сильніший і більш стійкий до удару, ніж PS. Він також пропонує кращу стійкість до змін температури, що робить його ідеальним як для гарячих, так і для холодних умов.
Програми : PS є кращим для таких продуктів, як корпуси CD та ізоляція, тоді як PET використовується для контейнерів для напоїв, упаковки та текстильних волокон.
| властивість | PS | PET |
| Прозорість | Прозорий, чіткий | Більш висока ясність |
| Міцність | Крихкий, менш міцний | Сильніший, довговічніший |
| Загальне використання | Випадки компакт -дисків, ізоляція | Пляшки напоїв, волокна |
PS проти PVC (полівінілхлорид)
Гнучкість : ПВХ є більш гнучким, ніж PS, який є крихким. Це робить ПВХ придатним для сантехнічних труб, електричної ізоляції та гнучкої упаковки.
Хімічна стійкість : ПВХ пропонує кращу хімічну стійкість, особливо проти кислот та лугів, що робить його придатним для застосування, де очікується вплив суворих хімічних речовин.
Вплив навколишнього середовища : ПВХ має більш значний вплив на навколишнє середовище через вивільнення токсичного хлору під час виробництва та утилізації, тоді як основним навколишнім завданням PS є його переробка.
| властивість | PS | PVC |
| Гнучкість | Крихкий | Гнучкий |
| Хімічна стійкість | Помірний | Високий |
| Вплив на навколишнє середовище | Складна переробка | Токсичне виробництво та утилізація |
Висновок
PS пластик є універсальним і широко використовується. Він відомий своїми властивостями ясності, жорсткості та ізоляції. PS знаходить програми в упаковці, електроніці та будівництві.
Такі модифікації, як стегна та АБС, підвищують його продуктивність. Різні методи переробки, включаючи лиття та термоформування, формують PS у різноманітні продукти.
Вибір правильного класу PS та методу обробки має вирішальне значення. Це забезпечує оптимальну продуктивність у конкретних додатках. Розглянемо такі фактори, як сила, хімічна стійкість та вплив навколишнього середовища при виборі PS.
Поради: Ви, можливо, зацікавлені в All Plastics
