Polistirenas (PS): techniniai plastikai, savybės ir taikymas

Kas yra polistirenas (PS)? Tai sintetinis polimeras, pagamintas iš monomero stirolo. PS yra pagaminta iš stireno polimerizacijos, kuri yra tam tikra medžiaga, naudojama įvairiems plastikiniams gaminiams gaminti. Taip pat natūraliai atsiranda (braškių, cinamono, kavos ir alaus). Šis plastikinis polimeras yra natūralus skaidrus termoplastikas, kuris yra tiek kietos, tiek standžios putos medžiagos. Paprastai naudojama PS medžiaga yra skaidri, kieta ir trapios savybės. Tai dažniausiai naudojama plastikas gaminant įvairius galutinio segmento produktus.

PS formos ir jų taikymas

Kietoji plastiko forma yra plačiai naudojama gaminti produktus, kuriems reikia aiškumo. Jie dažnai naudojami kartu su dažikliais, priedais ir kitomis plastikų formomis gaminant prekes, tokias kaip elektroniniai prietaisai, automobilių dalys, sodo vazonai, įranga ir kt. PS pagamintas iš putplasčio medžiagos ir vadinamas išplėstiniu polistirenu (EPS) arba ekstruduotu polistirenu (XPS), kuris žinomas dėl jo izoliacinių ir amortizuojančių savybių. Tvirta šios medžiagos forma dažniausiai naudojama medicinos prietaisams (mėgintuvėliai, "Petri" indai ir kt.) Arba kasdieniai daiktai, pvz., Dūmų detektoriai, kompaktiniai diskai, maisto konteineriai, kavos puodeliai ir pan. Polimero putplasčio forma paprastai naudojama kaip pakuotės medžiagą įvairiems produktams.

Rinkos dinamikos ir pagrindiniai žaidėjai

Pasaulinės rinkos prognozės rodo augimą, PS rinka augs, nes didėja paklausa pakuotėms ir elektronikai. PS plastiko rinka nuo pastaruosius kelerius metus sparčiai auga, ir tikimasi, kad ir ateinančiais metais ji augs. Pagrindiniai PS žaidėjai pasaulio rinkoje yra BASF SE, Styrosolution Group, Videolar S/A, SABIC ir Formosa Plastic Corporation tarp kitų.

Polimerų istorija ir savybės

Polistirolo istorija prasidėjo, kai Eduardas Simonas atrado styrolio polimerizaciją. Laikui bėgant buvo įrodyta, kad stirolo šildymas sukelia grandininę reakciją, susidarė makromolekulės, vadinamos PS plastikas. PS yra skaidrus, amorfinis, nepoliarinis polimeras, kurį galima perdirbti ir paversti pusgaminiais, tokiais kaip putos, plėvelės ir lakštai. Kiekis yra vienas iš didžiausių naudojamų plastikų dėl savo savybių: atsparumas ugniai ir šilumai, geras elektrinis izoliatorius, puikus optinis skaidrumas ir atsparumas cheminėms medžiagoms.

Cheminės ir fizinės savybės

PS turi cheminę formulę (C8H8)n, tankis 0,96-1,04 g/cm3, lydymosi temperatūra ~240 °C, natr. tirpumas vandenyje - netirpsta. Lūžio rodiklis 1,6, dielektrinė konstanta ~2,6. PS išsiskiria į skirtingas laipsnių formas: GPPS (Crystal-clear PS), HIPS (high-impact PS), EPS (foamed PS), XPS (extruded PS). GPPS yra skaidri ir tvirta forma, naudinga, kai reikalaujamas aiškumas; HIPS yra stiklinant pritaikytas smūgiams; EPS - putų forma su labai gera izoliacija; XPS pasižymi aukštesniu paviršiaus standumu ir geresne izoliacija.

Polistireno putplasčiai - EPS ir XPS

EPS yra savaime tvirta, kieta putplastė, balta, pagaminta iš iš anksto išplėstų PS karoliukų. Dėl mažo šilumos laidumo koeficiento ir lengvumo EPS naudojamas kasdieniame gyvenime šaldytuvuose, izoliacijai ir pakavimui. XPS - kita putplastio forma, kuri suteikia geresnį paviršiaus šiurkštumą ir aukštesnį standumą. Dažnai naudojama demonstraciniuose plokštėse ir statybose. EPS ir XPS abiejuose pagrindinė sudedamoji dalis yra stirenas, tačiau XP S gamybai naudojama kitokia technologija bei papildomi šilumos izoliacijos priedai.

PS naudojimo taikymo sritys

• Elektronika ir medicinos įranga (korpusai, laikikliai, dėžutės, mėgintuvėliai, Petri indai).
• Pakuotė ir maisto industrija (putplastiniai pakuotės, dėklai, kubos, išvaizdos saugumas).
• Inžineriniai ir architektūriniai modeliai, prototipai, ženklai, gaubtai.
• Automobilių dalys ir vidaus komponentai (prietaisų skydai, rankenėlės, garso slopinimas).
• Izoliacija pastatams (EPS bei XPS šilumos izoliacijos plokštės).

PS trūkumai ir perdirbimas

Nors PS yra plačiai naudojamas, turi ir apribojimų: degumas, atsparumas tirpikliams ir kai kurios mechaninės savybės - trapumas, trapus elastingumas, prastas terminis stabilumas. Perdirbimas nėra standartinis visose perdirbimo centruose; kai kuriose šalyse gamintojai atsako už PS pakuočių perdirbamumą. Perdirbimo metu PS gali būti naudojamas naujoms plokštėms ir putoms gaminti. Kai kurios formos gali būti susilpnintos ar keičia savybes po perdirbimo.

Priežastos kuriant stiprius pluoštinius kompozitus

1. Pluoštų morfologija - didelis kraštinių santykis pagerina mechanines savybes, tačiau proceso metu gali būti pluoštų suirimo rizika esant dviejų sraigtų ekstrudavimui.
2. Geras atsparumas nuovargiui - didelis pluošto kiekis gerina atsparumą nuovargiui, nors gali sumažinti elastingumą.
3. Geros šiluminės charakteristikos - sustiprinimas gali padidinti šilumos iškraipymo temperatūrą, prailginant veikimo intervalą esant aukštoms temperatūroms.
4. Aukštas savitasis stiprumas - pluoštu sustiprinti plastikai gali pranokti kai kurias metalų rūšis.

Techniniai plastikai: kas juos išskiria

Techniniai plastikai - tai termoplastinės medžiagos su ypatingomis mechaninėmis, temperatūrinėmis ir cheminėmis savybėmis. Dažniausiai naudojami poliamidai (PA), poliacetalis (POM), poliuretanas (PU) ir kiti. Renkantis techninius plastikus, svarbu atsižvelgti į konkrečias naudojimo sąlygas: temperaturos diapazoną, cheminių atsparumą ir mechaninę įtemptinę situaciją. Palyginimui ABS (Acrylonitrile Butadiene Styrene) ir ASA (Acrylonitrile Styrene Acrylate) - dažnai lyginami termoplastai spausdinant su 3D spausdintuvu.

ABS vs ASA - cheminė struktūra ir savybės

ABS sudaro trijų monomerų kopolimeras: akrilonitrilas, butadienas ir stirenas. ASA yra ABS analogas, kuriame butadienas pakeistas akrilatu, todėl ASA pasižymi didesne UV spindulių ir aplinkos atsparuma. Palyginimui, ASA laikui bėgant išlaiko spalvą ir mechaninę jėgą geriau nei ABS.

Apžvalga rodo, kad ASA tinka lauko sąlygoms ir situacijoms, kur reikalinga UV apsauga, o ABS tinka vidaus reikmėms ir greitam prototipavimui. Abu plastikai gali būti perdirbami, juose yra savybių skirtumų, bet tiek ABS, tiek ASA laikomi saugiais ir tinkamais buitinėms ir pramoninėms reikmėms.

Aušinimo ir apdirbimo aspektai

ABS ir ASA yra gana atsparūs apdirbimui, tačiau ASA dažnai turi pranašumą dėl natūralios sluoksnių adhezijos, todėl reikia mažiau paviršiaus apdirbimo. ABS ištirps acetonu, ASA - ne. Pritaikymo sritys: ABS dažniausiai vidiniai prototipai; ASA tinka lauko dizaino elementams ar kur UV atsparumas būtinas.

Polistirenas putplasčiai, EPS/N ir toliau

EPS putplastis yra lengvas, labai geras šilumos izoliatorius, naudojamas tiek statyboje (žiūrint į sienų, stogų, grindų izoliaciją), tiek pakuotėse. EPS taip pat tinka naudoti kaip plokštės, žemiausios kainos sprendimas, su geru įtempimo atsparumu. Pilkasis EPS (neoporas) suteikia dar efektyvesnę izoliaciją su grafito priedais, bet turi mažesnį atsparumą tiesioginiam saulės poveikiui, todėl reikia apsaugos priemonių. EPS plokščių klasifikavimas pagal atsparumą gniuždymui ir lenkimui - naudotojams suteikia galimybę parinkti tinkamiausią pasirinkimą konkretiems statybiniams projektams.

Ekologiškumas, sauga ir gaisro sauga

Polistirenas putplastis yra nekenkmingas aplinkai įvertinant tam tikras savybes: jis netirpsta vandenyje, neskleidžia kenksmingų medžiagų, nors jo degimo sąlygos turi būti kontroliuojamos. Tokios sąlygos atitinka įstatymus ir atsakomybės principą statymo etape. Dažnai plytų atitvarų išorinių sluoksnių privaloma uždengti ugniai atspariais medžiagų.

Galiausiai apie perdirbimą ir praktinį pritaikymą

Polistirenas - universali medžiaga, kuri gali būti taikoma daugelyje pramonės šakų: pakuotėms, medicininei įrangai, elektronikai, automobilių detalių gamybai ir statyboms. Perdirbimas vyksta išskirtinai įvairiose vietose; kai kurios šalys nustato gamintojų atsakomybę už pakuočių perdirbimą. Taip pat yra svarbu iš anksto suplanuoti šilumos laidumo koeficiento λ, storio ir kitų izoliacijai svarbių charakteristikų nustatymą, kad būtų pasiektas norimas energijos taupymo efektas. Polistireno plokštės naudojamos grindų, plokštės stogų, pamatų, cokolių šiluminėms savybėms sustiprinti. Pasirinkimas tarp EPS ir XPS priklauso nuo projekto reikalavimų: izoliacijos stiprumo, paviršiaus kokybės ir kainos.

Polistirenas yra paprasta, bet labai svarbi medžiaga šiuolaikinėje pramonėje dėl savo universalumo, pigių gamybos kaštų, puikių izoliacinių savybių ir galimybių būti įvairių pusgaminių pagrindu. Jo pasirinkimas priklauso nuo to, ar verslo tikslas - greitai prototipuoti, ar reikalavimai ilgaamžiškumui bei atsparumui aplinkos poveikiui.

Santrauka apie pusgaminių skirtingas paskirtis

tags: #polistirenas #techniniai #plastikai