پلی استایرن (50 عکس): این ماده چیست؟ کاربرد و آماده سازی گرانولها ، تراکم پلی استایرن شفاف و دیگر ، نقطه ذوب و سایر خواص

2024 نویسنده: Beatrice Philips | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-01-18 12:10

انواع مختلف پلاستیک درک ما را از زندگی روزمره به طور اساسی تغییر داده است - امروزه دیگر نمی توان زندگی ما را بدون وجود برخی از چیزهای پلاستیکی تصور کرد. با این حال ، انواع مختلفی از پلاستیک وجود دارد و هر یک از انواع آن ویژگی های خاص خود را دارد که استفاده از یک ماده خاص را در مناطق خاصی تعیین می کند. از آنجایی که امروزه پلی استایرن یکی از محبوب ترین گزینه های پلاستیکی است ، ارزش آن را دارد که ویژگی های آن را از نزدیک مورد توجه قرار دهیم.

این ماده چیست؟

پلی استایرن استایرن پلیمریزه است ، یعنی محصول صنعت شیمیایی است. شما می توانید با استفاده از روش های مختلف به تولید آن برسید ، که هر کدام مزایا و معایب خاص خود را دارند ، و ما در این مقاله در زیر محبوب ترین آنها را با جزئیات بیشتر در نظر خواهیم گرفت. که در آن پلی استایرن تنها حاوی مولکولهایی از مواد رایج مانند کربن و هیدروژن است ، اما از استایرن مایع ساخته شده است ، که به نوبه خود از نفت و زغال سنگ به دست می آید.

استایرن پلیمریزه شبیه یک ماده سخت و کشسان ، بی رنگ و حتی شفاف است که می تواند بدون شکستن خم شود و بسیار رطوبت سنج است.

برای اولین بار ، پلی استایرن در مراحل اولیه انقلاب صنعتی به دست آمد - مشخص است که در سال 1839 در آلمان سنتز شد … نکته دیگر این است که تولید آن در مقیاس صنعتی بسیار دیرتر آغاز شد - فقط در سال 1920 ، و حتی در آن دهه های اول از آن چندان فعال استفاده نمی شد. فقط در طول جنگ جهانی دوم در ایالات متحده آنها واقعاً به آنها علاقه مند شدند و لاستیک مصنوعی بر اساس پلی استایرن تولید کردند و در اتحاد جماهیر شوروی تولید صنعتی این مواد به طور کامل تا سالهای پس از جنگ به تعویق افتاد.

نمی توان گفت که پلی استایرن مدرن کاملاً با نمونه های یک قرن پیش مطابقت دارد . - در تمام این مدت ، دانشمندان به دنبال راه هایی برای بهبود خواص مواد بودند. به لطف این ، پلاستیک پس از جنگ جهانی دوم بسیار مقاوم تر شد ، از جمله تأثیرات بسیار مقاوم تر - این امر به لطف ایجاد کوپلیمرهای استایرن که از طریق فرایندهای شیمیایی پیچیده تر به دست آمده بود ، امکان پذیر شد.

خواص

دقیق ویژگی های فیزیکی پلی استایرن مدرن بستگی زیادی به نحوه تولید آن دارد ، اما به طور کلی ، وقتی از پلی استایرن ساده بدون هیچ گونه شفاف سازی صحبت می کنیم ، منظور ما ماده ای با پارامترهای بسیار خاص است. چگالی آن بیشترین نیست (1060 کیلوگرم در متر)

جرم مولکولی این ماده نیز به هیچ وجه خاص نیست و به شدت به روش بدست آوردن پلی استایرن بستگی دارد - معمولاً از 50 هزار تا 300 هزار متغیر است ، اگرچه گاهی اوقات انواع امولسیون میزان قابل توجهی بالاتر را نشان می دهد. انحلال پذیری پلی استایرن در تعدادی از مواد ، از جمله مونومر مخصوص خود ، و استون ، هیدروکربن های معطر و استرها قابل توجه است.

این خود را به تعدادی از حلالها از جمله اترها ، الکلهای پایین ، فنولها و هیدروکربنهای آلیفاتیک وام نمی دهد.

پلی استایرن دارای ویژگی دی الکتریک است که بدون توجه به محیط تغییر نمی کند. این ماده همچنین عملاً نسبت به اثرات مخرب اسیدها و قلیاها ، نمک ها ، الکل ها بی تفاوت است. در بالا ، ما قبلاً موادی را ذکر کرده ایم که هنوز می توانند آن را حل کنند و همچنین اکسید ، هالوژنه ، نیتراته و سولفوناته می شود.

در شکل اصلی خود ، بدون رنگ اضافی ، پلی استایرن (حداقل انواع بلوک آن) نه تنها بی رنگ ، بلکه شفاف است … این ساختار عملاً نور مرئی را حفظ نمی کند و 90 amount مقدار آن را عبور می دهد ، و این اجازه می دهد تا از چنین ماده ای در ساخت عینک های نوری استفاده شود. در عین حال ، اشعه ماوراء بنفش و مادون قرمز تا این حد با اطمینان از سطوح پلی استایرن عبور نمی کند.

اگر خواص پلی استایرن را به عنوان مزایایی در نظر بگیریم که آن را در زمینه های مختلف بسیار محبوب کرده است ، قبل از هر چیز ، ارزش ذکر نکات مهم زیر را دارد

• ترکیبی از هزینه کم و سهولت پردازش … با توجه به خواص آن ، پلی استایرن را می توان یکی از موتورهای اصلی تمدن مدرن دانست. بیهوده نیست که امروزه بسیاری از محصولات با مشارکت مستقیم این مواد تولید می شوند - به سادگی جایگزین واقعی ندارد.
• مقاومت شیمیایی خوب اکثر موادی که می توانند در زندگی روزمره روی سطح پلی استایرن قرار بگیرند هیچ خطری برای آن ندارند - این خبر خوبی برای تولیدکنندگانی است که مایل به تولید محصولاتی با دوام هستند. در همان زمان ، در آزمایشگاه شیمیایی ، با مجموعه ای از واکنشگرهای قابل توجه ، حل پلی استایرن دشوار نیست.
• سمیت نسبتاً بی خطر است . پلی استایرن نسبتاً کمی از گازهای مضر ساطع می کند و از نظر محیطی ، با رعایت موارد خاص ، بی ضرر تلقی می شود. حداقل ، کارشناسان هیچ محدودیتی در استفاده از مواد پلی استایرن در داخل ساختمان های مسکونی ارائه نمی دهند و حتی ظروف پلی استایرن نیز می توانند ساخته شوند.
• طیف گسترده ای از برنامه های کاربردی … پلی استایرن به دلیل کیفیت ، سهولت پردازش و رنگرزی می تواند به عنوان ماده اولیه برای تولید هر چیزی استفاده شود.

با تمام مزایای پلی استایرن ، دارای خواصی نیز می باشد محدودیت ها ، و اگرچه تعداد زیادی از آنها وجود ندارد ، اما گاهی اوقات نقش بسیار مهمی ایفا می کنند.

اول از همه ، هرگونه گرم شدن بیش از حد برای چنین پلاستیکی خطرناک است و حتی در شرایط خانگی هنوز باید به این فکر کنید که کجا می توانید از پلی استایرن استفاده کنید و کجا نباید. علاوه بر این ، برای اکثر انواع مواد ، علاوه بر مقاوم در برابر ضربه ، ضربه ها خطر قابل توجهی را ایجاد می کنند و به طور کلی ، شکنندگی عمومی یک مشکل است.

مقایسه با پلی پروپیلن

یکی از رقبای اصلی پلی استایرن یکی دیگر از پلیمرهای محبوب است - پلی پروپیلن … در برخی از زمینه ها ، مانند تولید مواد بسته بندی ، آنها رقیب مستقیم هستند ، اما تفاوت بین این دو ماده کاملاً قابل توجه است. ارزش این را دارد که حداقل با این واقعیت شروع کنیم پلی استایرن بازیافت دشواری است ، و اگرچه اغلب می توانید بشنوید که این بی خطر است ، اما دوستداران محیط زیست هنوز دوست دارند عیب یابی کنند.

پلی پروپیلن نیز بی گناه نیست ، اما هنوز س questionsالات کمی در مورد آن وجود دارد و بازیافت آن آسان تر است. اگر صرفاً در مورد خصوصیات فیزیکی دو ماده صحبت کنیم ، پس پلی پروپیلن همچنین با افزایش انعطاف پذیری مشخص می شود - جایی که پلی استایرن در حال شکستن یا ترک خوردن است ، پلی پروپیلن چکش خوار به سادگی خم می شود. در مورد قیمت ، شاید پلی استایرن خیلی وقت پیش رقابت خود را با رقیب خود از دست داده بود ، اما بیشتر کم هزینه آیا عاملی است که تا کنون آن را سرپا نگه داشته است.

تشخیص بصری یکی از دیگری چندان دشوار نیست ، اما باید بدانید به چه چیزی باید توجه کنید. ظاهر پلی استایرن زیباتر است براق و براق است ، بدون رنگ اضافی شفاف به نظر می رسد ، اگرچه می تواند یک سایه سرد آبی مشخص داشته باشد. به نظر می رسد پلی پروپیلن کمی کثیف تر است .، اثر پراکندگی نور بسیار بیشتر است. همچنین می توانید بین دو ماده با ضربه زدن روی موارد زیر تمایز قائل شوید: پلی استایرن صوتی صوتی دارد و هنگام ضربه زدن صدای مشخصی از خود ساطع می کند ، در حالی که صدای پلی پروپیلن خفه می شود.

آیا برای انسان مضر است؟

پلی استایرن یکی از بحث برانگیزترین مواد از نظر ارزیابی آسیب و خطرات برای سلامتی است . از یک طرف ، از آن به طور گسترده ای در خانه های انسان و حتی برای تولید ظروف استفاده می شود ، که قبلاً نشان می دهد که این ممنوع نیست. از سوی دیگر ، اظهارات متعددی که دوستدار محیط زیست پلاستیک را زیر سال می برد ، عمدتا به پلی استایرن اشاره دارد. منصفانه خواهد بود اگر بگوییم ، اگرچه خطرناک ترین مواد موجود نیست ، اما هنوز هم نمی توان آن را بی خطر در نظر گرفت - نمی توان آن را به طور فعال استفاده کرد.

باید درک کرد که استایرن ، که یک ماده اولیه برای تولید پلی استایرن است ، بسیار سمی تلقی می شود.

پلی استایرن می تواند مواد سمی زیادی منتشر کند که بر سلامت انسان تأثیر منفی نگذارد ، اما این فقط تا زمانی است که شما در تماس مداوم با آن نیستید و تا زمانی که داغ شود. هرچه درجه حرارت بالاتر باشد ، محله با محصولات پلی استایرن خطرناک تر است ، به ویژه اگر آتش سوزی شروع شده و مواد در آتش است. بیشتر از همه ، دودهای شیمیایی کبد را مختل می کند ، اما مشکلات حتی ممکن است با قلب و ریه ها نیز ایجاد شود و برخی از کارشناسان معتقدند که استنشاق پیش پا افتاده بخارات استایرن با ایجاد هپاتیت همراه است.

همچنین باید درک کنید که پلی استایرن و پلی استایرن متفاوت هستند: برای بهبود خواص پلاستیک ، تولید کننده می تواند پلاستیک کننده ها ، رنگ ها و سایر افزودنی هایی را که بر استحکام و کشش مواد تأثیر می گذارد ، اضافه کند.

در برخی موارد ، ممکن است این افزودنی ها حتی از خود استایرن خطرناک تر باشند و سازنده داده های خطر اضافی را نشان ندهد تا مشتریان خود را از دست ندهد.

وقتی در بالا ما پلی استایرن را نسبتاً ایمن می نامیدیم ، منظور ما این بود که محصولات دیگر حتی مضرتری از فعالیت های انسانی وجود دارد که هنوز نمی توانیم آنها را رها کنیم - به عنوان مثال ، اگزوز ماشین. علاوه بر این ، از لحاظ تئوری ، پلی استایرن را می توان تقریباً کاملاً ایمن استفاده کرد - به شرطی که دستورالعمل ها را بدانید و دقیقاً دنبال کنید ، به ویژه ، نه با ترویج گرمایش مواد ، بلکه با محافظت از آن در برابر آن. اما با این حال شما نباید پلی استایرن را به عنوان یک ماده کاملاً ایمن تلقی کنید ، زیرا حتی در دنیای پلاستیک ، که در سال های اخیر بیشتر مورد انتقاد قرار گرفته است ، پلی استایرن امن ترین نیست.

مروری بر گونه ها

فعلا برای تولید پلی استایرن ، روشهای مختلفی برای به دست آوردن استفاده می شود مواد مورد نظر ، و از نظر خواص آن ، نتیجه نهایی همیشه یکسان نخواهد بود. برای درک نحوه عملکرد ، بیایید نگاهی به هر یک از سه روش رایج بیندازیم.

هر یک از این مواد دارای علامت گذاری با مشخصه روش تهیه پلی استایرن هستند.

امولسیون

امروز این این روش در حال حاضر بسیار قدیمی است و عملاً در تولید استفاده نمی شود … اصل عملکرد به شرح زیر است: ابتدا ، استایرن از مهار کننده ها خالص می شود ، پس از آن در آب با امولسیفایرها (نمک های اسیدهای چرب و سولفونیک ، صابون) و همچنین آغازگرهای پلیمریزاسیون - سولفات پتاسیم و دی اکسید هیدروژن ترکیب می شود. هنگامی که تا 85-95 درجه گرم می شود ، یک واکنش شیمیایی رخ می دهد - یک فرآیند پلیمریزاسیون تدریجی ، که در صورت کاهش میزان استایرن به کمتر از 0.5 complete ، کامل تلقی می شود.

سپس امولسیون حاصل با محلول کلرید سدیم معمولی منعقد می شود و در معرض خشک شدن قرار می گیرد ، در نتیجه یک پودر دانه ای ریز تشکیل می شود که هر دانه آن دارای اندازه بیش از 0.1 میلی متر نیست. اگرچه معمولاً پلی استایرن سفید و شفاف توصیف می شود ، اما این روش قادر به دستیابی به این ویژگی ها نخواهد بود . - توپ ها دارای رنگ زرد هستند ، نشان دهنده وجود ناخالصی های قلیایی است که نمی توان آنها را به طور کامل حذف کرد.

اگرچه این روش امروزه محبوبیت زیادی ندارد ، اما دقیقاً این روش است که ماده ای با بالاترین وزن مولکولی ممکن را فراهم می کند.

تعلیق

روش دیگری که در حال حاضر قدیمی است ، اگرچه هنوز برای بازیافت پلی استایرن به کوپلیمرهایی مانند پلی استایرن منبسط شده مناسب است. برای تولید ، استایرن آماده شده ، یا به عبارت بهتر ، سوسپانسیون آن در آب ، هیدروکسید منیزیم ، پلی وینیل الکل ، پلی ماتاکریلات سدیم و آغازگرهای پلیمریزاسیون مورد نیاز است. همه اینها به راکتور ارسال می شود ، جایی که ماده به طور فعال با حرارت تدریجی تا 130 درجه و فشار بالا مخلوط می شود. پس از آن ، سوسپانسیون حاصل هنوز باید تحت سانتریفیوژ قرار گیرد و تنها پس از شستشو و خشک کردن مواد جمع آوری شده ، پلی استایرن به دست می آید.

مسدود شده

این روش در حال حاضر رایج ترین و مرتبط ترین است و اکثر پلی استایرن امروزه به این روش تولید می شود . منطق بسیار ساده است: خروجی یک ماده خالص است که از نظر پارامترهای فنی روشنایی ایده آل است و با ثبات پارامترها مشخص می شود. در عین حال ، استفاده از فناوری مورد بررسی هم م effectiveثر است و هم تقریباً فقدان کامل ضایعات تولید را تضمین می کند.

تولید بلوک پلی استایرن بر اساس همزن استایرن در محیط بنزن در دو مرحله است - ابتدا در دمای حدود 90 درجه ، و سپس با حرارت تدریجی از 100 تا 220. تولید بلوک در مرحله ای که حدود 85 درصد استایرن متوقف می شود متوقف می شود. جرم به پلی استایرن تبدیل شده است حذف استایرن که زمان لازم برای پلیمریزاسیون را نداشته است با استفاده از خلاء انجام می شود.

کاربرد

پلی استایرن در تعداد زیادی از زمینه های فعالیت انسان استفاده می شود و حتی برای ساخت صنایع دستی با دستان خود استفاده می شود. در خانه سوغات کوچک با استفاده از برش لیزری ، فرز ، رنگ آمیزی در هر رنگی - از قرمز تا طلایی و مشکی و در برخی موارد - و چاپ روی سطح پلی استایرن از آن ساخته می شود. گسترده ترین کاربرد پلی استایرن پیدا شده است در حال ساخت، جایی که از آن برای ساخت تابلوهای دیواری و کاشی های سقفی ، پارتیشن های مختلف و باگت استفاده می شود. به صورت ورق ، از این ماده می توان برای نما نیز استفاده کرد. در پایان ، بر اساس این مواد ، آنها اخیراً محبوب تولید می کنند بتن پلی استایرن.

صنعت مبلمان همچنین از این مواد بیشتر و فعالتر استفاده می کند ، اگرچه در حال حاضر رقیبی برای چوب و مشتقات آن نیست. با این حال ، در جایی که رطوبت زیاد است ، به طور مداوم از آن استفاده می شود - به عنوان مثال ، امروزه می توان یک سینی دوش را به طور کامل از آن تهیه کرد. علاوه بر این ، از گرانول های پلی استایرن استفاده می شود مانند پرکننده در بالش ، و برای این اهداف به صورت آماده در کیسه فروخته می شود.

برای یک فرد معمولی ، تنوع غذایی پلی استایرن تقریباً به عنوان ماده اصلی شناخته شده است. برای تولید ظروف یکبار مصرف … اکثر لیوان های پلاستیکی که امروزه برای نوشیدن نوشابه بسیار محبوب هستند از آن ساخته شده است. علاوه بر این ، از پلی استایرن درجه غذایی بسیار استفاده می شود به عنوان مواد بسته بندی به دلیل هزینه کم و قدرت نسبی آن. با توجه به خواص دی الکتریک مواد ، شایان ذکر است که این ماده کاربرد وسیعی در آن پیدا کرده است مهندسی برق.

در عین حال ، در واقع ، گزینه های زیادی برای استفاده از محصولات پلی استایرن وجود دارد که به سادگی نمی توان همه آنها را فهرست کرد.

چگونه با او کار کنیم؟

در زندگی روزمره ، اغلب شما باید با ورق پلی استایرن کار کنید ، که می تواند به صورت مکانیکی و حرارتی پردازش شود. شکل دهی با خمش ، چسباندن ، برش و حفاری می تواند یک نوع معمولی از مواد و مقاوم در برابر ضربه باشد.اره منبت کاری اره مویی معمولی برای خرد کردن ورق با ضخامت کمتر از 2 میلی متر استفاده می شود ، در حالی که ورق های ضخیم تر را می توان با آسیاب یا ابزار دستی برداشت. در کارگاه صنعتی برش لیزری امکان پذیر است به نظر می رسد که خط برش کمی خراب است ، بنابراین به پردازش بعدی نیاز دارد - ابتدا با یک فایل ، و سپس با زنجیر ، منتقل می شود.

در صورت لزوم ایجاد سوراخ در ورق ، از مته استفاده کنید ، که برای آن به مته ای نیاز دارید که مخصوص حفاری ورق پلاستیک ایجاد شده است. اگر ضخامت ورق کوچک است ، در حین حفاری ممکن است بر خلاف میل استاد تغییر شکل دهد - می توانید با قرار دادن یک بلوک چوبی در زیر ورق از چنین پیشرفتی جلوگیری کنید. ورق یا با تکنیک خلاء یا با دمیدن هوا تحت فشار بالا تشکیل می شود. پردازش با هر یک از روشهای ذکر شده شامل گرم شدن قابل توجه (تا 160-200 درجه) مواد است.

اتصال قطعات جداگانه ساخته شده از پلی استایرن با جوشکاری و چسباندن مجاز است. در هر دو مورد ، قبل از اتصال قطعات سطح ، ابتدا باید با دقت چربی زدایی کنید. برای چسباندن - با ترکیبات پلیمری بر اساس سیانوآکریلات یا نئوپرن ، لازم است که به روش گاز یا اولتراسونیک طبخ شود.

اگر در مورد پلی استایرن مات صحبت کنیم ، می توان چنین نوع پردازشی را نیز انجام داد سنگ زنی و صیقل دادن .برای این کار ، از یک آسیاب استفاده می شود ، اما در هیچ موردی با چرخ ساینده - در عوض ، یک چرخ نرم گرفته می شود که روی آن یک خمیر پرداخت مخصوص اعمال می شود. اگر قسمت کوچک است ، می توانید آن را با دست جلا دهید یا آسیاب کنید.

در میان چیز های دیگر، هر گونه پوشش خاصی را می توان روی سطح پلی استایرن اعمال کرد – از یک لایه فلزی تا یک فیلم آینه ای . می توان آن را به رنگ مشکی یا رنگی به هر روش شناخته شده چاپ کرد. در عین حال ، برای محافظت از متن یا تصویر حاصله ، لازم است سطح را با لاک باز کنید ، زیرا پلیمر رطوبت را جذب نمی کند.

در حال پردازش

در ظاهر خالص ، به نظر نمی رسد که پلی استایرن آسیب چندانی به محیط وارد کند ، اما در عین حال ، ضایعات آن ، همانطور که باید برای پلاستیک باشد ، برای مدت زمان زیادی باقی می ماند و کره زمین را آلوده می کند .… علاوه بر این ، با قرار گرفتن در محیط طبیعی ، پلیمر و کوپلیمرهای آن می توانند در معرض حرارت بیش از حد قرار گیرند ، از جمله احتراق در آتش ، و سپس عواقب آن می تواند بسیار وحشتناک تر باشد. به همین ترتیب ، تماس بی رویه اجسام پلی استایرن با موادی که قادر به حل کردن مواد هستند نامطلوب است ، در غیر این صورت از انتشار بخارات سمی استایرن ، بنزن ، تولوئن ، مونوکسید کربن و اتیل بنزن جلوگیری نمی شود.

مزیت نسبی مواد این است که در بیشتر موارد قابل بازیافت است ، از ضایعات مستقیم و محصولات فرسوده ناشی از آن استفاده کنید. اکستروژن ، پرس و ریخته گری به عنوان تکنیک های پردازش استفاده می شود. در خروجی ، محصولاتی به دست می آید که از نظر کیفیت پایین تر از محصولات جدید نیستند ، در حالی که هیچ زباله ای تشکیل نمی شود. علاوه بر این ، در سال های اخیر ، مصالح ساختمانی جدیدی بر اساس پلی استایرن ساخته شده است - بتن پلی استایرن ، که برای ساخت و سازهای کم ارتفاع مناسب است. متأسفانه ، مقدار زیادی از ضایعات پلی استایرن ، به ویژه در کشورهای فقیر ، به سادگی سوزانده می شوند. این رفتار با ضایعات پلاستیکی برای محیط زیست بسیار منفی است.