انتخاب برگه

آیا می‌دانید پلی‌استایرن چیست؟

آیا می‌دانید پلی‌استایرن چیست؟

آیا می‌دانید پلی‌استایرن چیست؟ پلیمرمصنوعی ، معطر ارزان و ماده سخت است.
بدلیل پایین بودن هزینه امروزه کاربردهای وسیعی دارد.


آیا می‌‎دانید پلی‌استایرن چیست؟

معرفی و شناخت:

پلی‌استایرن با نام تجاری (PS) در واقع یک پلیمرمصنوعی و معطر ارزان و ماده سخت بوده و بدلیل پایین بودن هزینه آن در جهان پیشرفته امروزه کاربردهای وسیعی دارد. بطور مثال انواع ظروف غذایی یکبار مصرف و از پلی‌استایرن ساخته شده پلی استایرن شفاف و سخت بوده و درصد جذب آب بسیار پایین است.
پلی‌استایرن از نوع  مونومرستایرن بوده که به سه نوع تقسیم می‌گردد:
معمولی  GPPS     -مقاوم HIPS     -انبساطی EPS

تاریخچه

ادوارد سایمون پلی استایرن را در سال ۱۸۳۹ کشف کرد. بطوریکه وی نمی‌دانست چه مادهٔ با ارزشی کشف کرده.

تهیه تجاری منومر استایرن و پلیمریزاسیون به سال ۱۹۳۴ بر می‌گردد، زمانیکه شرکت “داو”  استایرن را از فراورده‌های نفتی سنتز نمود و سپس آن را پلیمریزه کند. وی مراحل تکمیلی خود را در آلمان غربی گذراند. تجربیات به دست آمده از این محصول در زمان جنگ جهانی دوم موجب گردید تا در سال‌های بعد از جنگ، پلی استایرن نه تنها به عنوان یک عایق الکتریسیته گران قیمت شناخته نشود، بلکه به عنوان یک پلاستیک گرمانرم، ارزان و با خواص خوب معرفی شود. پس از مدتی با انتشار تئوری‌های مختلف (از جمله تئوری هرمان اشتاودینگر در سال ۱۹۲۲ در مورد پلیمر)، در نهایت شرکت BASF در ابتدای سال ۱۹۵۰۰ یک فرایند دو مرحله‌ای برای تولید فوم پلی استایرن را گسترش داد.

در این فرایند مرحله اول شامل تهیه دانه‌های حاوی توزیع یکنواخت عامل پف زا توسط روش پلیمریزاسیون سوسپانسیونی مونومر استایرن بوده که در مرحله دوم این ماده در داخل یک قالب فرایند می‌گردد. سهولت تولید محصول به هر شکل و اندازه از مزایای این روش بوده که باعث توسعه آن شد. این ماده اولین بار در سال ۱۹۵۰ تولید گردید.

ساختار پلی استایرن

در علم شیمی، پلی استایرن یک هیدروکربن طویل زنجیر می باشد که در آن مراکز متغیر کربنی به گروه‌های فنیل (نامی که به بنزن حلقه‌ای داده می‌شود) متصل است.
فرمول شیمیایی پلی استایرن C
8Hاست.
این ماده حاوی موله‌های عناصر شیمایی کربنی و هیدروژن می‌باشد.

ویژگی‌های ماده توسط جذب کوتاه مدت وان در والسی بین زنجیرهای پلیمری تعیین می‌شود.

از آنجایی که مولکول‌ها هیدروکربن‌های بلند-زنجیری هستند که از هزاران اتم تشکیل می‌شوند، نیروی کششی کلی بین مولکول‌ها بزرگ می‌باشد. هنگام حرارت دادن (یا به سرعت بدشکل شدن به علت ترکیب با ویژگی‌های ویسکوالاستیک viscoelastic و عایق حرارتی) زنجیره‌ها سازگاری بیشتری بدست آورده و از کنار یکدیگر سر می‌خورند. این سستی بین مولکولی (در مقابل قدرت بالای بین مولکولی به علت استقامت هیدروکربنی) حالت انعطاف پذیری و کشسانی به این ماده می‌دهد. قابلیت سیستم برای بدشکل شدن آن در دمای بالاتر از دمای تبدیل شیشه‌ای اش، به پلی استرین (و بطورکلی پلیمرهای نرمش پذیر در مقابل حرارت) این امکان را می‌دهد تا هنگام حرارت دادن به راحتی نرم شده و به شکل‌های گوناکون درآید.

 

♦-پلی استایرن معمولی

پلی‌استایرینی با نام اختصاری GPPS که جهت مصارف عمومی مورد استفاده قرار می‌گیرد، معمولاً بایستی دارای خواص نظیر مقاومت خوب در برابر حرارت، قدرت ضربه پذیری مناسب و سیالیت خوبی در هنگام فرایند باشد. این پلی استایرنها خواص دی الکتریکی و استحکام بالایی دارند به همین دلیل در مصارف الکتریکی کاربرد زیادی دارند. نام تجاری این محصول در بازار ایران کریستال می‌باشد.

موارد مصرف

برای تولید ظروف یک بارمصرف، وسایل الکترونیکی، بدنه ساعت، تلویزیون، رادیو، لوازم ورزشی، اسباب بازی، عایق برودتی دربدنه یخچال‌ها، فریزرها و وسایل خانگی.
البته لازم به ذکر است ظروف یک بار مصرف از مواد اولیه دیگر نیز تهیه می گردد. امروزه پلی استایرن یکی از معروفترین پلاستیکهایی است که در اغلب صنایع مورد نیاز بوده و مصرف می‌شود.

♦- پلی استایرن انبساطی(یونولیت)

این نوع پلی استیرن با نام اختصاری Expanded polystyrene یا EPS  نوعی پلیمر سفید رنگ که به آنها یک عامل فوم کننده اضافه شده است. که در ایران با نام یونولیت شناخته می‌شود. اگر عامل پف کردن (Blowing Agent) را به گرانول PS افزوده شود به آن EPS گویند که گرانول آن سبک و سفید رنگ است، گرانول EPS حاوی گاز پنتان است که در صورت خروج از دانه های پلی‌استایرن این دانه ها تا ۴۰ برابر اندازه اولیه با افزایش حجم رو به رو می شوند.

موارد مصرف:

برای تولید بلوک‌های پلاستوفوم سقفی به منظور استفاده به عنوان عایق صوتی و حرارتی در ساختمان‌ها و مکان‌های مختلف همچنین عایق برودتی در سردخانه‌ها و یخچالهای صنعتی و در ساخت انواع فوم‌های بسته بندی و ظروف غذا و انواع یخدان و ترموس استفاده می‌شود.

♦-پلی استایرن مقاوم

این نوع پلی استایرن با نام اختصاری high-impact polystyrene یا HIPS  مقاوم به ضربه است و به همین دلیل در ساخت ظروف و بدنهٔ لوازم خانگی کاربرد دارد. به دلیل ضربه پذیری پایین گرید معمولی پلی استایرن باعث گردید که پلی‌استایرن اصلاح شده یا مقاوم، به شدت رشد کرده و در رده بسپارهای پرمصرف قرار گیرد.  نام تجاری این ماده در بازار ایران هایمپک می‌باشد.

موارد مصرف

از پلی‌استایرن مقاوم در ساخت ظروف یکبار مصرف نیز که تنوع بالایی دارد و نیز برای تولید لوازم ورزشی، اسباب بازی، عایق برودتی دربدنه یخچال‌ها، فریزرها و وسایل خانگی به عنوان ماده اولیه  استفاده می‌گردد. قسمت های داخلی یخچال، نظیر سینی ها، طبقات، پوشش های داخلی، ظروف نگهداری و … بکار می‌رود. مصرف کنونی این بسپار حدود ۱۱/۹میلیون تن است.

گریدهای مختلف پلی استایرن انبساطی

گریدهای یونولیت (EPS) معمولاً بر اساس اندازه ذرات و نوع پوشش سطح آنها انجام می‌شود.
البته گریدهای خاصی از آن نظیر کندسوز شده (F) و آنتی استاتیک نیز وجود دارد.

مجتمع‌های مربوطه در ایران

در پتروشیمی تبریز محصولات به صورت گریدهای مختلف تولید می‌شود.
در پتروشیمی بانیارگنبد نیز محصولات درگریدهای F-1000,F-2000,F-3000 و پترومل در گرید های F50 . F100 . F150 . F250 . F3500 تولید می‌شود.

نحوه تولیدPS

روش اصلی تولید صنعتی پلیمرزاسیون توده ای است که در دو مرحله انجام می‌شود. در مرحله اول پلیمرزاسیون در دمای °C 80 رخ میده و درصد تبدیل حدودا ۳۰% به دست می‌آید. سپس مخلوط را وارد راکتور دوم می‌کنند جاییکه پلیمرزاسیون دردمای C° ۲۰۰-۱۰۰ رخ می‌دهد. پلیمر به دست آمده در صد تبدیل بالایی داشته ولی وزن مولکولی با توزیع متفاوتی دارد. پلی استایرن سیندیوتاکتیک در حال حاضر توسط پلیمرزاسیون با کاتالست های متالوسن تولید می‌شود.
پلی استایرن سیندیدتاکتیک͵ بلوری است و در دمای °C 270 به جوش می آید ولی بسیار گران است.

مزیتهای PS

PS به دلیل درجه بالای شاخه ای بودنش به طور طبیعی آمورف (بی نظم) است.
عایق خوبی است چون قطبیتش کم است.
در برابر آب و حلال های دیگر͵ مقاومت خوبی دارد.

معایب PS

ضعف اصلی PS شکنندگی آن است
پایداری کم در برابر نور UV
اشتعال پذیری آن است. اشتعال پذیری آن با ترکیب با هالوژن ها بهبود می یابد.
تخریب PS به صورت یک مرحله‌ای در بالای دمای C° ۳۰۰ رخ میدهد.
حدود ۴۰%محصولات مونومری به همراه مقادیر قابل توجهی اولیگومرو همچنین  میزان کمی بنزن و تولوئن تولید می‌شود. حلال های متداول PS هیدروکربن های کلر دار THF و متیل اتیل کتون  (MEK) است.

منبع: پلیمر سبز – انجمن صنایع پلیمر و پلاستیک
سایت Chemicalsafetyfacts – پیشگامان پلاستیک خراسان

 

مطالب مرتبط:

 

 

درباره نویسنده

احسان واعظیان

کارشناس ارشد مدیریت بازرگانی است . علاقه به قهوه، سیر و سفر و پاکیزگی دارد .

پاسخ دهید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

یک × چهار =