آخرین خبرها
خانه / مقالات / آنچه از پلیمر ها لازم است بدانیم / ۸۰ – چقد از خواص پلی استایرن را می دانید؟
00477141

۸۰ – چقد از خواص پلی استایرن را می دانید؟

خواصّ شیمیایی پلی­ استایرن

پلی‌ استایرن پلاستیکی است گرمانرم، شفاف، سبک، بی­بو، بدون طعم، عایق بسیار خوب الکتریکی و حرارتی، دارای قابلیّت جذب آب کم، ارزان قیمت، فرآیندپذیری آسان (شکل‌دهی)، و بالاخره غیرسمی است.

1

 پلی ­استایرن در مقابل آب پایدار است ولی در تماس با آب‌ جوش، مقاومت آن اندک می­ باشد.

میزان پارامتر انحلال[۱] پلی­استایرن برابر با (۱۵٫۶-۲۱٫۱) (MPa)0.5 است، و به دلیل ماهیّت آمورف خود، در تماس با حلاّل­های متعددی حل­ می­شود، در حالی که در مقابل بعضی از آن­ها نیز پایدار است.

در جدول (۱) تعدادی از مهمترین حلّال­ها، و غیر حلّال­های پلی­ استایرن دارای مصارف عمومی معرفی شده ­اند.

 

پلاستیک­ آمورف

حلاّل ها

پلی ­استایرن

متیلن­کلراید، بنزن، اتیل­استات، تولوئن، کلروفرم، سیکلوهگزانون، گزایلن، کربن‌دی­ سولفاید، دی­متیل فتالات، دی­ اُکسان، THF,MEK

پلاستیک­ آمورف

غیر حلّال­ ها

پلی ­استایرن

استن، الکل­ها، دی­اتیل اتر، فنل، هیدروکربورهای اشباع، ­تری­کرزیل فسفات

جدول (۱) معرفی تعدادی از مهمترین حلّال­ها، و غیر حلّال­های پلی­ استایرن دارای مصارف عمومی

 

مصرف این پلاستیک در فضای باز خصوصاً در معرض خورشید توصیه نمی‌شود، زیرا پلیمر پایدار نشده در برابر نور فرابنفش خورشید، زرد رنگ می­ گردد.

 

خواصّ حراتی پلی ­استایرن

این پلیمر در گروه پلاستیک­های آمورف قرار دارد و درجه حرارت انتقال شیشه­ای آن ۱۰۰ ºC می­ باشد، درجه حرارت نسبتاً کم این ویژگی مهم باعث می­ شود تا این پلاستیک از کاربردهای بالاتر از دمای ۱۰۰ ºC محروم گردد.

نوع دیگری از پلی ­استایرن وجود دارد که کریستال است، به­دلیل بلوری بودن ساختار آن، تمام خواصّ فیزیکی و مکانیکی آن با پلی ­استایرن دارای مصارف عمومی تفاوت دارد، به­عنوان مثال ظاهر آن کدر، و محدوده ذوب آن حوالی ۲۲۰ ºC قرار دارد.

در جدول (۲) مهمترین خواصّ حرارتی پلی­ استایرن دارای کاربردهای معمولی، ارائه شده است.

 

Values

Condition

Unites

Properties

۱۰۰

DMA, TMA

°C

Glass transition temperature

-----

DSC

°C

Melting range

۹۵

ASTM D 648

°C

Heat deflection temperature, (at 0.45 MPa)

۶۰

-------

°C

 Max. servicing temperature

۳۰۰

-------

°C

 Thermal decomposition temperature

۰٫۱۰۵

-------

W/(m × °K)

 Thermal conductivity, (at 0 °C)

۰٫۱۱۶

-------

W/(m × °K)

 Thermal conductivity, (at 50 °C)

۴۰۲

-------

°C

 Ignition temperature

۱۷٫۸

-------

%

 LOI

جدول (۲) ارائه مهمترین خواصّ حرارتی پلی­ استایرن دارای کاربردهای معمولی

 

خواصّ مکانیکی پلی­ استایرن

پلی‌استایرن پلاستیکی است گرمانرم، شفاف، سبک، جامد، سخت، دارای مدول و استحکام کششی نسبتاً بالا، مقاوم الکتریکی و حرارتی بسیار خوب به­ عنوان عایق، و جذب آب آن نیز کم است.

از نقاط ضعف مهم این پلاستیک شکنندگی آن است که بزرگترین ویژگی منفی مکانیکی آن به حساب می­ آید، برای رفع این نقیصه، با کوپلیمره کردن آن با اکریلونیتریل و یا بوتادی­ان، و تشکیل پلاستیک­های ABS, SAN, HIPS، یا با آلیاژ کردن آن با بعضی از لاستیک­ها، و حتی تقویت کردن پلی‌استایرن با الیاف شیشه، باعث افزایش مقاومت در برابر ضربه آن می‌شود.

درجدول (۳) تعدادی از مهمترین خواصّ مکانیکی پلی­ استایرن دارای مصارف معمولی نشان شده­ اند.

 

Values

ASTM

Unites

Properties

۳۰-۴۰

D 638

MPa

Tensile strength, at break

۱-۴

D 638

%

Tensile strain, at break

۳۹۰۰۰-۱۸۶۰۰۰

D 638

Psi

Tensile modulus

۳۱۰۰

D 790

MPa

Flexural modulus

۹۵

D 790

MPa

Flexural strength

۹۵

D 790

MPa

Compressive strength

۳۰۰۰

D 690

MPa

Compressive modulus

۳۰۰۰

D 690

MPa

Bulk modulus

۱۲۰۰

D 690

MPa

Shear modulus

۱۳۰

D 685

HRR

Hardness Rockwell

۸-۱۹

D 256

J.m-1

Izod impact, notched

۰٫۳۲۵-۰٫۳۳

D

----

Poisson´s Ratio

جدول (۳) بیان تعدادی از مهمترین خواصّ مکانیکی پلی ­استایرن دارای مصارف معمولی

 

فرآیند پلیمریزاسیون بر کیفیّت پلی‌استایرن چه تاثیری دارد؟

۱- پلیمریزاسیون به روش توده[۲]

پلی‌استایرنی که از روش توده روی منومر تهیه شده باشد، پلیمری با شفافیت و خلوص بالا است، این پلیمر از نظر جرم مولکولی توزیع وسیعی را نشان می‌دهد، و از قابلیت خیلی خوب عایق الکتریکی برخوردار است.

۲- بسپارش به شیوه­ی انحلالی[۳]

محصول نهایی تهیه شده به روش پلیمریزاسیون انحلالی مشکلاتی را به بار می‌آورد، مانند وجود خطوط تیره در محصول، حلّال به عنوان عاملی برای انتقال عامل فعال عمل می‌کند، که سبب کاهش جرم مولکولی پلیمر خواهد شد.

۳- پلیمریزاسیون در تعلیق[۴]

در این روش بسیاری از مشکلات روش محلول[۵] که در ارتباط با حلاّل پیش می‌آید وجود ندارد، اما آلودگی‌هایی با آب و عامل تعلیق را به همراه خواهد داشت، ضمن آن که پلیمر باید خشک شود، سپس جمع‌آوری، متراکم و انبار گردد، تا برای فروش آماده شود.

۴- پلیمریزاسیون به روش امولسیون[۶]

روش امولسیون برای پلی‌استایرن به ندرت مورد استفاده قرار می‌گیرد، زیرا در این شیوه مقداری زیادی صابون وارد محیط پلیمریزاسیون می‌شود، که تأثیر منفی زیاد روی شفافیت و ضریب دی‌الکتریک این پلاستیک می‌گذارد.

این فرآیند برای تولید لاتکس پلی‌استایرن مورد استفاده قرار می‌گیرد.

 

گریدهای در دسترس پلی‌استایرن

۱- گونه دارای مصرف عمومی[۷]

در این گونه از پلی‌استایرن، خواصّی مانند مقاومت حرارتی نسبتاً خوب، دمای استفاده و عملکرد نسبتاً بالا، خواصّ جاری شدن خوب و مقاومت منطقی در برابر ضربه بهینه شده‌اند

۲- گونه­ های دارای جرم مولکولی بالا

     مقاومت در برابر ضربه و نقطه نرمی[۸] این پلاستیک، به میزان جرم مولکولی پلیمر بستگی دارد.

اگر جرم مولکولی پلی‌استایرن کمتر از ۰۰۰/۵۰ باشد مقاومت کمی در برابر ضربه از خود نشان خواهد داد.

2

افزایش زیاد جرم مولکولی باعث افزایش مقاومت در برابر ضربه پلی‌استایرن خواهد شد.

با افزایش جرم مولکولی تا ۰۰۰/۱۰۰ خواص به سرعت بهبود می‌یابد.

از ۰۰۰/۱۰۰ به بالا تأثیر کمی روی خواصّ کششی آن خواهد داشت.

پلی‌استایرن‌های تجارتی، دارای جرم مولکولی متوسط (۰۰۰/۲۰۰ - ۰۰۰/۵۰) هستند.

۳- گونه‌های مقاوم در برابر حرارت

با کاهش میزان مواد فرّار، نقطه نرمی پلی‌استایرن افزایش می‌یابد، به عنوان مثال اگر میزان منومرهای موجود از ۵% به صفر برسد نقطه نرمی پلی‌استایرن از C° ۷۰ به C° ۱۰۰ می­ رسد.

گرید تجاری مقاوم در برابر حرارت معمولا دارای نقطه نرمی C° ۷ بالاتر از نقطه نرمی گریدهای دارای مصرف عمومی است.

در جدول (۴) خواصّ دو نوع پلی­استایرن مقاوم شده در برابر شعله و مناسب برای مصارف عمومی باهم مقایسه شده­ اند.

 

GP-Flame

GP-PS

unit

ASTM

Properties

۱٫۰۸

۱٫۰۴-۱٫۰۹

---

D792

Specific gravity

Fair to good

Fair to good

---

----

Machining qualities

۷۰۰۰

۵۰۰۰-۱۲۰۰۰

Psi

D 638

Tensile strength

۲٫۰

۱٫۰-۲٫۵

 

D 638

Elongation

۴٫۵

۴٫۵-۵٫۰

Psi×۱۰۶

D 638

Tensile modulus

-

۱۱۵۰۰-۱۶۰۰۰

 

D 695

Compressive modulus

-

۸۰۰۰-۱۴۰۰۰

Psi

D 790

Flexural yielding strength

۰٫۲۵

۰٫۲۵-۰٫۴

ft.lb/

D 256

(Impact strength(Izod

M70

M65-M80

M

D 785

Hardness Rockwell

-

۴٫۰-۴٫۷

Psi×۱۰۶

D 790

Flexural modulus

-

-

Psi×۱۰۶

D 895

Compressive modulus 

۰٫۳۲

۰٫۳۲

cal/°C/g

-

Specific heat

۶٫۰-۸٫۰

۶٫۰-۸٫۰

 

D 696

Thermal expansion

Transparent

Transparent

---

-

Clarity

۸۷

۸۷-۹۲

%

-

Transmittance

-

<0.1-3.0

%

-

Haze (%)

جدول (۴) مقایسه خواصّ دو نوع پلی­استایرن مقاوم شده در برابر شعله و مناسب برای مصارف عمومی

 

۴- گونه‌های دارای جریان­یابی مذاب آسان[۹]

با اضافه شدن یک لوبریکنت داخلی مانند بیوتیل استئارات یا پارافین مایع، با استفاده از یک پلیمر دارای جرم مولکولی کم، به وسیله کنترل دقیق شکل و اندازه گرانول­های دارای لوبریکنت مانند استئارات روی، باعث کاهش °C10 نقطه نرمی می‌شود.

کاهش نقطه نرمی به ویسکوزیته مذاب، افزایش جریان­یابی پلیمر در درجه حرارت کمتر و کوتاه شدن زمان فرآیندا ، در نتیجه کاهش قیمت تمام شده­ ی قطعه ساخته شده، کمک می ­کند.

3

 

۵- گونه پلی­ استایرن انبساط یافته[۱۰]

پلی­ استایرنی که در بلوک­های پلاستوفرم به عنوان عایق  برودتی در سردخانه ­ها، برخی پانل­های ساندویچی، یخچال­های صنعتی، خانه­ های پیش­ ساخته، انواع فوم­های بسته­ بندی لوازم برقی و الکترونیکی و انواع یخدان و موارد مشابه دیگر مورد استفاده قرار می­گیرد در واقع نوعی فوم پلی­ استایرن است که گاز منبسط کننده آن درون هردانه مروارید شکل محبوس شده است، این نوع از پلی ­استایرن در واقع گونه­ های انبساطی آن می ­باشند (EPS).

نوع دیگری از فوم پلی ­استایرن وجود دارد که ساختار سلولی ­آن با نوع انبساط یافته کاملاً متفاوت است، و شباهت زیادی به فوم­های پلی­ یورتان دارد، از این نوع فوم معمولاً در جاهایی استفاده می­ شود که خواصّ مکانیکی و دانسیته بالاتری در مقایسه با نوع انبساط یافته مورد نظر است.

مصرف کنونی گرید انبساطی در جهان، حدود ۴/۳ میلیون تن است، پیش­ بینی می­شود که مصرف گرید انبساطی پلی ­استایرن درسال ۲۰۱۳ بالغ بر ۱/۵ میلیون تن گردد.

محصول تولید شده در واحدهای اکستروژن به صورت الیاف، گرانول، آمیزه‌ی همراه با مواد نرم کننده در آمده و سپس انبار می‌شوند تا برای مصرف به مراکز شکل‌دهی حمل گردند.

پلی­ استایرن جزء پنج پلاستیک پرمصرف جهان به حساب می­ آید، از این پلاستیک در ساخت وسایل و تجهیزات الکتریکی، اسباب ‌بازی، اتاقک‌های ساعت و رادیو، تهیه فوم پلی‌استایرن، عایق‌های حرارتی، قایق‌های سبک، بدنه خوکار و غیره استفاده می‌شود.

تولید این ماده و گریدهای آن در پتروشیمی های ایران:

در ایران پتروشیمی تبریز  در ۸ گرید پلاستیک پلی استایرن تولید می کند که معروفترین ان گرید ۱۵۴۰ می باشد و در ۷ گرید پلی استایرن مقاوم به ضربه که معروفترین آن ۷۲۴۰ می باشد و در ۶ گرید پلی استایرن انبساطی پتروشیمی قائم تولید کننده گریدهای پلی استایرن می باشند.

محب پلیمر قم نیز از تولید کنندگان دیگر این ماده در ایران می باشد.

 

 

منبع: www.polymeresabz.com / پلاستیک­های پر مصرف صنعتی، نگارش مهندس سعید نعمتی، (این مقاله خلاصه­ای از بخش پلی­ استایرن است)، (این کتاب مرحله ویرایش خود را می­ گذراند و هنوز چاپ نشده است).

 

[۱] Parameter of solubility

[۲] Bulk = Mass

[۳] Solution

[۴] Suspension

[۵] Solution

[۶] Emulsion

[۷] General Purpose

[۸] Softening point

[۹] Easy flow grades

[۱۰] Expanded polystyrene

 

  1 ستاره2 ستاره3 ستاره4 ستاره5 ستاره (تا حالا رای داده نشده است)
Loading...

درباره‌ی polymersabz

همچنین ببینید

granol_105sh

۱۰۵- عوامل موثر بر کیفیت گرانول های بازیافتی(۱)

 مقدمه گسترش بحث­ های زیست محیطی و اقتصادی باعث شده تا صنعت بازیافت، به ویژه …

پاسخ دهید