پلی استایرن پلاستیكی است گرمانرم، شفاف، سبک، بیبو، بدون طعم، عایق بسیار خوب الكتریكی و حرارتی، دارای قابلیّت جذب آب كم، ارزان قیمت، فرآیندپذیری آسان (شكل‌دهی)، و بالاخره غیرسمی است.
پلی استایرن در مقابل آب پایدار است ولی در تماس با آب جوش، مقاومت آن اندك می باشد.
میزان پارامتر انحلال[1] پلیاستایرن برابر با (15.6-21.1) (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 (1) تعدادی از مهمترین حلّالها، و غیر حلّالهای پلی استایرن دارای مصارف عمومی معرفی شده اند.
جدول (1) معرفی تعدادی از مهمترین حلّالها، و غیر حلّالهای پلی استایرن دارای مصارف عمومی
مصرف این پلاستیك 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 100 ºC می باشد، درجه حرارت نسبتاً کم این ویژگی مهم باعث می شود تا این پلاستیک از کاربردهای بالاتر از دمای 100 ºC محروم گردد.
نوع دیگری از پلی استایرن وجود دارد که کریستال است، به دلیل 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 220 ºC قرار دارد.
در جدول (2) مهمترین خواصّ حرارتی پلی استایرن دارای کاربردهای معمولی، ارائه شده است.
Values
Condition
Unites
Properties
100
DMA, TMA
°C
Glass transition temperature
—–
DSC
°C
Melting range
95
ASTM D 648
°C
Heat deflection temperature, (at 0.45 MPa)
60
——-
°C
Max. servicing temperature
300
——-
°C
Thermal decomposition temperature
0.105
——-
W/(m × °K)
Thermal conductivity, (at 0 °C)
0.116
——-
W/(m × °K)
Thermal conductivity, (at 50 °C)
402
——-
°C
Ignition temperature
17.8
——-
%
LOI
جدول (2) ارائه مهمترین خواصّ حرارتی پلی استایرن دارای کاربردهای معمولی
خواص پلی استایرن:خواصّ مکانیکی پلی استایرن
پلیاستایرن پلاستیكی است گرمانرم، شفاف، سبک، جامد، سخت، دارای مدول و استحكام كششی نسبتاً بالا، مقاوم الكتریكی و حرارتی بسیار خوب به عنوان عایق، و جذب آب آن نیز كم است.
از نقاط ضعف مهم این پلاستیك شكنندگی آن است که بزرگترین ویژگی منفی مکانیکی آن به حساب می آید، برای رفع این نقیصه، با كوپلیمره كردن آن با اكریلونیتریل و یا بوتادیان، و تشکیل پلاستیکهای ABS, SAN, HIPS، یا با آلیاژ كردن آن با بعضی از لاستیكها، و حتی تقویت كردن پلیاستایرن با الیاف شیشه، باعث افزایش مقاومت در برابر ضربه آن میشود.
درجدول (3) تعدادی از مهمترین خواصّ مکانیکی پلی استایرن دارای مصارف معمولی نشان شده اند.
Values
ASTM
Unites
Properties
30-40
D 638
MPa
Tensile strength, at break
1-4
D 638
%
Tensile strain, at break
39000-186000
D 638
Psi
Tensile modulus
3100
D 790
MPa
Flexural modulus
95
D 790
MPa
Flexural strength
95
D 790
MPa
Compressive strength
3000
D 690
MPa
Compressive modulus
3000
D 690
MPa
Bulk modulus
1200
D 690
MPa
Shear modulus
130
D 685
HRR
Hardness Rockwell
8-19
D 256
J.m-1
Izod impact, notched
0.325-0.33
D
—-
Poisson´s Ratio
جدول (3) بیان تعدادی از مهمترین خواصّ مکانیکی پلی استایرن دارای مصارف معمولی
فرآیند پلیمریزاسیون بر کیفیّت خواص پلی استایرن چه تاثیری دارد؟
پلی‌استایرنی كه از روش توده روی منومر تهیه شده باشد، پلیمری با شفافیت و خلوص بالا است، این پلیمر از نظر جرم مولكولی توزیع وسیعی را نشان می‌دهد، و از قابلیت خیلی خوب عایق الكتریكی برخوردار است.
محصول نهایی تهیه شده به روش پلیمریزاسیون انحلالی مشكلاتی را به بار می‌آورد، مانند وجود خطوط تیره در محصول، حلّال به عنوان عاملی برای انتقال عامل فعال عمل می‌كند، که سبب كاهش جرم مولكولی پلیمر خواهد شد.
در این روش بسیاری از مشكلات روش محلول[5] كه در ارتباط با حلاّل پیش می‌آید وجود ندارد، اما آلودگی‌هایی با آب و عامل تعلیق را به همراه خواهد داشت، ضمن آن كه پلیمر باید خشك شود، سپس جمع‌آوری، متراكم و انبار گردد، تا برای فروش آماده شود.
روش امولسیون برای پلیاستایرن به ندرت مورد استفاده قرار میگیرد، زیرا در این شیوه مقداری زیادی صابون وارد محیط پلیمریزاسیون میشود، كه تأثیر منفی زیاد روی شفافیت و ضریب دی‌الكتریك این پلاستیک می‌گذارد.
این فرآیند برای تولید لاتكس پلیاستایرن مورد استفاده قرار میگیرد.
در این گونه از پلیاستایرن، خواص پلی استایرن مانند مقاومت حرارتی نسبتاً خوب، دمای استفاده و عملكرد نسبتاً بالا، خواصّ جاری شدن خوب و مقاومت منطقی در برابر ضربه بهینه شده‌اند
2- گونه های دارای جرم مولكولی بالا
مقاومت در برابر ضربه و نقطه نرمی[8] این پلاستیك، به میزان جرم مولكولی پلیمر بستگی دارد.
اگر جرم مولكولی پلیاستایرن كمتر از 000/50 باشد مقاومت كمی در برابر ضربه از خود نشان خواهد داد.
افزایش زیاد جرم مولكولی باعث افزایش مقاومت در برابر ضربه پلی استایرن خواهد شد.
با افزایش جرم مولكولی تا 000/100 خواص به سرعت بهبود می‌یابد.
از 000/100 به بالا تأثیر كمی روی خواصّ كششی آن خواهد داشت.
پلی استایرن‌های تجارتی، دارای جرم مولكولی متوسط (000/200 – 000/50) هستند.
3- گونه‌های مقاوم در برابر حرارت
با كاهش میزان مواد فرّار، نقطه نرمی پلیاستایرن افزایش می‌یابد، به عنوان مثال اگر میزان منومرهای موجود از 5% به صفر برسد نقطه نرمی پلیاستایرن از C° 70 به C° 100 می رسد.
گرید تجاری مقاوم در برابر حرارت معمولا دارای نقطه نرمی C° 7 بالاتر از نقطه نرمی گریدهای دارای مصرف عمومی است.
در جدول (4) دو نوع خواص پلی استایرن مقاوم شده در برابر شعله و مناسب برای مصارف عمومی باهم مقایسه شده اند.
GP-Flame
GP-PS
unit
ASTM
Properties
1.08
1.04-1.09
—
D792
Specific gravity
Fair to good
Fair to good
—
—-
Machining qualities
7000
5000-12000
Psi
D 638
Tensile strength
2.0
1.0-2.5
D 638
Elongation
4.5
4.5-5.0
Psi×106
D 638
Tensile modulus
–
11500-16000
D 695
Compressive modulus
–
8000-14000
Psi
D 790
Flexural yielding strength
0.25
0.25-0.4
ft.lb/
D 256
(Impact strength(Izod
M70
M65-M80
M
D 785
Hardness Rockwell
–
4.0-4.7
Psi×106
D 790
Flexural modulus
–
–
Psi×106
D 895
Compressive modulus
0.32
0.32
cal/°C/g
–
Specific heat
6.0-8.0
6.0-8.0
D 696
Thermal expansion
Transparent
Transparent
—
–
Clarity
87
87-92
%
–
Transmittance
–
<0.1-3.0
%
–
Haze (%)
جدول (4) مقایسهدو نوع خواص پلی استایرن مقاوم شده در برابر شعله و مناسب برای مصارف عمومی
با اضافه شدن یك لوبریكنت داخلی مانند بیوتیل استئارات یا پارافین مایع، با استفاده از یك پلیمر دارای جرم مولكولی كم، به وسیله كنترل دقیق شكل و اندازه گرانولهای دارای لوبریكنت مانند استئارات روی، باعث كاهش °C10 نقطه نرمی میشود.
كاهش نقطه نرمی به ویسكوزیته مذاب، افزایش جریانیابی پلیمر در درجه حرارت كمتر و کوتاه شدن زمان فرآیندا ، در نتیجه کاهش قیمت تمام شده ی قطعه ساخته شده، كمك می كند.
خواص پلی استایرن 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 4/3 میلیون تن است، پیش بینی میشود که مصرف گرید انبساطی پلی استایرن درسال 2013 بالغ بر 1/5 میلیون تن گردد.
محصول تولید شده در واحدهای اكستروژن به صورت الیاف، گرانول، آمیزه‌ی همراه با مواد نرم كننده در آمده و سپس انبار می‌شوند تا برای مصرف به مراكز شكل‌دهی حمل گردند.
پلی استایرن جزء پنج پلاستیك پرمصرف جهان به حساب می آید، از این پلاستیك در ساخت وسایل و تجهیزات الكتریكی، اسباب بازی، اتاقك‌های ساعت و رادیو، تهیه فوم پلیاستایرن، عایق‌های حرارتی، قایق‌های سبك، بدنه خوكار و غیره استفاده میشود.
تولید این ماده و گریدهای آن در پتروشیمی های ایران:
در ایران پتروشیمی تبریز در 8 گرید پلاستیک پلی استایرن تولید می کند که معروفترین ان گرید 1540 می باشد و در 7 گرید پلی استایرن مقاوم به ضربه که معروفترین آن 7240 می باشد و در 6 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)
برای دریافت مقاله به صورت فایل pdf لطفا نام و ایمیل خودرا در فرم زیر وارد نمایید تا برای شما پیامک شود
[/is_logged_in]
[is_guest]
برای دریافت مقاله به صورت فایل pdf لطفا نام و ایمیل خودرا در فرم زیر وارد نمایید تا برای شما پیامک شود و یا اگر عضو سایت هستید وارد شویدو یاثبت نام نمایید باتشکر.
ساعت:3 روز از ساعت (40 ساعت به صورت تئوری و عملی در کنار دستگاه)
محتوا:این دوره به مدت 40ساعت است که به مدت 3 روزکاری به صورت تـئوری وعملی درکنار دستگاه ودرآزمایشگاه می باشد به همره پذایرایی وناهار میان وعده,مشاوره درزمان آنتراک,پکیج آموزشی و…می باشد.
امکانات این پکیج:بصورت 8 عدد دی وی دی + فیلم های دستگاهها(بادوربین فوق حرفه ای فیلم برداری شده),ارسال رایگان به تمام نقاط ایران
مخاطبان:برای کسانی که محصولی را تولید می کنند و می خواهند بازار فروش بهتری داشته باشند.برای کسانی که می خواهند شناسنامه فنی برای محصولشان داشته باشند.برای کسانی که به عنوان کنترل کیفی در کارخانه و یا کارگاهی فعالیت می کنند و نحوه کار با دستگاهها را نمی دانند و یا می خواهند استخدام شوند.
گریدهای در دسترس پلیاستایرن
