پلیمر ما
0  

همه چیزدرباره پلی استایرن ( PS) و انواع آن

همه چیزدرباره پلی استایرن ( PS) و انواع آن

پلی استایرن چیست؟ خواص انواع پلی استایرن، شرایط فرایند، کاربرد و ویژگی های هریک

 

فهرست مطالب (می توانید بر روی عناوین کلیک کنید)

پلی استایرن و انواع آن

همه چیز در رابطه باپلی استایرن با کاربرد عمومی GPPS

همه چیز در رابطه باپلی استایرن انبساطی EPS

همه چیز در رابطه باپلی استایرن مقاوم به ضربه HIPS

 

 

پلی استایرن و انواع آن

پلی استایرن یک ترموپلاستیک ساخته شده از مونومر استایرن می باشد. و ساختار آن به شکل زیر می باشد

ساختار پلی استایرن PS

در صنعت سه نوع پلی استایرن مورد استفاده قرار می گیرد:

اول پلی استایرن با کاربرد عمومی (General Purpose Polystyrene (GPPS که به آن پلی استایرن بلورین crystal polystyrene  نیز می گویند.

دوم پلی استایرن انبساطی (Expanded Polystyrene (EPS

سوم پلی استایرن مقاوم به ضربه (High Impact Polystyrene (HIPS

 

پلی استایرن با کاربرد عمومی GPPS چیست و چه ویژگی ها و کاربردهایی دارد

در این قسمت به معرفی پلی استایرن بلورین یا GPPS می پردازیم.

ویژگی ها و خواص GPPS

  • GPPS که نام های دیگری مانند OPS ( پلی استایرن کریستالی جهت یافته) نیز دارد از هموپلیمریزاسیون استایرن به دست می آید.
  • پلیمر سخت، محکم، شیشه ای، براق و روشن است.
  • استحکام کششی و خمشی خوبی دارد.
  • پایداری ابعادی عالی دارد، مقاومت به آب و مواد شیمایی آلی خوبی دارد.
  • میتواند رنگ شود، اکسترود شود به به شکل دلخواه درآید.
  • از GPPS بیشتر در قالب گیری تزریقی استفاده می شود.
  • بیشترین کاربرد GPPS در صنعت بسته بندی، اپتیک، دارویی و ... می باشد.

 

در جدول زیر مهمترین مزایا و محدودیت های GPPS را مشاهده می کنید:

مزایای GPPS

محدودیت های GPPS

قیمت پایین

شکنندگی در دمای محیط

شفافیت

خواص مکانیکی ضعیف در دمای بالای 70 درجه

سفتی بالا

مقاومت شیمیایی ضعیف به خصوص به حلال های آلی

پایداری ابعادی خوب

حساس به UV

خواص الکتریکی خوب

اشتعال پذیری بالا

مقاوم به اشعه گاما

قابلیت تطابق با FDA

 

در جدول زیر مهمترین مشخصات و ویژگی های پلی استایرن با کاربرد معمولی GPPS را مشاهده می کنید.

خاصیت

مقدار

جمع شدگی (Shrinkage)

0/1-0/7 درصد

جذب آب 24 ساعته

0/01-0/04 درصد

اشتعال پذیری UL94

HB

استحکام کششی در شکست

35-60 مگاپاسکال

استحکام کششی در تسلیم

35-60 مگاپاسکال

ازدیاد طول در شکست

1-4 درصد

ازدیاد طول در تسلیم

1-4 درصد

سختی Rockwell M

60-75

سختی Shore D

85-90

مدول خمشی

2/5-3/5 گیگاپاسکال

دانستیه

1/04-1/05 گرم بر ساتیمتر مکعب

دمای انتقال شیشه ای Tg

90 درجه سلسیوس

مقاومت به اشعه گاما

خوب

مقاومت به اشعه UV

ضعیف

HDT در تنش 0/46 مگاپاسکال

75-100 درجه سلسیوس

HDT در تنش 1/8 مگاپاسکال

70-90 درجه سلسیوس

بالاترین دمای کاربرد

65-80 درجه سلسیوس

کمترین دمای کاربرد

20 درجه سلسیوس

 

کاربردهای GPPS:

  • بسته بندی: GPPS در قسمت های مختلف صنعت بسته بندی مورد استفاده قرار می گیرد. ویژگی های مهمی که سبب شده است GPPS در صنعت بسته بندی مورد استفاده قرار گیرد عبارت است از: قیمت پایین/ فرایند آسان/ قابلیت تماس با مواد غذایی/ قابلیت بازیافت/ سختی بالا
  • صنایع دارویی و بهداشتی: از GPPS در تولید قطعات کوچک مانند پتری دیش، لوله آزمایش، پیپت؛ ابزار های اورژانس و ... استفاده می شود. از مهمترین ویژگی هایی که سبب می شود GPPS در اسن صنعت کاربرد داشته باشد، قیمت پایین، فرایندپذیری، شفافیت، مقاومت خوب به مواد شیمیایی و.. است.

کاربرد پلی استایرن معمولی عمومی GPPS

 

  • کالاهای مصرفی: در ساخت بسیاری از کالای مصرفی و روزمره مانند کارد و چنگال اسباب بازی، ظروف و لوازم یکبار مصرف، کابین دوش، قاب بعضی چراغ ها و... به دلیل قیمت، فرایند پذیری، موجود بودن در رنگ های مختلف، قابلیت بازیافت، دانسیته پایین و ... از GPPS استفاده می شود.

کاربرد پلی استایرن GPPS  در ظروف یکبار مصرف

  • صنایع اپتیک: مانند پخش کننده های نور و ... به علت شفافیت و فرایند پذیری آسان

 

فرایند شکل دهی GPPS:

پلی استایرن GPPS با همه تکنیک های فرایند شکل دهی که برای ترموپلاستیک ها کاربرد دارد قابل فرایند است. پیش خشک کردن معمولا مورد نیاز نیست اما در کاربردهایی که به براقیت و شفافیت بسیار بالا نیاز است می توان آن را در دمای 80 درجه به مدت 2 ساعت خشک کرد.

قالب گیری تزریقی پلی استایرن GPPS:

  • دمای مذاب 280-180 درجه سلیسیوس توصیه می شود
  • به طور کلی دمای قالب باید 50-30 درجه باشد. اما برای قالب هایی که محصول تولیدی آن ها ضخامت دیواره نازک دارد می شود دمای قالب را 10 درجه نیز کاهش داد.
  • جمع شدگی یا Shrinkage قالب حدود 0/7 -0/4 درصد بسته به نوع گرید GPPS مورد استفاده متغیر است.

فرایند اکستروژن پلی استایرن GPPS:

  • گرید هایی که ویسکوزیته بالایی دارند (MFR پایین) برای اکستروژن مناسب هستند.
  • دمای مذاب 220-180 درجه معمولا مورد استفاده قرار می گیرد.

 

 

همه چیز در رابطه با پلی استایرن انبساطی (Expanded Polystyrene (EPS:

معرفی و روش ساخت:

پلی استایرن انبساطیEPS پلی استایرنی است که از آن محصولا فومی سفید رنگ تولید می گردد. و در صنعت بسته بندی، عایق سازی ساختمان و ... کاربرد دارد. EPS دارای سلولهای بسته Close Cell می باشد.

 گرانول های EPS دارای دو قسمت هستند، یک قسمت استایرن که ساختار سلول را تشکیل می دهد و یک قسمت گاز پنتان، که عامل پف زا می باشد.

EPS بسیار سبک بوده و انتقال حرارت بسیار پایینی دارد. همچنین جذب رطوبت پایینی دارد. یکی از  مهمترین عیب های EPS دمای کاربری پایین آن می باشد (حدود 80 درجه). EPS شامل 98 درصد هوا می باشد و به طور کامل قابل بازیافت می باشد.

روش ساخت EPS بر سه مرحله استوار است: پیش انبساط، پایدارسازی، قالب گیری

دانه های پلی استایرن با عامل پف زا پنتان آغشته می شود و در دمای بالای 90 درجه گرانول های EPS شاما عامل پف زا ساخته می شود. این دما سبب می شود تا عامل پف زا تبخیر شود و اندازه گرانول را تا حدود 50-20 برابر بزرگتر کند. بعد از این مرحله، دانه ها به مدت 12-6 ساعت نگه داشته می شوند تا به تعادل برسند. سپس به داخل قالب ریخته می شوند تا محصول نهایی ساخته شود. بسته به کاربرد در مرحله آخر می شود افزودنی هایی نظیر بازدارنده های شعله و ... را اضافه کرد.

 

خواص و ویژگی های کلیدی EPS:

EPS یک پلیمر بسیار سبک می باشد که خواص عایق حرارتی بالایی دارد. همچنین این پلیمر، سبب جلوگیری از اتلاف انرژی می شود. از لحاظ شیمیایی خنثی می باشد. مقاوم به حملات باکتری می باشد، قیمت مناسبی دارد و همچنین استحکام به ضربه و پایداری ابعادی عالی دارد.

پس به طور کلی EPS دارای انتقال حرارت بسیار پایین به علت داشتن سلول بسته می باشد، دارای استحکام فشاری بالا می باشد که تحمل بار زیادی را خواهد داشت. بسیار سبک می باشد و دانسیته پایینی دارد. حداکثر تغییر در اندازه ابعاد در EPS حدود 2 درصد است و پایداری ابعادی عالی دارد. حتی وقتی در آب غوطه ور شود نیز جذب آب کمی دارد. (روش اندازه گیری جذب آب فوم های پلی استایرن را اینجا بخوانید.) EPS مقاوم به پیر سازی و شراط آب و هوایی می باشد. هرچند که در معرض نور مستقیم آفتاب بر اثر UV زرد می شود.

کاربردهای EPS:

  • صنایع ساختمان سازی: EPS به واسطه خاصیت عایق بودن ، بی اثر بودن شیمیایی ، مقاومت در برابر باکتریها و آفات و غیره به طور گسترده ای در صنعت ساختمان و استفاده می شود ، ساختار سلول بسته آن تنها جذب آب کمی را امکان پذیر می کند بادوام ، مقاوم است و می تواند به عنوان سیستم های عایق بندی شده برای صفحات نما ، دیوارها ، سقف ها و کف در ساختمان استفاده شود. لذا از مزایای استفاده از EPS در صنعت ساختمان می توان به کاهش مصرف انرژی، قابلیت بازیافت، بهبود کیفیت فضای داخل و... اشاره نمود.

کاربرد پلی استایرن فوم EPS

  • بسته بندی مواد غذایی: با استفاده از مواد EPS می توان ورق و صفحات تهیه کرده و ازآن ها با استفاده از فرایندهایی مانند ترموفرمینگ و وکیوم فرمینگ در صنایع بسته بندی بهره گرفت.

کاربرد پلی استایرن فومی EPS

  • سایر کاربردهای EPS: در کلاه ایمنی ورزشی، صندلی ماشین نوزاد، صندلی اتومبیل

 

همه چیز در رابطه با پلی استایرن مقاوم به ضربه (High Impact Polystyrene (HIPS

HIPS یک پلیمر اقتصادی و فراگیر است که مقاومت خوبی در برابر ضربه داشته و پایداری ابعادی مناسبی دارد. همچنین  HIPS به راحتی قالب گیری می شود. براقیت بالایی دارد قبلیت رنگ پذیری دارد.

HIPS به دلیل انعطاف پذیری بالا، مقاومت به ضربه، ماشین کاری آسان و قیمت پایین بسیار مورد توجه قرار گرفته است.

 

مزایا و محدودیت های HIPS را می توانید در جدول زیر مشاهده کنید.

مزایای HIPS

محدودیت های HIPS

سختر تر از GPPS

شفافیت کمتر در مقایسه با GPPS

قیمت پایین

خواص الکتریکی ضعیف تر در مقایسه با GPPS

پایداری ابعاد خوب

مقاومت شیمیایی ضعیف به خصوص به حلال های آلی

خواص الکتریکی خوب

مقاومت به اشعه گاما

حساس  به UV

فرایندپذیری خوب

اشتعال پذیری بالا و تولید دود سمی

قابلیت تطابق با FDA

 

 

خواص مهم و کلیدی پلی استایرن مقاوم به ضربه HIPS:

خاصیت

مقدار

جمع شدگی (Shrinkage)

02/0-0/8 درصد

جذب آب 24 ساعته

0/05-0/15 درصد

اشتعال پذیری UL94

HB

استحکام کششی در شکست

420-45 مگاپاسکال

استحکام کششی در تسلیم

20-40 مگاپاسکال

ازدیاد طول در شکست

10-65درصد

سختی Rockwell M

1

سختی Shore D

60-75

مدول خمشی

1/5-3/0 گیگاپاسکال

دانستیه

1/03-1/06 گرم بر ساتیمتر مکعب

دمای انتقال شیشه ای Tg

88-92درجه سلسیوس

مقاومت به اشعه گاما

خوب

مقاومت به اشعه UV

ضعیف

HDT در تنش 0/46 مگاپاسکال

80-100 درجه سلسیوس

HDT در تنش 1/8 مگاپاسکال

75-80 درجه سلسیوس

بالاترین دمای کاربرد

60-80 درجه سلسیوس

کمترین دمای کاربرد

20- الی 40- درجه سلسیوس

 

موارد کاربرد پلی استایرن HIPS:

  • بسته بندی مواد غذایی: کاربرد در بسته بندی لبنیات، سینی های گوشت و مرغ، کارتن های پلاستیکی مرغ و .... به علت پایین، آسانی فرایند، قابلیت بازیافت، سختی بالا، مقاومت به ضربه
  • صنایع الکترونیک و لوازم خانگی: کاربرد در قاب تلویزیون، قاب کامپیوتر، آستر های داخلی فریزر و یخچال و ... به علت استحکام ضربه خوب، قیمت پایین، فرایند پذیری، پرداخت نهایی خوب
  • دارویی و بهداشتی: در لوازم پزشکی و دارویی مانند ظروف زباله، پتری دیش و ...

کاربرد پلی استایرن مقاوم به ضربه HIPS

کاربرد پلی استایرن مقاوم به ضربه HIPS

فرایند شکل دهی HIPS:

HIPS را می توان با تمامی روش های مرسوم شکل دهی پلاستیک ها فرایند کرد. معمولا نیازی به پیش خشک سازی ندارد. محصول می تواند به مدت 2 ساعت در دمای 80 درجه خشک شود.

در فرایند تزریق HIPS :

  • دمای مذاب باید 280-180 درجه سلسیوس باشد.
  • دمای قالب به طور کلی 50-30 درجه سلسیوس است. برای محصولا با جداره نازک این دما می تواند تا 10 درجه سلیوس نیز می تواند پایین بیاید.
  • جمع شدگی Shrinkage قالب نیز 0/7-0/4 درصد بسته به نوع گرید مواد مورد استفاده متغیر است.

 

برای آموزش مفاهیم پلیمری، فرایند های شکل دهی، خواص مکانیکی و فیزیکی پلیمرها و آزمون های پلیمری به بخش آموزش مراجعه و یا با پلیمرما تماس بگیرید. 

 

 

پربازدیدترین مطالب
آخرین مطالب
مثل اینکه کسی دیدگاهی نداشته!!!