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

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

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 پلی استایرن با کاربرد عمومی GPPS را مشاهده می کنید:

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

کاربردهای پلی استایرن با کاربرد عمومی GPPS:

• بسته بندی: پلی استایرن GPPS در قسمت های مختلف صنعت بسته بندی مورد استفاده قرار می گیرد. ویژگی های مهمی که سبب شده است پلی استایرن 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 پلی استایرن 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 پلی استایرن GPPS در اسن صنعت کاربرد داشته باشد، قیمت پایین، فرایندپذیری، شفافیت، مقاومت خوب به مواد شیمیایی و.. است.

• 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 پلی استایرن GPPS استفاده می شود.

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

فرایند شکل دهی پلی استایرن 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 پلی استایرن با کاربرد عمومی، 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 در پلی استایرن GPPS حدود 0/7 -0/4 درصد بسته به نوع گرید GPPS مورد استفاده متغیر است.

فرایند اکستروژن پلی استایرن GPPS:

• گرید هایی از پلی استایرن GPPS 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 پلی استایرن انبساطی 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.

پلی استایرن انبساطی EPS بسیار سبک بوده و انتقال حرارت بسیار پایینی دارد. همچنین جذب رطوبت پایینی دارد. یکی از  مهمترین عیب های پلی استایرن انبساطی 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 شامل 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 پلی استایرن انبساطی EPS:

پلی استایرن انبساطی EPS یک پلیمر بسیار سبک می باشد که خواص عایق حرارتی بالایی دارد. همچنین این پلیمر، سبب جلوگیری از اتلاف انرژی می شود. EPS 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 پلی استایرن انبساطی 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 پلی استایرن انبساطی EPS:

• صنایع ساختمان سازی: به واسطه خاصیت عایق بودن ، بی اثر بودن شیمیایی ، مقاومت در برابر باکتریها و آفات و غیره در پلی استایرن انبساطی 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 پلی استایرن انبساطی EPS در صنعت ساختمان می توان به کاهش مصرف انرژی، قابلیت بازیافت، بهبود کیفیت فضای داخل و... اشاره نمود.

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

• سایر کاربردهای پلی استایرن انبساطی EPS

  : در کلاه ایمنی ورزشی، صندلی ماشین نوزاد، صندلی اتومبیل

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

پلی استایرن مقاوم به ضربه 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.

پلی استایرن مقاوم به ضربه 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 پلی استایرن مقاوم به ضربه HIPS را می توانید در جدول زیر مشاهده کنید.

خواص مهم و کلیدی پلی استایرن مقاوم به ضربه HIPS:

موارد کاربرد پلی استایرن مقاوم به ضربه 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 ...

فرایند شکل دهی پلی استایرن مقاوم به ضربه HIPS:

پلی استایرن مقاوم به ضربه 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 پلی استایرن مقاوم به ضربه 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. 

منبع: https://omnexus.specialchem.com