Spis treści
Pochodzenie polistyrenu
Polistyren, znany również jako polistyren, jest szeroko stosowanym polimerem. polimer wytwarzany przez polimeryzację styrenu.
Jest to przezroczysty, twardy i kruchy materiał, który występuje w różnych formach, takich jak polistyren ekspandowany (EPS) i polistyren ekstrudowany (XPS). Polistyren jest szeroko stosowany w opakowaniach, izolacjach, pojemnikach i innych produktach codziennego użytku.
Jest wodoodporny, chemicznie obojętny i odporny na kwasy i zasady, ale wrażliwy na rozpuszczalniki organiczne. Komercyjna produkcja polistyrenu rozpoczęła się w latach trzydziestych XX wieku i jest on wytwarzany i przetwarzany na całym świecie.
EPS, forma polistyrenu, jest często stosowany w opakowaniach, izolacji i budownictwie.
Krystaliczność PS
Polistyren występuje w dwóch głównych formach: ataktycznej i syndiotaktycznej.
Polistyren ataktyczny jest amorficzny, co oznacza, że nie ma regularnej, uporządkowanej struktury, a zatem nie ma krystaliczności. krystaliczność krystaliczność.
Z kolei polistyren syndiotaktyczny ma bardzo regularną i uporządkowaną strukturę, z grupami fenylowymi rozmieszczonymi naprzemiennie na liniowym szkielecie węglowym. Ta regularność pozwala cząsteczkom łatwo upakować się w kryształy, co prowadzi do powstania struktury krystalicznej.
Krystaliczność polistyrenu syndiotaktycznego prowadzi do wyższej temperatury topnienia. temperatura topnienia i większą sztywność w porównaniu do polistyrenu ataktycznego.
Należy jednak zauważyć, że żaden polimer nie jest w pełni krystaliczny, ponieważ w pełni krystaliczny polimer byłby zbyt kruchy do zastosowania jako tworzywo sztuczne. Obecność obszarów amorficznych w polimerach, w tym w polistyrenie, nadaje im wytrzymałość, która pozwala polimerowi zginać się bez pękania i pochłaniać energię.
Temperatura topnienia polisytrolu
Polistyren jest tworzywem termoplastycznym, które w temperaturze pokojowej jest w stanie stałym, ale topi się po podgrzaniu w celu formowania lub wytłaczania.
Temperatura topnienia polistyrenu różni się w zależności od jego kształtu i struktury. Polistyren izotaktyczny, który ma regularną strukturę, ma
Amorficzny polistyren, który nie ma regularnej struktury, nie topi się w określonej temperaturze, ale mięknie stopniowo od ok. 100 °C, co jest znane jako temperatura zeszklenia. Te różnice w temperaturze topnienia są związane z układem molekularnym i krystalicznością polistyrenu.
Czysty polistyren jest bezbarwny, twardy i ma ograniczoną elastyczność. Może być odlewany w formach z drobnymi detalami i może być przezroczysty lub w różnych kolorach. Jest ekonomiczny i używany do produkcji plastikowych zestawów modelarskich, ramek na tablice rejestracyjne, plastikowych sztućców, pudełek na płyty CD, do produkcji modeli, jako alternatywny materiał na płyty i wielu innych przedmiotów, w których pożądany jest dość sztywny, ekonomiczny plastik.
Polistyren może występować w postaci stałej lub spienionej. Ogólnie polistyren jest przezroczysty, twardy i kruchy. Jest to niedroga żywica w przeliczeniu na jednostkę masy i ma stosunkowo niską
Stabilność termiczna PS
Stabilność termiczna polistyrenu zależy od jego struktury i składu. Czysty polistyren nie jest stabilny w wysokich temperaturach i ma tendencję do rozkładu termicznego.
Stabilność termiczną można jednak poprawić poprzez dodanie stabilizatorów. Polistyren izotaktyczny, który ma regularną strukturę, jest generalnie bardziej stabilny termicznie niż polistyren amorficzny.
Stabilność termiczna polistyrenu może być mierzona przy użyciu różnych metod, w tym chip DSC (DSC) lub za pomocą analizę termograwimetryczną (TGA) przy użyciu STA L82.
Metoda DSC mierzy ilość ciepła, które materiał pochłania lub uwalnia podczas kontrolowanego wzrostu temperatury, a tym samym umożliwia określenie temperatury topnienia i mięknienia, a także badanie przejść fazowych i reakcji. Metoda TGA mierzy zmianę masy materiału w funkcji temperatury i może być stosowana do określania stabilności termicznej i temperatur rozkładu materiałów.
Temperatura zeszklenia polistyrenu
Temperatura zeszklenia temperatura zeszklenia (Tg) polistyrenu wynosi zazwyczaj około 100 °C. Temperatura ta oznacza przejście amorficznego polimeru z twardego, szklistego stanu do miękkiego, gumowatego stanu.
Tg można zmierzyć za pomocą chipa DSC, który mierzy ilość ciepła pochłanianego lub uwalnianego przez materiał podczas kontrolowanego wzrostu temperatury, umożliwiając określenie punktów topnienia i mięknienia oraz badanie przejść fazowych i reakcji.
Temperatura zeszklenia jest ważnym parametrem wpływającym na właściwości mechaniczne i przetwarzalność polistyrenu. Powyżej Tg polistyren staje się miękki i plastyczny, co sprawia, że nadaje się do technik przetwarzania, takich jak formowanie wtryskowe, podczas gdy poniżej Tg jest twardy i kruchy.
Produkcja elementów polistyrenowych metodą formowania wtryskowego
Produkcja części z polistyrenu metodą formowania wtryskowego jest powszechnym procesem, w którym stopiony polistyren jest wtryskiwany do formy w celu uzyskania pożądanego kształtu. Proces ten wymaga specjalnych wtryskarek i form, które zazwyczaj wykonane są ze stali lub aluminium.
Polistyren dobrze nadaje się do formowania wtryskowego, ponieważ ma dobrą płynność i podatność na formowanie. Wytrzymałość i formowalność materiału można poprawić za pomocą
TMA (analiza termomechaniczna) mierzy zmianę długości materiału w funkcji temperatury i siły wywieranej na materiał, a tym samym umożliwia określenie temperatury zeszklenia i mięknienia, a także badanie zmian kształtu i naprężeń w materiale.
Różne rodzaje PS
Polistyren jest wszechstronnym polimerem wykorzystywanym w różnych formach i zastosowaniach.
Różne rodzaje polistyrenu obejmują
Polistyren lity:
- Jest przezroczysty, twardy, kruchy i umiarkowanie wytrzymały w stanie niezmienionym. Używany do produkcji plastikowych zestawów modelarskich, ramek do tablic rejestracyjnych, plastikowych sztućców i pudełek na płyty CD.
Spieniony polistyren (EPS):
- Stosowany jako izolacja piankowa w budownictwie. Jest również stosowany w postaci granulek do produkcji polistyrenu betonowego, który jest wykorzystywany jako materiał budowlany w przemyśle budowlanym.
Folia polistyrenowa:
- Stosowany w produkcji folii, jest przezroczysty, trwały i nadaje się do zadruku.
Zastosowanie: granulki PS
GERÄT | CHIP-DSC 1 (Chip-DSC L66 Basic) |
|---|---|
| Heizrate | 50 K/Minute |
| Probenmasse | ca. 15 mg |
| Probenschale | Offene Aluminiumpfannen |
| Gas | Statische Luft |
Wpływ polistyrenu na środowisko
Polistyren, zwłaszcza polistyren ekspandowany (EPS), ma znaczący wpływ na środowisko. Produkcja polistyrenu wymaga użycia ropy naftowej, co prowadzi do znacznego wpływu na klimat i środowisko.
Po zużyciu polistyren jest głównym składnikiem odpadów lądowych i morskich. Jest on powszechnym elementem odpadów przybrzeżnych i może zanieczyszczać środowisko przez długi czas, ponieważ rozkłada się bardzo powoli.
Polistyren może również wypłukiwać chemikalia na wysypiska śmieci, co prowadzi do dalszych problemów środowiskowych. Ponadto polistyren stanowi zagrożenie dla zdrowia ludzi i zwierząt, ponieważ rozpada się na małe kawałki, które mogą być spożywane przez zwierzęta jako pokarm.
Ponadto styren, główny składnik polistyrenu, może powodować uszkodzenia wątroby i tkanki nerwowej. Ze względu na ten wpływ na środowisko, stosowanie polistyrenu jest już ograniczone lub zakazane w niektórych regionach.
