İçindekiler
Polistirenin kökeni
Polistiren olarak da bilinen polistiren, yaygın olarak kullanılan bir polimerdir. polimerstiren polimerizasyonu ile üretilir.
Genleştirilmiş polistiren (EPS) ve ekstrüde polistiren (XPS) gibi çeşitli formlarda gelen şeffaf, sert ve kırılgan bir malzemedir. Polistiren ambalaj, yalıtım, kaplar ve diğer günlük ürünlerde yaygın olarak kullanılmaktadır.
Su geçirmez, kimyasal olarak inert ve asitlere ve bazlara karşı dirençlidir, ancak organik çözücülere karşı hassastır. Ticari polistiren üretimi 1930’larda başlamıştır ve dünya çapında üretilmekte ve işlenmektedir.
Bir polistiren türü olan EPS genellikle ambalaj, yalıtım ve inşaatta kullanılır.
PS'nin kristalliği
Polistiren iki ana formda bulunur: ataktik ve sindiyotaktik polistiren.
Ataktik polistiren amorftur, yani düzenli, sıralı bir yapısı ve dolayısıyla kristalliği yoktur. kristallik kristallik.
Öte yandan, sindiyotaktik polistiren, fenil gruplarının doğrusal karbon omurgası üzerine dönüşümlü olarak düşmesiyle çok düzenli ve sıralı bir yapıya sahiptir. Bu düzenlilik, moleküllerin kolayca kristaller halinde paketlenmesini sağlayarak kristal bir yapının oluşmasına neden olur.
Sindiyotaktik polistirenin kristalliği daha yüksek bir erime sıcaklığına yol açar. erime sıcaklığı ve ataktik polistirene kıyasla daha fazla sertlik.
Bununla birlikte, hiçbir polimerin tamamen kristal olmadığına dikkat etmek önemlidir, çünkü tamamen kristal bir polimer plastik olarak kullanım için çok kırılgan olacaktır. Polistiren de dahil olmak üzere polimerlerde amorf bölgelerin varlığı, polimerin kırılmadan bükülmesini ve enerjiyi emmesini sağlayan tokluğu verir.
Polisitrolün erime noktası
Polistiren normalde oda sıcaklığında katı halde bulunan ancak kalıplanmak veya ekstrüde edilmek üzere ısıtıldığında eriyen bir termoplastiktir.
Polistirenin erime noktası şekline ve yapısına bağlı olarak değişir. Düzenli bir yapıya sahip olan izotaktik polistiren 240 °C civarında bir
Düzenli bir yapıya sahip olmayan amorf polistiren belirli bir sıcaklıkta erimez, ancak camsı geçiş sıcaklığı olarak bilinen yaklaşık 100 °C’den itibaren kademeli olarak yumuşar. Erime sıcak lığındaki bu farklılıklar, polistirenin moleküler düzeni ve kristalinitesi ile ilgilidir.
Saf katı polistiren renksiz, sert ve sınırlı esnekliğe sahiptir. Kalıplara ince detaylarla dökülebilir ve şeffaf veya farklı renklerde yapılabilir. Ekonomiktir ve plastik model kitleri, plaka çerçeveleri, plastik çatal bıçak takımları, CD “mücevher” kutuları, model yapımında, plaklar için alternatif bir malzeme olarak ve oldukça sert, ekonomik bir plastiğin istendiği diğer birçok nesnenin üretiminde kullanılır.
Polistiren katı veya köpük formunda olabilir. Genel polistiren berrak, sert ve kırılgandır. Birim ağırlık başına ucuz bir reçinedir ve nispeten düşük bir erime noktasına sahiptir. En yaygın kullanılan plastiklerden biridir ve üretimi yılda birkaç milyon tondur.
PS'nin termal kararlılığı
Polistirenin termal kararlılığı yapısına ve bileşimine bağlıdır. Saf polistiren yüksek sıcaklıklarda stabil değildir ve termal olarak ayrışma eğilimindedir.
Bununla birlikte, termal stabilite stabilizatörler eklenerek geliştirilebilir. Düzenli bir yapıya sahip olan izotaktik polistiren, genellikle amorf polistirene göre termal olarak daha kararlıdır.
Polistirenin termal stabilitesi, aşağıdakiler de dahil olmak üzere çeşitli yöntemler kullanılarak ölçülebilir çip DSC (DSC) veya bir termogravimetrik analiz (TGA)STA L82 kullanarak.
DSC yöntemi, bir malzemenin kontrollü bir sıcaklık artışı sırasında absorbe ettiği veya saldığı ısı miktarını ölçer ve böylece erime ve yumuşama noktalarının belirlenmesinin yanı sıra faz geçişlerinin ve reaksiyonların araştırılmasını sağlar. TGA yöntemi, sıcaklığın bir fonksiyonu olarak bir malzemenin ağırlığındaki değişimi ölçer ve malzemelerin termal stabilitesini ve ayrışma sıcaklıklarını belirlemek için kullanılabilir.
Polistirenin camsı geçiş sıcaklığı
Bu cam geçiş sıcaklığı (Tg) polistirenin sıcaklığı tipik olarak 100 °C civarındadır. Bu sıcaklık, amorf polimerin sert, camsı bir durumdan yumuşak, kauçuksu bir duruma geçişini işaret eder.
Tg, bir malzemenin kontrollü bir sıcaklık artışı sırasında emdiği veya saldığı ısı miktarını ölçen, erime ve yumuşama noktalarının belirlenmesine ve faz geçişlerinin ve reaksiyonlarının araştırılmasına olanak tanıyan bir çip DSC kullanılarak ölçülebilir.
Camsı geçiş sıcaklığı, polistirenin mekanik özelliklerini ve işlenebilirliğini etkileyen önemli bir parametredir. Tg ‘nin üzerinde, polistiren yumuşak ve dövülebilir hale gelir, bu da onu enjeksiyon kalıplama gibi işleme teknikleri için uygun hale getirirken, Tg ‘nin altında sert ve kırılgandır.
Enjeksiyon kalıplama ile polistiren parçaların üretimi
Enjeksiyon kalıplama ile polistiren parçaların üretimi, erimiş polistirenin istenen şekli elde etmek için bir kalıba enjekte edildiği yaygın bir işlemdir. Bu işlem, tipik olarak çelik veya alüminyumdan yapılmış özel enjeksiyon kalıplama makineleri ve kalıpları gerektirir.
Polistiren iyi akışkanlığa ve kalıplanabilirliğe sahip olduğundan enjeksiyon kalıplama için çok uygundur. Malzemenin mukavemeti ve kalıplanabilirliği bir DIL L75 ya da TTB ölçülebilir. DIL L75, sıcaklığın bir fonksiyonu olarak bir malzemenin uzunluğundaki değişimi ölçen ve böylece malzemenin termal genleşmesi ve büzülmesi hakkında sonuçlar çıkarılmasını sağlayan bir dilatometredir.
Bir TMA (termomekanik analiz), sıcaklığın ve malzeme üzerine uygulanan kuvvetin bir fonksiyonu olarak bir malzemenin uzunluğundaki değişimi ölçer ve böylece camsı geçiş ve yumuşama sıcaklıklarının belirlenmesinin yanı sıra malzemedeki şekil ve gerilmelerdeki değişikliklerin araştırılmasını sağlar.
Farklı PS türleri
Polistiren, çeşitli form ve uygulamalarda kullanılan çok yönlü bir polimerdir.
Farklı polistiren türleri şunları içerir
Katı polistiren:
- Değiştirilmemiş haliyle şeffaf, sert, kırılgan ve orta derecede güçlüdür. Plastik model kitleri, plaka çerçeveleri, plastik çatal bıçak takımı ve CD mücevher kutularının üretiminde kullanılır.
Genişletilmiş polistiren (EPS):
- İnşaat sektöründe köpük izolasyonu olarak kullanılır. Ayrıca inşaat sektöründe yapı malzemesi olarak kullanılan polistiren beton üretimi için granül şeklinde kullanılır.
Polistiren film:
- Film yapımında kullanılır ve şeffaf, dayanıklı ve yazdırılabilirdir.
Uygulama: PS granülleri
GERÄT | CHIP-DSC 1 (Chip-DSC L66 Basic) |
|---|---|
| Heizrate | 50 K/Minute |
| Probenmasse | ca. 15 mg |
| Probenschale | Offene Aluminiumpfannen |
| Gas | Statische Luft |
Polistirenin çevresel etkisi
Polistiren, özellikle de genleştirilmiş polistiren (EPS), önemli bir çevresel etkiye sahiptir. Polistiren üretimi ham petrol kullanımını gerektirmekte, bu da önemli bir iklim ve çevre etkisine yol açmaktadır.
Kullanımdan sonra polistiren, karasal ve deniz çöpüne önemli bir katkıda bulunur. Kıyı atıklarında yaygın bir unsurdur ve çok yavaş bozunduğu için çevreyi uzun süre kirletebilir.
Polistiren ayrıca kimyasalları çöp depolama alanlarına sızdırarak daha fazla çevre sorununa yol açabilir. Ayrıca polistiren, hayvanlar tarafından gıda olarak yutulabilecek küçük parçalara ayrıldığından insan ve hayvan sağlığı için risk oluşturmaktadır.
Ayrıca, polistirenin ana bileşeni olan stiren, karaciğer hasarına ve sinir dokusu hasarına neden olabilir. Bu çevresel etkiler nedeniyle, polistiren kullanımı bazı bölgelerde halihazırda kısıtlanmış veya yasaklanmıştır.
