Čo je polystyrén (PS)?
Je to syntetický polymér vyrobený z monoméru styrénu. PS sa vyrába polymerizáciou styrénu, čo je druh stavebného bloku používaného na výrobu rôznych plastových výrobkov. Vyskytuje sa aj prirodzene (jahody, škorica, káva a pivo).
Tento plastový polymér je prírodný priehľadný termoplast, ktorý je dostupný v pevných ako aj pevných penových materiáloch. Všeobecne používaný PS materiál je číry, tvrdý a krehký vo vlastnostiach.
Bežne sa používa plast na výrobu rôznych produktov koncových segmentov. Pevná forma plastu sa široko používa na výrobu výrobkov, ktoré vyžadujú jasnosť. Často sa používajú s kombináciou farbív, prísad a iných foriem plastov na výrobu tovaru, ako sú elektronické zariadenia, automobilové diely, záhradnícke hrnce, vybavenie atď.
PS je vyrobený z penového materiálu a označuje sa ako expandovaný polystyrén (EPS) alebo extrudovaný polystyrén (XPS), ktorý je známy svojimi izolačnými a tlmiacimi vlastnosťami.
Pevná forma tohto materiálu sa bežne používa na aplikácie zdravotníckych pomôcok (skúmavky, Petriho misky atď.) Alebo na každodenné potreby, ako sú dymové detektory, CD, nádoby na potraviny, šálky kávy atď. ako obalový materiál pre rôzne výrobky.
Globálna prognóza trhu pre polystyrén
Predpokladá sa, že trh PS bude v roku 2020 rásť o viac ako 28 miliárd USD. Trh v roku 2016 dosiahol 24 miliárd USD a do roku 2020 prekročí 28 miliárd USD podľa odvetvovej analýzy. PS plastový trh rýchlo rastie od posledných rokov a tiež sa očakáva, že sa v nasledujúcich rokoch zvýši.
PS je všestranný plast s množstvom použitia na rôznych segmentoch koncových segmentov. PS sa bežne používa na výrobu denných spotrebných výrobkov, ako sú chladničky, klimatizácie, televízory, počítače a jednorazové nástroje (penové poháre, taniere a misky).
Market Drivers
Hlavnými faktormi, ktoré vedú k trhu PS, sú rast populácie, rastúca urbanizácia a industrializácia, zvýšenie príjmov zo strednej triedy.
Odvetvie obalov a elektroniky je dva hlavné významné odvetvia, ktoré v posledných rokoch zaznamenali nárast dopytu po PS a očakáva sa, že budú naďalej stimulovať rast globálneho trhu PS.
Regionálny výhľad
Očakáva sa, že Čína bude najväčším trhom PS pre rok (2016-17), po ktorom budú nasledovať ďalšie rozvíjajúce sa ekonomiky v ázijsko-tichomorských regiónoch. Aj keď ázijsko-tichomorské krajiny sú najväčšími spotrebiteľmi PS na celom svete, Aj v Afrike, Európe a Južnej Amerike sa očakáva zvýšenie dopytu v nadchádzajúcich rokoch.
obmedzenia
V predpovedanom období sa taktiež vzťahuje na určité obmedzenia, ako sú kolísanie cien surovín (benzén, monomér styrénu atď.). Problémy s likvidáciou súvisiace s týmto materiálom a jeho negatívna hodnota šrotu môžu tiež brzdiť rast trhu.
Vedúci hráči
Najväčšími hráči PS na globálnom trhu sú BASF SE (Nemecko), Styrosolution Group (Nemecko), Videolar S / A. (Sao Paulo), SABIC (Saudská Arábia) a Formosa Plastic Corporation (Taiwan) medzi všetkými ostatnými výrobcami.
História polyméru PS
Prvýkrát to objavil Eduard Simon, lekárnik Berlín. Zo storaxu živica tureckého sladkého dymu stromu Liquidambar destilovaná olejovitá látka označovaná ako styrol. Po niekoľkých dňoch objavenia Simon zistil, že styrol vyrobený z monoméru sa zmiernil v dôsledku oxidácie do formy želé, ktorú nazval "Styroxyd".
V roku 1845 chemik John Blyth a ďalší nemecký chemik August Wilhelm von Hofmann predstavovali rovnakú transformáciu styrolu v neprítomnosti kyslíka. Táto látka bola označená ako "metastyrol". Neskôr analýza ukázala, že chemické vlastnosti vyrobenej látky sú rovnaké.
Ďalej v roku 1866 Marcelin Berthelot správne analyzoval tvorbu metatyrolu / stolovania z styrolu procesom polymerizácie.
Po 80 rokoch časovej medzery, na základe práce nemeckého organického chemikov "Hermann Staudinger (1881-1965)" sa zistilo, že zahrievanie styrolu vedie k reťazovej reakcii, ktorá produkuje niekoľko makromolekúl nazvaných PS plasty.
Vlastnosti PS Plastics
Jedná sa o všestrannú formu plastov používaných na výrobu rôznych plastových výrobkov koncového segmentu. PS polymér je čistý, amorfný, nepolárny druh materiálu, ktorý sa dá ľahko spracovať a premeniť na veľké množstvo polotovarov, ako sú peny, filmy a plechy. Z hľadiska objemu je jedným z najväčších použitých plastov vďaka svojim vlastnostiam, ako sú:
Má vysokú odolnosť proti nárazu a teplu.
Tieto polyméry sú dobrým elektrickým izolátorom s vynikajúcou optickou čistotou.
PS má silnú chemickú odolnosť voči zriedeným kyselinám a zásadám.
Je to viskózna kvapalina nad teplotou skla, ktorá umožňuje ľahkú výrobu do veľkého počtu hotových výrobkov.
Sú ľahko roztiahnuteľné a umožňujú dobrý tok.
Tieto materiály sú v prírode silne spomaľujúce horenie.
Fyzikálne vlastnosti PS
Chemický vzorec použitý pre PS je (C8H8) n
Hustota - 0,96-1,04 g / cm3
Teplota topenia je ~ 240 ° C (464 ° F, 513 K) [4] Pre izotaktické PS
Rozpustnosť vo vode nerozpustnej
Rozpustnosť - nerozpustný v acetóne [1]
Tepelná vodivosť polyméru je 0,033 W / (M · K) (pena, ρ 0,05 g / cm3) [2]
Index lomu je 1,6; dielektrická konštanta 2,6 (1 kHz - 1 GHz) [3]
Rôzne druhy PS plastov
PS sa považuje za jeden z najdôležitejších a široko používaných komoditných plastov na trhu. Objem výroby kopolymérov PS a styrénu je celosvetovo niekoľko miliónov ton za rok.
V globálnom meradle sa predáva pod rôznymi obchodnými názvami, ako sú napríklad Styrofoam, Styropor, Styron, Carinex, Styro-Flex, Cellofoam, Depron XPS, Fostarene, Styraclear, Lustrex1, SABIC PS a INEOS Styrenics.
Vo všeobecnosti sú tieto polyméry k dispozícii v troch dôležitých rozdielnych stupňoch, ktoré sú:
GPPS
GPPS sa tiež označuje ako Crystal-clear PS. Táto forma plastov je plne transparentná, tuhá a je zvyčajne nízkorozpočtová PS vyrobená zo styrénového monoméru. GPPS je pevná forma PS vyrábaného vo forme 2-5 mm PE peliet.
HIPS
PS s vysokým nárazom obsahuje zvyčajne 5 až 10% gumy (butadién) a je určený na výrobu výrobkov, ktoré vyžadujú vyššiu odolnosť voči nárazu. HIPS PS je zvyčajne druhom očkovaného kopolyméru s PS ako bočnými ramenami. Proces štepenia nastáva, keď niektoré radikály reagujú s dvojitou väzbou polybutadiénu.
EPS
Tento druh plastov pozostáva z mikro peliet alebo perličiek obsahujúcich nadúvadlo (zvyčajne pentán). EPS alebo Foamed PS je tepelne izolovaný s vysokou odolnosťou proti nárazom a ľahkým spracovaním.
Aplikácie PS Plastics
Jedná sa o lacnú a ľahko dostupnú formu polyméru. Používa sa v mnohých aplikáciách, ako je elektronika, lekárske, optické, automobilové diely a balenie spotrebného materiálu. Veľké množstvo tovaru vyrobeného pomocou PS je tvorené vstrekovaním vrátane jedálenského riadu, pohárov, krabičiek na CD, kozmetických obalov a obalov atď.
Používa sa hlavne na výrobu dvoch druhov polotovarov - PS Sheet a PS Foam. Tento polotovar je široko používaný na výrobu konečných výrobkov pre rôzne koncové segmenty trhu.
Polystyrénový plech
PS sa široko používa na výrobu fólií s vysokým nárazom styrénu, ktoré sa ďalej používajú na výrobu modelov, prototypov, značiek, displejov, krytov a ďalšie. Tieto listy sú lacným materiálom a používajú sa na všeobecné použitie. PS listy sú uprednostňované pred inou formou listov pre rôzne produkty, akými sú:
Odolný voči vysokej hustote
Ľahká váha
Teplota je citlivá
odolný
Netoxické a bez zápachu
Vynikajúce vlastnosti tvarovania
Rozmerovo stabilná a nízka nasiakavosť
Teplo a elektronicky utesniteľné
ekonomický
Tabuľky PS - Fyzikálne vlastnosti
Tvorba teploty: 325 ° F až 350 ° F
Maximálna teplota: 180 ° F
Spĺňa štandardy FDA
Nepriehľadné s matným povrchom
Štandardná veľkosť predaných listov - 40 "x 72
Polystyrénová pena
PS pena je ďalšou formou polotovaru z polyméru, ktorý sa ďalej používa na výrobu spotrebiteľských výrobkov na koncových segmentoch. PS peny obsahujú 95 až 98% vzduchu. Sú to dobré tepelné izolátory, preto sa používajú ako izolačný materiál pre budovy.
Tlmiaci účinok PS peny je veľmi vhodný pre obalový priemysel. PS sa vo veľkom rozsahu používa v obalovom priemysle.
Vhodné vlastnosti a nízke náklady na plastovú penu sú silnou konkurenciou pre iné formy polymérov používaných v obalovom priemysle. PS peny sa tiež používajú v stavebníctve pre konštrukciu architektonických sektorov, ktoré nemajú váhu, ako sú okrasné piliere.
Všeobecné vlastnosti PS Foam
Ľahké a prenosné,
Ľahko recyklovateľné,
Môže sa ľahko laminovať epoxidovou živicou,
PS peny majú vysokú tepelnú izoláciu,
Je ideálny pre vonkajšie / vnútorné práce,
Odolný voči vlhkosti a stlačeniu,
Nízka cena a vysoká odolnosť
Vyrábané do rôznych tvarov, veľkostí a kompresných materiálov.
PS peny sa bežne vyrábajú v dvoch rôznych formách:
A. Expandovaný polystyrén (EPS)
EPS je druh pevnej, tuhej a uzavretej peny. Zvyčajne je bieleho vzhľadu a je vyrobený z predbežne expandovaných PS perličiek. EPS je jednou z najčastejšie používaných PS peny v každodennom živote. Biela pena sa bežne používa pre horúce nápoje, chladničky, izolácie a obaly atď.
Materiál EPS je lacný a ľahký (15-30 kg na meter kubický). Stratégia nestratí svoju základnú vlastnosť s časom a je úplne recyklovaná a opätovne používaná na udržanie ekologickej rovnováhy.
Vďaka priaznivým technickým a fyzikálnym vlastnostiam, ako je nízka hmotnosť, tuhosť a tvarovateľnosť, sa EPS používa pre široké spektrum aplikácií. Používa sa dokonca aj na výrobu lisovaných plechov, ktoré sa používajú na izoláciu budov a obalové materiály
B. Extrudovaný polystyrén (XPS)
XPS je ďalšia forma peny, ktorá ponúka zlepšenú drsnosť povrchu a vyššiu tuhosť so zníženou tepelnou vodivosťou. Rozsah hustoty je asi 28-45 kg / m 3. Má takmer rovnaké chemické zloženie ako EPS, ale vyrába sa iným druhom technológie. EPS sa dodáva v troch základných farbách ružovej, modrej a zelenej atď. Používa sa bežne na výrobu predvádzacích panelov a v oblasti výstavby.
Všeobecné použitie polystyrénu
Vzťahuje sa na rôzne odvetvia koncových užívateľov na výrobu viacerých tovarov v rôznych formách. Stala sa najčastejšie používaným polymérom v rôznych priemyselných odvetviach, ako sú:
Spotrebič - používa sa v mnohých spotrebičoch, ako sú chladničky, klimatizačné zariadenia, pece, mikrovlnné rúry, vysávače a mixéry atď. Používa sa v pevnej alebo vo forme peny široko pre výrobu týchto zariadení, pretože je inertné (nereaguje s materiálmi ), nákladovo efektívne a dlhodobé.
Automobilový priemysel - PS (pevný a penový) sa používa pri výrobe mnohých automobilových dielov vrátane gombíkov, prístrojových dosiek, obloženia, panelov s dverami absorbujúcich energiu a dokonca aj zvukovej tlmiacej peny.
Elektronika - používa sa na bývanie, ale aj v iných častiach televízorov, počítačov a rôznych typov IT zariadení, kde je potrebná kombinácia formy, funkcie a estetiky
Potravinárska služba - Spoločnosť PS má v porovnaní s jej konkurentmi veľký podiel v odvetví obalov. Používa sa v obaloch s potravinami, pretože lepšie izoluje, udržuje potraviny čerstvé dlhú dobu a je nákladovo efektívne.
Izolácia - Ľahká PS pena sa vyznačuje vynikajúcou tepelnou izoláciou v mnohých aplikáciách, ako je stavebná stena, zastrešenie, chladenie, mrazničky a dokonca aj v priemyselných chladiarenských skladoch. Je výhodná pre izoláciu, pretože je inertnejšia, odolnejšia a odolná voči poškodeniu vodou.
Lekárske - Vďaka svojej jasnosti a jednoduchosti sterilizácie sa PS používa na široké spektrum medicínskych použití vrátane zásobníkov na tkanivové kultúry, skúmavky, Petriho misiek, diagnostických komponentov a iných testovacích zdravotníckych pomôcok.
Balenie - je veľmi používaný a preferovaný materiál v obalovom sektore. Používa sa na ochranu spotrebiteľských výrobkov, ako sú obaly na CD a DVD, penové obaly arašidy na prepravu tovaru, obaly na spotrebný materiál, zásobníky na mäso a hydinu a tiež krabice na vajcia atď. Sú vhodným materiálom na balenie ako ochranný tovar proti poškodeniu a znehodnoteniu.
Nevýhody PS Plastics
Aj keď je to najrozšírenejší termoplastický materiál a prednosť pred inými konkurentmi pre množstvo použití, stále má určité obmedzenia v používaní, ktoré sú:
Je horľavý, ale aj retardované.
Sú slabou odolnosťou voči rozpúšťadlám a môžu byť napadnuté mnohými chemikáliami.
Homo-polyméry sú krehké v prírode.
Podlieha stresu a praskaniu v prostredí.
Majú nízku tepelnú stabilitu.
Recyklácia PS Plastics
Zvyčajne nie je akceptovaná v kolekcii obrubníkov v recyklačných centrách. Na recykláciu PS sa využívajú rôzne centrá a techniky. V niektorých krajinách, ako je Nemecko, existuje zákon, ktorý vyžaduje, aby výrobcovia úplne prevzali zodpovednosť za recykláciu alebo likvidáciu akéhokoľvek obalového materiálu PS, ktorý predávajú.
Recyklácia týchto výrobkov z plastov si vyžaduje veľké množstvo investícií na vytvorenie zhutňovačov a logistických systémov na uskutočnenie procesu. Recyklovaná forma materiálu sa používa s novými vyrobenými PS materiálmi na výrobu PS fólií a pien.
Samostatne recyklovaný PS šrot môže byť použitý na výrobu výrobkov, ako sú odevy, vešiaky, lavičky na park, kvetináče, hračky, pravítka, zošívačky, kontajnery na sadenie, obrazové rámy a architektonické lišty atď.
