Что такое полистирол (PS)?
Это синтетический полимер, изготовленный из мономерного стирола. PS производится полимеризацией стирола, который является своего рода строительным материалом, используемым для производства различных пластмассовых изделий. Это также происходит естественно (клубника, корица, кофе и пиво).
Этот пластиковый полимер является естественным прозрачным термопластом, который доступен в обеих формах как твердый, так и жесткий пеноматериал. Обычно используемый материал PS является чистым, твердым и хрупким по свойствам.
Он обычно используется для производства различных продуктов конечного сегмента. Твердая форма пластика широко используется для производства продуктов, требующих ясности. Они часто используются с комбинацией красителей, добавок и других форм пластмасс для производства таких товаров, как электронные приборы, автомобильные детали, садовые сады, оборудование и т. Д.
PS изготовлен из вспененного материала и называется расширенным полистиролом (EPS) или экструдированным полистиролом (XPS), который известен своими изоляционными и амортизирующими свойствами.
Твердая форма этого материала обычно используется для применения в медицинских устройствах (пробирки, чашки Петри и т. Д.) Или для повседневных предметов, таких как детекторы дыма, компакт-диски, пищевые контейнеры, кофейные чашки и т. Д. Пенная форма полимера обычно используется для в качестве упаковочного материала для различных продуктов.
Прогноз глобального рынка для полистирола
По прогнозам, к 2020 году рынок PS вырастет более чем на 28 млрд. Долл. США. В 2016 году рынок будет составлять около 24 млрд. Долл. США и к 2020 году составит 28 млрд. Долл. США в соответствии с отраслевым анализом. Рынок пластмассовых пластинок PS быстро растет с последних нескольких лет, а также ожидается, что в ближайшие годы он также увеличится.
PS - это универсальный пластик с множеством применений на разных рынках конечного сегмента. PS широко используется для производства потребительских товаров повседневного потребления, таких как холодильники, кондиционеры, телевизоры, компьютеры и одноразовая посуда (вспененные чашки, тарелки и миски).
Рыночные драйверы
Основными факторами, влияющими на рынок ПС, являются рост населения, рост урбанизации и индустриализации, увеличение доходов среднего класса.
Сектор упаковки и электроники являются двумя крупными крупными отраслями, которые в последние годы стали свидетелями роста спроса на PS, а также, как ожидается, будут способствовать дальнейшему росту мирового рынка PS.
Региональные перспективы
Ожидается, что Китай станет крупнейшим рынком PS за год (2016-17), за которым следуют другие страны с развивающейся экономикой в азиатско-тихоокеанских регионах. Даже если страны Азиатско-Тихоокеанского региона являются крупнейшими потребителями PS по всему миру, но все же другие страны, такие как Ожидается, что в ближайшие годы ожидается рост спроса на Африку, Европу и Южную Америку.
Ограничения
Он также подвергается определенным ограничениям в прогнозируемый период, например, колебания цен на сырье (бензол, стирольный мономер и т. Д.). Устранение проблем, связанных с этим материалом и его отрицательной стоимостью лома, также может препятствовать росту рынка.
Ведущие игроки
Крупнейшими игроками PS на мировом рынке являются BASF SE (Германия), Styrosolution Group (Германия), Videolar S / A. (Сан-Паулу), SABIC (Саудовская Аравия) и Formosa Plastic Corporation (Тайвань) среди всех других производителей.
История PS Polymer
Первоначально он был открыт Эдуардом Саймоном, аптекарем Берлина. Из столяра смола турецкой сладкой смолы Liquidambar перегоняла маслянистый вид вещества, называемого стиролом. Через несколько дней открытия Саймон обнаружил, что стирол, полученный из мономера, загустел из-за окисления в форму желе, которую он назвал «стиролоксид».
В 1845 году химик Джон Блит и еще один немецкий химик Август Вильгельм фон Хофман представляли такое же превращение стирола в отсутствие кислорода. Это вещество было названо «метастеролом». Позже анализ показал, что химические свойства как полученного вещества одинаковы.
Далее в 1866 году Марселин Бертело правильно проанализировал образование метатирола / столовой из стирола в процессе полимеризации.
После 80-летнего временного промежутка, на основании тезиса немецкого органического химика Германа Стаудингера (1881-1965), «было обнаружено, что нагрев стирола приводит к цепной реакции, которая вызывает несколько макромолекул, называемых ПС-пластиками.
Свойства пластмасс PS
Это универсальная форма пластика, используемая для изготовления различных конечных сегментов пластиковых изделий. Полимер PS представляет собой чистый, аморфный, неполярный вид материала, который может быть легко обработан и преобразован в большое количество полуфабрикатов, таких как пены, пленки и листы. По объему это один из самых больших использованных пластмасс благодаря своим свойствам, таким как:
Он обладает высокой ударной и теплостойкостью.
Эти полимеры являются хорошим электрическим изолятором с превосходной оптической прозрачностью.
PS обладает сильной химической стойкостью к разбавленным кислотам и основаниям.
Это вязкая жидкость выше ее температуры стекла, что позволяет легко изготовить большое количество готовой продукции.
Они легко расширяются и обеспечивают хороший поток.
Эти материалы сильно огнестойкие по своей природе.
Физические свойства PS
Химическая формула, используемая для PS, представляет собой (C8H8) n
Плотность 0,96-1,04 г / см3
Температура плавления ~ 240 ° C (464 ° F; 513 K) [4] Для изотактического PS
Растворимость в нерастворимых в воде
Растворимость - нерастворим в ацетоне [1]
Теплопроводность полимера составляет 0,033 Вт / (М · К) (пена, 0,05 г / см3) [2]
Показатель преломления 1,6; диэлектрическая постоянная 2,6 (1 кГц - 1 ГГц) [3]
Различные классы пластмасс PS
PS считается одним из самых важных и широко используемых товарных пластиков на рынке. Объем производства сополимеров ПС и стирола составляет несколько миллионов тонн в год во всем мире.
Он продается под разными торговыми наименованиями, такими как (Styrofoam, Styropor, Styron, Carinex, Styro-Flex, Cellofoam, Depron XPS, Fostarene, Styraclear, Lustrex1, SABIC PS и INEOS Styrenics) во всем мире.
В общем, эти полимеры доступны в трех важных классах, которые:
GPPS
GPPS также называется Crystal-clear PS. Эта форма пластмасс является полностью прозрачной, жесткой и обычно недорогой PS, изготовленной из мономера стирола. GPPS представляет собой твердую форму PS, изготовленную в виде гранул PS 2-5 мм.
HIPS
Высокий удар PS содержит обычно от 5 до 10% каучука (бутадиена) и предназначен для производства продуктов, которые требуют более высокой ударной прочности. HIPS PS обычно представляет собой своего рода привитой сополимер, имеющий PS в качестве боковых рычагов. Процесс прививки происходит, когда какой-то радикал реагирует с двойной связью полибутадиена.
прибыль на акцию
Этот класс пластмасс состоит из микрогранул или гранул, содержащих вспенивающий агент (обычно пентан). EPS или Foamed PS является теплоизолирующим с высокой ударопрочностью и легкой обработкой.
Применение пластмасс PS
Это дешевая и легко доступная форма полимера. Он используется для многих приложений, таких как электроника, медицинские, оптические, автомобильные детали и упаковка расходных материалов. Большое количество товаров, произведенных с использованием PS, формируется методом литья под давлением, включая столовые принадлежности, чашки, чехлы для компакт-дисков, косметические контейнеры и крышки и т. Д.
Он широко используется для производства двух видов полуфабрикатов - PS Sheet и PS Foam. Этот полуфабрикат хорошо используется для производства конечных продуктов для различных сегментов конечного рынка.
Лист полистирола
PS широко используется для производства высокоэффективных стирольных листов, которые далее используются для производства моделей, прототипов, знаков, дисплеев, корпусов и т. Д. Эти листы являются недорогим материалом и используются для использования в общих целях. Листы PS предпочтительнее, чем другие формы листов для различных продуктов, поскольку они:
Устойчивость к высокой плотности воды
Легкий вес
Температура
долговечный
Нетоксичный и без запаха
Отличные свойства формования
Прочность и низкое водопоглощение
Тепло и с электронным уплотнением
экономный
Листы PS - Физические свойства
Температура формования: от 325 ° F до 350 ° F
Максимальная температура: 180 ° F
Соответствует стандартам FDA
Непрозрачный с матовой отделкой
Стандартный размер проданных листов - 40 "x 72
Пенополистирол
Пенопласт представляет собой еще одну форму полуфабриката хорошего полимера, которая далее используется для производства потребительских продуктов конечного сегмента. Пенопласты составляют 95-98% воздуха. Они являются хорошими тепловыми изоляторами, поэтому широко используются в качестве строительного изоляционного материала.
Свойство демпфирования пены PS делает его очень подходящим для упаковочной промышленности. PS используется в очень больших масштабах в упаковочной промышленности.
Подходящие свойства и низкая стоимость пластмассовой пены являются сильной конкуренцией для других форм полимеров, используемых в упаковочной промышленности. Пенопласты PS также используются в строительном секторе для строительства невесовых архитектурных секторов, таких как декоративные столбы.
Общие свойства пены PS
Легкий и портативный,
Легко перерабатывается,
Может быть легко ламинирован эпоксидной смолой,
Пенопласты PS имеют высокую теплоизоляцию,
Он идеально подходит для наружных / внутренних работ,
Устойчив к влаге и сжатию,
Низкая цена и высокая прочность
Производится в различных формах, размерах и материалах сжатия.
Пенопласты обычно изготавливаются в двух разных формах:
A. Полистирол расширенный (EPS)
EPS - это своего рода жесткая, жесткая и закрытая пена. Он обычно белый по внешнему виду и изготовлен из предварительно расширенных шариков PS. EPS является одним из наиболее часто используемых пенопластов в повседневной жизни. Белая пена обычно используется для горячих напитков, холодильников, изоляции и упаковки и т. Д.
Материал EPS является недорогим и легким (15-30 кг на кубический метр). Он не теряет своего фундаментального свойства со временем и полностью перерабатывается и повторно используется для поддержания баланса окружающей среды.
Благодаря своим благоприятным техническим и физическим свойствам, таким как малый вес, жесткость и формуемость, EPS используется для широкого спектра применений. Он даже используется для производства литых листов, которые используются для строительства изоляции и упаковочных материалов
B. Экструдированный полистирол (XPS)
XPS - это еще одна форма пены, которая обеспечивает улучшенную шероховатость поверхности и более высокую жесткость при пониженной теплопроводности. Диапазон плотности составляет около 28-45 кг / м 3. Он имеет почти такой же химический состав, что и для EPS, но производится с использованием другой технологии. EPS поставляется в трех основных цветах: розовый, синий и зеленый и т. Д. Он обычно используется для изготовления демонстрационных панелей и в области строительства.
Общее использование полистирола
Он применим к различным отраслям конечного пользователя для производства ряда товаров в разных формах. Он стал наиболее часто используемым полимером в различных отраслях промышленности, таких как:
Appliance - Используется в ряде приборов, таких как холодильники, кондиционеры, духовка, микроволновые печи, пылесосы и блендеры и т. Д. Он широко используется в твердой или пенной форме для изготовления этих приборов, поскольку он инертен (не реагирует с материалами ), рентабельным и долговечным.
Автомобильная промышленность - PS (твердая и пена) используется в производстве многих автомобильных деталей, включая ручки, приборные панели, отделку, энергопоглощающие дверные панели и даже звукопоглощающую пену.
Электроника - используется для жилья, а также в других частях телевизоров, компьютеров и различных типов ИТ-оборудования, где требуется сочетание формы, функции и эстетики
Food Service - PS занимает основную долю в секторе упаковки по сравнению с конкурентами. Он широко используется в упаковке для пищевых продуктов, поскольку он лучше изолирует, долго сохраняет пищу и экономически эффективен.
Изоляция. Легкая пена PS является отличной теплоизоляцией в ряде применений, таких как стена для строительства, кровля, холодильная установка, морозильная камера и даже в промышленных холодильных камерах. Он предпочтительнее для изоляции, поскольку он более инертен, прочен и устойчив к повреждению воды.
Медицинский - благодаря своей ясности и простоте стерилизации PS используется для широкого спектра медицинских применений, включая лотки для тканевой культуры, пробирки, чашки Петри, диагностические компоненты и другие медицинские изделия для тестирования.
Упаковка - это очень используемый и предпочтительный материал в упаковочном секторе. Он широко используется для защиты потребительских товаров, таких как CD и DVD-футляры, арахиса для упаковки пены для доставки товаров, упаковки расходных материалов, поддонов для мяса и птицы, а также картонных коробок для яиц и т. Д. Они являются подходящим материалом для упаковки в качестве защиты товаров от повреждений и порчи.
Недостатки PS Plastics
Хотя это наиболее широко используемый термопластик, а также предпочтительнее других конкурентов для ряда применений, все еще существуют определенные ограничения в использовании, которые:
Он легковоспламеняющийся, но также доступны запаздывающие марки.
Они имеют низкую стойкость к растворителям и могут подвергаться воздействию многих химических веществ.
Гомополимеры являются хрупкими по своей природе.
Подвергается стрессу и растрескиванию под воздействием окружающей среды.
Они имеют плохую термическую стабильность.
Переработка пластмасс PS
Как правило, он не принимается в сборочной коллекции в центрах переработки. Для утилизации PS используются различные центры и методы. В некоторых странах, таких как Германия, существует закон, который требует от производителей полностью взять на себя ответственность за переработку или удаление любого продаваемого PS-упаковочного материала.
Утилизация этих пластмассовых изделий требует большого объема инвестиций для создания компакторов и логистических систем для осуществления этого процесса. Переработанная форма материала используется с новыми материалами PS для производства листов PS и пенопластов.
Индивидуальный переработанный лома PS может использоваться для производства таких изделий, как одежда, вешалки, парковые скамейки, цветочные горшки, игрушки, линейки, тела степлера, рассады, рамы для картин и архитектурные молдинги из и т. Д.
