پلی اتیلن : پلی استایرن

پلی استایرن

پلی استایرن

  • دسته‌بندی: صنعتی
  • مدل: پلیمر
  • قیمت: تماس
  • ویژگی: محصول پتروشیمی
  • برچسب: پلی اتیلن

پلی استایرن (PS):

تولید، بازار، قیمت و خواص

پلی استایرن چیست؟

پلی استایرن یک پلیمر سنتزی از مونومرهای استایرن میباشد. استایرن درتولید بسیاری از انواع پلاستیک‌ها جزء اصلی میباشد. همچنین بصورت طبیعی استایرن در برخی مواد موجود میباشد مانند توت فرنگی، دارچین و قهوه.

پلی استایرن بصورت معمول یک نوع ترموپلاستیک شفاف است که هم بصورت خشک و هم بصورت فوم فشرده سخت تولید میشود. بصورت عموم، پلیمر پلی استایرن شفاف، سخت و شکننده میباشد که با استفاده از ترکیب با مواد مختلف خواص آن را میتوان تغییر داد و بصورت دلخواه در محصولات مختلف استفاده کرد.

استفاده از پلاستیک در تولید محصولات مختلف امروزه بسیار رایج می باشد. نوع سخت و دانسیته بالای پلی استایرن در محصولاتی استفاده میشود که شفاف میباشد. همچنین اغلب با افزودن و ترکیب با رنگدانههای مختلف و افزودنیهای گوناگون و یا دیگر انواع پلاستیک محصولاتی مانند قطعات الکترونیکی، قطعات خودرو و انواع لوازم منزل و باغبانی و ابزار گوناگون با پلی استایرن تولید میشود.

انواع فوم فشرده و فوم عایق که بصورت پلی استایرن انبساطی (EPS) و پلی استایرن اکسترود شده (XPS) در صنعت مورد استفاده قرار میگیرد از پلیمر پلی استایرن ساخته شده است. موارد کاربرد فوم فشرده عایق در گرمایش از کف، سردخانهها، انبار دارو، سولهها، سقفها، پشت بام، بام سبز، عایق بام، دیوار عایق و ... میباشد.

نوع شفاف و سخت پلی استایرن معمولاً در ساخت تجهیزات پزشکی، ظروف غذایی، تشخیص دهنده‌های دود، ظروف نگهداری خوراکی، فنجانهای قهوه و ... استفاده میشود. گونه‌ پلی استایرن انبساطی (یونولیت) جهت محافظت از کالاهای برقی و حساس در صنعت بسته بندی کاربرد دارد.

تولید پلی استایرن:

پلی استایرن همانند دیگر پلاستیکهای پلیمری از فرآیند پلیمریزاسیون تشکیل میشود. این نوع پلیمر نتیجه پیوند داخلی مونومرهای استایرن به یکدیگر در طول فرآیند پلیمر شدن میباشد.

در فرایند پلیمر شدن ابتدا پیوند گروه وینیل در کربن استایرن شکسته شده و به کربن استایرن دیگر که به همین حالت است میپیوندد. پیوند جدید تشکیل شده بسیار قویتر از پیوند قبلی در مونومر میباشد بنابراین فرآیند دی پلیمریزاسیون استایرن به سختی قابل انجام است.

پلی استایرن اتکتیک:

این نوع پلیمریزاسیون مهمترین نوع تولید پلی استایرن میباشد. جهت تولید پلی استایرن اتکتیک گروههای فنیل بصورت تصادفی در هر 2 سمت زنجیره پلیمر پخش میشوند. این مدل جایگذاری بصورت رندوم و تصادفی از تشکیل فرم خطی جلوگیری میکند و جهت تشکیل شکلهای منظم تا رسیدن به حالت کریستال مطلوب مقدار لازم از مونورهای فعال را در محیط پلیمریزاسیون فراهم میآورد.

پلی استایرن سیندوتکتیک:

جهت پلیزاسیون سیندوتکتیک از روش زیگلر- ناتا استفاده میشود. در این فرآیند گروه فنیلی به صورت انتخابی به یک سوی زنجیرۀ هیدرو کربنی هدایت میشود. این مدل پلی استایرن کریستالی ترین فرم آن است که در دمایc 270 تشکیل میشود. این واکنش پلیمریزاسیون در حضور کاتالیست انجام می‌شود.

ظرفیت تولید جهانی پلی استایرن:

در سال 2016 ظرفیت تولید جهانی پلی استایرن 14.7 میلیون تن بود. کشور چین بزرگترین تولید کننده پلی استایرن در دنیا میباشد و قارۀ آسیا در مجموع بزرگترین تولید کننده پلیمر جهان است که 55.1% از کل تولید را در بر میگیرد. بزرگترین مصرف کننده پلی استایرن نیز قاره آسیا میباشد و جایگاه دوم را آمریکای شمالی با 17 درصد و سپس اروپا با 16.3% در اختیار دارد.

خواص پلاستیک پلی استایرن:

- عایق حرارتی مناسبی است.

- عایق الکترسیته میباشد.

- مقاومت عالی در برابر اسیدها و بازهای رقیق شده.

- بالای دمای شیشهای شدن، مایعی و یسکوز است که ساخت انواع محصولات را ممکن میکند

- به راحتی منبسط شده و به آسانی در قالب جاری میشود.

- در حالت طبیعی پلی استایرن کند سوز میباشد.

خواص فیزیکی پلی استایرن:

- فرمول شیمیاییn(C8 H8)

- دانسیته 0.96 الی1.06 گرم بر سانتیمتر مکعب

- نقطه ذوب C 240 برای پلی استایرن ایزوتکتیک

- غیر قابل حل در آب

- ضریب هدایت حرارتی در حالت فوم W/(M.K)0.033

- ضریب شکست نور 1.6 و ثابت دی الکتریک 2.6

اشکال مختلف پلی استایرن:

پلی استایرن از مهمترین و پرکاربردترین انواع پلیمرها در جهان میباشد که کوپلیمرهای استایرن نیز در سال تولیدی بالای میلیونها تن دارند.

بصورت عموم، پلیمرهای استایرن در 3 نوع مختلف طبقه بندی میشوند:

GPPS:

پلی استایرن معمولی که با نام پلی استایرن کریستال شفاف نیز شناخته میشوند. این نوع پلاستیک کاملاً شفاف، سخت و از نظر تولید اقتصادی میباشد. GPPS در نوع گرانول 2 الی 5 میلیمتر تولید میشود.

HIPS :

پلی استایرن مقاومت بالا معمولاً دارای 5 الی 10 درصد لاستیک بوتادین جهت تولید محصولاتی با مقاومت بالای ضربه پذیری میباشد. HIPS در حقیقت یک کوپلیمر از پلی استایرن با بازوی جانبی میباشد. فرآیند تشکیل کوپلیمر هنگامی رخ میدهد که برخی رادیکالهای آزاد با باند دوگانه پلی بوتادین واکنش میدهند.

EPS:

این نوع پلی استایرن شامل ذرات ریزی است که عامل پف کننده (منبسط شونده)که معمولاً گاز پروپان است در آن میباشد. پلی استایرن انبساطی یا یونولیت یک عایق حرارتی است که معایب و مزایای خاص خود را دارد.

کاربردهای پلاستیک پلی استایرن:

پلی استایرن رایج‌ترین نوع پلیمر میباشد که جهت تولید بسیاری از محصولات در صنایع الکترونیک، پزشکی، روشنایی، خودروسازی، بسته بندی، ساختمان و ... استفاده میشود. طیف وسیعی از محصولات تولید شده از پلی استایرن بوسیله قالب تزریق در محصولاتی مانند وسایل و ظروف یکبار مصرف، فنجانها، CD ، ظروف آرایشی و بهداشتی و ... تولید می‌شود.

یکی دیگر از رایجترین محصولات تولید شده که در حقیقت محصول نهایی نمیباشد و مواد اولیه کارخانجات دیگر و یا مورد استفاده در صنایع ساختمان است پانل‌های ورقهای پلی استایرن و ورق فوم فشرده پلی استایرن است.

ورق پلکسی پلی استایرن:

کاربرد ورقهای پلکسی پلی استایرن در ساخت قالب، مدل، علائم، تابلوها و ... میباشد. به صورت کلی این نوع ورقها کاربرد عمومی دارند و خصوصیات آنها به شرح زیر است:

- ضد آب

- سبک وزن

- حساس به حرارت

- پایا و بادوام

- غیرسمی و بدون بو

- قالب پذیری عالی

- ابعاد ثابت و جذب آب بسیار کم

- عایق حرارت و الکتریسیته

- اقتصادی

خواص فیزیکی شیت پلی استایرن:

- دمای قالبگیری: c 160 الی c 180

- ماکزیمم دمای کاربردیc80

فوم فشرده پلی استایرن:

فوم فشرده پلی استایرن دیگر محصول کاربردی از این پلیمر است که در صنایع مختلف بکار برده می‌شود ترکیب پلیمر با عامل فوم ساز سبب تشکیل این فوم میشود. به علت مقاومت خوب در برابر انتقال حرارت به عنوان عایق حرارتی ساختمان، سردخانه و انبارها بسیار استفاده میشود.

به علت ضربه پذیری عالی این محصول در صنایع بسته بندی و یخچال سازی بسیار کاربرد دارد در صنایع بسته بندی جمع عظیمی از پلی استایرن سالیانه مصرف میگردد.

فوم فشرده پلی استایرن همچنین در بخش صنعت ساختمان جهت عایق بندی، قالب بندی، دکور و نمای آماده و تزئینات داخل ساختمان مانند گچبریها و ستونهای آماده غیر باربر کاربرد دارد.

خواص عمومی فوم پلی استایرن

- سبک وزن با قابلیت حمل آسان

- قابل بازیافت

- به راحتی با رزینهای اپوکسی قابل پوشش است.

- فوم پلی استایرن عایق حرارت بسیار عالی است.

- جهت کارهای داخلی و خارجی ساختمان بسیار مناسب است.

- در برابر رطوبت و فشار مقاوم است.

- قیمت مناسب و بسیار بادوام است.

- در ابعاد و اندازههای گوناگون قابل تولید است.

فوم پلی استایرن به صورت عمده به 2 صورت تولید میشود.

. پلی استایرن انبساطی (EPS)

EPS نوعی فوم پلی استایرن است که سفید رنگ میباشد و از دانههای گرانول انبساطی پلی استایرن درست میشود. عامل انبساطی در تشکیل این فوم ماده اشتعالزای پنتان می‏باشد که عمده کاربرد این عایق (EPS) جهت صنایع بسته بندی، جعبههای عایق حمل غذا (COLD BOX) و ماکت سازی و ... میباشد.

.

فوم عایق پلی استایرن اکسترود شده (XPS)

نوعی دیگری از فوم عایق پلی استایرن می‏باشد که سطح مقاومتری دارد و مقاومت فشاری آن بسیار بالاتر است همچنین مقاومت حرارتی و مقاومت در برابر نفوذ بخار آب آن بسیار بالاتر میباشد. دانسیته آن از 35 الی 45 کیلوگرم بر متر مکعب میباشد. پلیمر آن پلی استایرن است ولی طریقه تولید آن با EPS متفاوت میباشد و عامل منبسط شونده آن متفاوت است. در سه رنگ سبز، آبی و صورتی بصورت تجاری در جهان شناخته شده است ولی در رنگهای دیگر نیز تولید میشود بیشتر در بخش صنایع ساختمانی، سردخانهای، راهسازی و ساخت تابلوهای تبلیغاتی کاربرد فراوان دارد.

مواد مصرفی پلی استایرن در صنایع مختلف:

لوازم خانگی: در صنعت لوازم خانگی عایق پلی استایرن در یخچالها، کولرها، مایکرویوها، جاروبرقی ها، مخلوط کنها و آب سرد کنها و ... استفاده میشود. پلی استایرن در محصولات لوازم خانگی هم بصورت فوم و هم بصورت ورق صلب مورد استفاده قرار میگیرد. این پلیمر با مواد دیگر واکنش نمیدهد، مقرون به صرفه است و بسیار با دوام میباشد.

اتومبیل سازی: پلی استایرن (ورق صلب و یا فوم ) در صنعت خودروسازی در قطعاتی مانند دستگیرهها، پانلهای تجهیزات، قطعات بدنه، پانل جذب ضربه درها و فوم جذب صدا در ماشین ها استفاده میشود.

الکترونیک: در وسایل الکترونیکی مانند تلویزیون ، کامپیوترها و تجهیزات IT که نیاز به شکل دهی، عملکرد و زیبایی باشد از پلی استایرن کمک میگیرند.

صنایع غذایی: پلی استایرن سهم عمدهای از بازار بسته بندی محصولات غذایی نسبت به رقبای خود در این صنعت را در اختیار دارد علت این برتری در صنعت بسته بندی غذا، عایق بهتر بودن، نگهداری غذا بصورت تازه تر در زمانهای طولانی و قیمت مناسب تر میباشد.

صنعت عایقکاری: فوم فشرده عایق پلی استایرن به عنوان بهترین عایق حرارتی در دیوارهای ساختمان، سقفها، بدنه یخچال ها، فریزرها و صنعت سردخانه سازی خود را به اثبات رسانده است. عایق پلی استایرن فوم فشرده به جهت خنثی بودن، بادوام بودن ومقاومت بسیار در برابر رطوبت و حفظ خاصیت عایق در مجاورت رطوبت در زمان های طولانی به انواع عایق های دیگر ترجیح داده میشود.

پزشکی: به علت شفافیت پلی استایرن و سهولت در استریلیزه کردن پلی استایرن عموماً در ساخت طیف وسیعی از محصولات پزشکی شامل ادوات اندازه گیری و تست، ظروف نگهداری، تیوپ های تست پزشکی و سینی های آزمایشگاهی بکاربرده میشود.

بسته بندی: در صنعت بسته بندی بصورت وسیعی از فوم پلی استایرن استفاده میشود. به منظور محافظت از محصولات مختلف از ظروف پلی استایرن و یا از فوم پلی استایرن جهت بسته بندی آنها استفاده میشود.محصولاتی شامل کیس CD ها و DVD ها، ظروف فومی جهت حمل و نقل آجیل و خشکبار، جعبه های فومی حمل گوشت و تخم مرغ که سبب حفاظت محصولات در برابر خرابی و ضربه می‌شود.

معایب پلاستیک پلی استایرن:

گرچه طیف وسیعی از محصولات پلی استایرن در تمام دنیا مصرف می شود و نسبت به رقبای خود برتری دارد اما در عین حال پلی استایرن معایبی نیز دارد که به شرح زیر می‌باشد.

- در برابر آتش مقاوم نیست اما با افزودن برخی مواد به آن نوع کندسوز قابل تولید است.

- در برابر حلالهای شیمیایی مقاوم نیست و ممکن است در برابر مواجه با برخی از آنها آسیب ببیند.

- این نوع پلیمر خاصیت شکنندگی دارد (هموپلیمر). ولی با ترکیب شدن، با دیگر پلیمرها می‌توان خواص آن را تغییر داد (کوپلیمر).

- در برابر حرارت زیاد ممکن است تغییر شکل بدهد.

بازیافت پلی استایرن

صنایع بازیافت در کشورهای مختلف ساز و کارهای متفاوتی دارند در برخی کشورها تولید کنندگان پلی استایرن موظف به ایجاد صنایعی جهت بازیافت محصولات خود هستند و مراکزی جهت بازیافت و جمع آوری محصولات، پس از مصرف احداث میکنند. در برخی دیگر کشورها به دلیل نبود قوانین و ضوابط خاص، این صنعت بصورت غیر متمرکز توسط نهادهای دیگر و بخش های خصوصی هدایت میشود. به عنوان مثال در کشور آلمان تولید کنندگان محصولات پلاستیکی موظف به جمع آوری ضایعات محصولات خود میباشد. راه اندازی مراکز بازیافت نیازمند سرمایه گذاری بسیاری میباشد. به علت پیچیده بودن شبکه جمع آوری، حمل، نقل و انتقال، این صنعت هزینههای غیر مستقیم زیادی دارد. پلی استایرن بازیافتی در تولید الیاف لباس، صندلی پارکی، گلدان ها، اسباب بازی، خط کش، بدنه چسب شیشهای، ظروف نگهداری دانه گیاهان، قاب عکس، چوب لباسی و مدل های ماکت معماری بکار برده میشود.

پلی اتیلن : دستگاه تزریق پلاستیک

دستگاه تزریق پلاستیک

تزریق پلاستیک تزریق پلاستیک چیست؟

تزریق پلاستیک یک تکنولوژی ساخت برای تولید انبوه قطعات پلاستیکی یکسان با خطای پایین است. در تزریق پلاستیک ابتدا گرانول های پلیمر ذوب می شوند و سپس تحت فشار به درون یک قالب تزریق می شوند. پلاستیک مایع درون قالب خنک شده و جامد می شود. مواد اولیه تزریق پلاستیک پلیمرهای ترموپلاستیکی هستند که قابلیت رنگ آمیزی و پر شدن توسط افزودنی های دیگر را دارند.

تقریبا همه قطعات پلاستیکی که به طور روزمره از آنها استفاده می کنیم با استفاده از تکنولوژی تزریق پلاستیک ساخته شده اند: از قطعات خودرو و محفظه دستگاه های الکترونیکی گرفته تا لوازم آشپزخانه.

دلیل محبوبیت و استفاده گسترده از تزریق پلاستیک، هزینه بسیار پایین ساخت هر قطعه در تیراژهای بالا است. تزریق پلاستیک تکرار پذیری بالا را در کنار آزادی بالای طراحی ارایه می کند. محدودیت های اصلی تزریق پلاستیک از نوع اقتصادی هستند چون با اینکه تولید با استفاده از تزریق پلاستیک در تیراژ بالا بسیار به صرفه است، اما در مقابل سرمایه اولیه به نسبت بالایی برای شروع پروسه لازم است. از دیگر محدودیت های تزریق پلاستیک زمان نسبتا بالای رسیدن از طرح به تولید قطعه است(حداقل ۴ هفته).

در این مقاله در ابتدا می بینیم قطعات تزریق پلاستیک چگونه ساخته می شوند و تکنولوژی تزریق پلاستیک چگونه کار می کند. همچنین ویژگی های کلی این پروسه را که روی طراحی یک قطعه برای تزریق پلاستیک تاثیر دارند بررسی می کنیم. در ادامه به طور دقیق تر به مکانیک تکنولوژی تزریق پلاستیک وارد می شویم ، تاثیر این طرز کار روی هزینه های ساخت با این تکنولوژی را بررسی می کنیم و قابلیت های و محدودیت های کلیدی آن را بر می شماریم.

طرز کار تزریق پلاستیک:

۱.ابتدا گرانول های پلیمر خشک شده و در قیف قرار داده می شوند. این گرانول ها در قیف با پودرها و پیگمنت های رنگی و دیگر افزودنی های تقویت کننده ترکیب می شوند.

۲.گرانول ها به بشکه تغذیه می شوند. گرانول ها در بشکه حرارت دیده،با یکدیگر ترکیب شده و با یک پیچ چرخان به سمت قالب هدایت می شوند. هندسه پیچ و بشکه به گونه ای بهینه طراحی شده است که به بالا بردن فشار به میزان لازم و ذوب شدن ماده کمک کند.

۳.تلمبه به جلو حرکت کرده و پلاستیک ذوب شده از طریق سیستم چرخنده به قالب تزریق می شود و همه فضای خالی قالب را پر می کند. با پایین آمدن دمای ترموپلاستیک، ماده جامد شده و شکل قالب را به خود می گیرد.

4. در نهایت قالب گشوده شده و قطعه جامد توسط پین های افشانک به بیرون هل داده می شود، سپس قالب دوباره بسته شده و پروسه برای تزریق قطعه بعدی تکرار می شود.

تکرار این پروسه می تواند بسیار سریع انجام شود: چرخه تزریق پلاستیک معمولا بسته به اندازه قطعه می تواند از ۳۰ تا ۹۰ ثانیه طول بکشد.

پس از آماده شدن محصول، قطعه روی کانوایر و یا در یک مخزن نگهدارنده رها می شود. معمولا قطعاتی که با تزریق پلاستیک ساخته می شوند به محض ساخت آماده استفاده بوده و نیازی به طی مراحل پولیش ، پرداخت و پست پروسس ندارند.

ویژگی های سیستم تزریق پلاستیک

ساخت قالب تزریق پلاستیک

یک قالب مثل تصویر نگاتیو یک عکس است: هندسه و الگوی سطح قالب به طور مستقیم روی شکل قطعه تزریق پلاستیک شده تاثیر می گذارد.معمولا بیشتر هزینه اولیه صرف ساخت قالب تزریق پلاستیک می شود: ساخت یک قالب معمول از حدود ۲۰۰۰-۵۰۰۰دلار برای قالب های ساده و تیراژ های نسبتا پایین (بین ۱۰۰۰ تا ۱۰۰۰۰) شروع شده و می تواند برای قالب های تیراژ بالا تا ۱۰۰هزاردلار بالا رود.(۱۰۰هزار قطعه یا بیشتر).این هزینه به خاطر تخصص بالایی است که برای ساخت یک قالب باکیفیت لازم است.قالبی که بتواند به طور دقیق هزاران(یا صدها هزار) قطعه را تولید کند.

قالب های تزریق پلاستیک معمولا با ماشین CNC از آلومینیوم یا استیل ساخته می شوند و سپس تا استانداردهای بالا پولیش، پرداخت و پست پروسس می شوند. به جز نگاتیو قطعه، قالب های تزریق پلاستیک قابلیت هایی مثل سیستم تزریق ، کانال های داخلی خنک کننده با آب و… را که به سرعت پروسه کمک می کنند در خود جای می دهند.

پیشرفت های اخیر در مواد اولیه پرینت سه بعدی، امکان ساخت قالب تزریق پلاستیک با پرینت سه بعدی را فراهم کرده است.قالب های تزریق پلاستیک پرینت سه بعدی ، بسیار ارزان تر از قالب های معمول هستند اما تنها برای تزریق پلاستیک در تیراژ پایین( کمتر از ۱۰۰ قطعه) کاربرد دارند.

تولید در این تیراژهای پایین در گذشته بدون استفاده از پرینت سه بعدی در تزریق پلاستیک امکان پذیر نبود چرا که هزینه ساخت قالب با روش های سنتی بسیار بالاست و محصول نهایی نمی تواند به صرفه به بازار ارایه شود.

برای توضیحات بیشتر ، از کاربرد دستگاه ها و قالب های تزریق پلاستیک می توان به تولید مواد و فوم های پلیمری اشاره کرد.طرز تهیه این فوم ها که عمدتا به صورت عایق های XPS و پلی استایرنی می باشد به این شکل است که بعد تهیه و اختلاط در دستگاه های اکسترودر وارد این گونه قالب ها می شوند و پروسه شکل گیری را طی می کنند و بسته به کاربرد حالت های مختلفی به خود می پذیرند.

  • همه
  • ساختمانی
  • صنعتی
  • معماری و هنری
  • دارویی و بهداشتی
  • کاربردهای دیگر