ما هو البوليسترين (PS)؟
وهو بوليمر اصطناعي مصنوع من ستيرين مونومر. يرصد PS بواسطة بلمرة الستايرين الذي هو نوع من مواد البناء الأساسية المستخدمة لإنتاج مجموعة متنوعة من المنتجات البلاستيكية. كما يحدث بشكل طبيعي (الفراولة والقرفة والقهوة والبيرة).
هذا البوليمر البلاستيكي هو لدن بالحرارة الطبيعية الشفافة والمتوفر في كلا الصيغتين الصلبة وكذلك مادة الرغوة الصلبة. مادة PS المستخدمة بشكل عام هي واضحة وصعبة وهشة في الخصائص.
يتم استخدام البلاستيك عادة لإنتاج مجموعة متنوعة من منتجات الجزء النهائي. يستخدم شكل صلب من البلاستيك على نطاق واسع لإنتاج المنتجات التي تتطلب الوضوح. وغالبا ما تستخدم مع مزيج من الملونات والمواد المضافة وغيرها من أشكال البلاستيك لإنتاج سلع مثل الأجهزة الإلكترونية وقطع غيار السيارات ، وأواني الحدائق ، والمعدات وغيرها.
PS مصنوع من مادة رغوة ويسمى البوليسترين الموسع (EPS) أو البوليسترين المبثوق (XPS) المعروف بخصائص العزل والتوسيد.
يستخدم الشكل الصلب لهذه المادة بشكل شائع لتطبيقات الأجهزة الطبية (أنابيب الاختبار ، أطباق بتري ، الخ) أو للأشياء اليومية مثل كاشفات الدخان ، الأقراص المدمجة ، حاويات الطعام ، أكواب القهوة ، إلخ. يستخدم عادة شكل رغوة البوليمر ل كمواد تغليف لمجموعة متنوعة من المنتجات.
توقعات السوق العالمية للبوليستيرين
ومن المتوقع أن ينمو سوق PS أكثر من 28 مليار دولار بحلول عام 2020. كان السوق حوالي 24 مليار دولار أمريكي في عام 2016 وسوف يتجاوز 28 مليار دولار بحلول عام 2020 حسب تحليل الصناعة. لقد شهد سوق البلاستيك PS نموًا سريعًا منذ السنوات القليلة الماضية ، ومن المتوقع أيضًا أن يزداد في السنوات القادمة أيضًا.
PS عبارة عن بلاستيك متعدد الاستخدامات مع عدد من الاستخدامات في أسواق قطاع نهاية مختلفة. يستخدم PS على نطاق واسع لإنتاج المنتجات الاستهلاكية للاستخدام اليومي مثل الثلاجات ومكيفات الهواء وأجهزة التلفزيون وأجهزة الكمبيوتر والأواني التي تستخدم لمرة واحدة (أكواب الرغوي ، لوحات وأطباق).
العوامل المحركة للسوق
العوامل الرئيسية التي تدفع سوق PS هي النمو السكاني ، وزيادة التحضر والتصنيع ، وزيادة دخل الطبقة المتوسطة.
يعتبر قطاع التغليف والإلكترونيات من أبرز القطاعات الرئيسية التي شهدت نمواً في الطلب على PS في السنوات الأخيرة ومن المتوقع أيضًا أن تزيد من نمو سوق PS العالمي.
التوقعات الإقليمية
من المتوقع أن تكون الصين أكبر سوق لـ PS للسنة (2016-17) ، تليها اقتصادات ناشئة أخرى في منطقة آسيا والمحيط الهادئ. على الرغم من أن بلدان آسيا والمحيط الهادئ هي أكبر مستهلكين لـ PS في جميع أنحاء العالم ولكن لا تزال بلدان أخرى مثل ومن المتوقع أيضًا أن تشهد إفريقيا وأوروبا وأمريكا الجنوبية زيادة في الطلب في السنوات المقبلة.
القيود
كما يخضع لبعض القيود في الفترة المتوقعة مثل تقلب أسعار المواد الخام (البنزين ، ستيرين مونومر ، الخ). كما أن مشاكل التخلص المتعلقة بهذه المادة وقيمتها الخردة السلبية قد تعيق نمو السوق.
قيادة اللاعبين
أهم لاعبي PS في السوق العالمية هم BASF SE (ألمانيا) ، مجموعة Styrosolution Group (ألمانيا) ، Videolar S / A. (ساو باولو) ، سابك (المملكة العربية السعودية) ، وشركة فورموزا البلاستيك (تايوان) بين جميع الشركات المصنعة الأخرى.
تاريخ PS بوليمر
تم اكتشافه في البداية من قبل ادوارد سيمون ، وهو صيدلية من برلين. من storax ، راتينج من شجرة الصمغ التركي الحلو Liquidambar a نوع زيتي مقطر زيتي يدعى styrol. بعد بضعة أيام من الاكتشاف ، وجد سايمون أن مادة الستيرول المنتجة من مونومر قد أصبحت سميكة بسبب الأكسدة إلى شكل هلام والذي أطلق عليه اسم "ستيرولوكسيد".
في عام 1845 ، مثل الكيميائي جون بيليث وصانع كيميائي آخر ، أوغست فيلهلم فون هوفمان ، نفس التحول من ستيزرول في غياب الأكسجين. وقد سميت هذه المادة باسم "metastyrol". في وقت لاحق ، أوضح التحليل أن الخصائص الكيميائية لكل من المادة المنتجة هي نفسها.
علاوة على ذلك في عام 1866 ، قام مارسيلين برثلوت بتحليل تشكيل ميتاترول / تناول الطعام من ستايستر عن طريق عملية البلمرة.
بعد ثمانين سنة من الفجوة الزمنية ، على أساس أطروحة الكيميائي الألماني العضوي "هيرمان ستودينغر (1881-1965) ، تم اكتشاف أن تسخين الستاسترول يؤدي إلى تفاعل متسلسل ينتج العديد من الجزيئات الضخمة المسماة PS plastics.
خصائص PS بلاستيك
وهو عبارة عن شكل متعدد الاستخدامات من البلاستيك يستخدم في صناعة مجموعة متنوعة من المنتجات البلاستيكية. البوليمر PS هو نوع واضح ، غير متبلور وغير قطبي من المواد التي يمكن معالجتها بسهولة وتحويلها إلى عدد كبير من السلع شبه المصنعة مثل الرغوة والأفلام والأوراق. من حيث الحجم ، فهي واحدة من أكبر البلاستيك المستخدم بسبب خصائصه مثل:
لها تأثير عالي ومقاومة للحرارة.
هذه البوليمرات هي عازل كهربائي جيد مع وضوح بصري ممتاز.
PS لديها مقاومة كيميائية قوية للأحماض والقواعد المخففة.
إنه سائل لزج فوق درجة حرارة الزجاج مما يسمح بتصنيع سهل في عدد كبير من السلع النهائية.
فهي قابلة للتوسعة بسهولة وتسمح بتدفق جيد.
هذه المواد هي مثبطات اللهب بشدة في الطبيعة.
الخصائص الفيزيائية لل PS
الصيغة الكيميائية المستخدمة في PS هي (C8H8) n
الكثافة - 0.96-1.04 جم / سم 3
نقطة الانصهار هي ~ 240 درجة مئوية (464 درجة فهرنهايت ، 513 كلفن) [4] من أجل إس إساكتيك بي
القابلية للذوبان في الماء غير قابلة للذوبان
الذوبان غير قابل للذوبان في الأسيتون [1]
التوصيل الحراري للبوليمر هو 0.033 وات / (كلفن) (فوم ، ρ 0.05 غم / سم 3) [2]
مؤشر الانكسار هو 1.6. ثابت العزل الكهربائي 2.6 (1 كيلوهرتز - 1 جيجاهرتز) [3]
درجات مختلفة من بلاستيك PS
يتم احتساب PS بين واحدة من أهم السلع البلاستيكية المستخدمة على نطاق واسع في السوق. إن حجم إنتاج البوليمرات PS و styrene copolymers يبلغ عدة ملايين طن سنوياً على مستوى العالم.
وقد تم بيعها تحت أسماء تجارية مختلفة مثل (الستايروفوم وستايروبور وستيرين وكارينكس وستيير فلكس وسيلوفوم وديبرون اكس بي اس وفوستارين وستيراكلير ولوستريكس 1 وسابك بي اس وينيوس ستيرينيكس) عالميا.
بشكل عام ، تتوفر هذه البوليمرات في ثلاث درجات مختلفة مهمة وهي:
GPPS
GPPS يطلق عليها أيضا PS واضحة وضوح الشمس. هذا النوع من اللدائن شفاف وشفايف وعادة ما يكون PS منخفض التكلفة من مونومر ستيرين. GPPS هو شكل صلب من PS مصنوعة في شكل الكريات PS 2-5 ملم.
الفخذين
يحتوي PS عالي التأثير عادة على 5 إلى 10٪ من المطاط (البوتادين) وهو لإنتاج منتجات تتطلب مقاومة عالية للتأثير. HIPS PS هو عادة نوع من كوبوليمر الطعم وجود PS كأذرع جانبية. تحدث عملية التطعيم عندما يتفاعل بعض الجذور مع الرابطة المزدوجة لبولي بيوتايين.
EPS
تتكون هذه الدرجة من البلاستيك من حبيبات صغيرة أو حبات تحتوي على عامل نفخ (عادة البنتان). EPS أو Fo Fo هو عازل حراري بمقاومة عالية للتأثير وسهولة المعالجة.
تطبيقات PS البلاستيك
وهو شكل رخيص ومتوفر بسهولة من البوليمر. يتم استخدامه في العديد من التطبيقات مثل الإلكترونيات والأجهزة الطبية والضوئية وقطع غيار السيارات وتغليف المواد الاستهلاكية. يتم تشكيل عدد كبير من السلع المنتجة باستخدام PS عن طريق صب الحقن بما في ذلك أواني الطعام ، والأكواب ، وحافظات الأقراص المدمجة ، وحاويات مستحضرات التجميل والأغطية إلخ.
وهي تستخدم بشكل رئيسي لإنتاج نوعين من المنتجات شبه النهائية - PS Sheet و PS Foam. يتم استخدام هذه السلعة نصف المصنعة على نطاق واسع لإنتاج المنتجات النهائية لمجموعة متنوعة من قطاعات السوق النهائي.
ورقة البوليسترين
يستخدم PS على نطاق واسع لإنتاج أوراق ستيرين ذات تأثير كبير والتي تستخدم أكثر لإنتاج النماذج والنماذج والعلامات والشاشات والحاويات وأكثر من ذلك. هذه الأوراق هي مواد منخفضة التكلفة وتستخدم لأغراض الاستخدامات العامة. يفضل استخدام أوراق PS فوق شكل آخر من الأوراق لمجموعة متنوعة من المنتجات كما هي:
مقاومة الماء للكثافة العالية
وزن خفيف
حساس لدرجة الحرارة
متين
غير سامة وعديم الرائحة
خصائص تشكيل ممتازة
مستقر الأبعاد ومستوى منخفض من الماء
الحرارة وإغلاقها إلكترونيا
اقتصادي
أوراق PS - الخصائص الفيزيائية
تشكيل درجة الحرارة: 325 درجة فهرنهايت إلى 350 درجة فهرنهايت
أقصى درجة حرارة: 180 درجة فهرنهايت
يفي بمعايير FDA
غير شفاف مع الانتهاء من غير لامع
الحجم القياسي للصفائح المباعة - 40 × 72
رغوة البوليسترين
رغوة PS هي شكل آخر من الصنف شبه النهائي للبوليمر الذي يستخدم كذلك لإنتاج المنتجات الاستهلاكية المقطوعة. رغاوي PS تتكون 95-98 ٪ من الهواء. هم عوازل حرارية جيدة ، لذلك ، تستخدم على نطاق واسع لبناء مواد العزل.
خاصية التخميد من رغوة PS يجعلها مناسبة للغاية لصناعة التعبئة والتغليف. يستخدم PS على نطاق واسع جدا في صناعة التعبئة والتغليف.
الخصائص المناسبة والتكلفة المنخفضة للرغاوي البلاستيكية تثبت أنها منافسة قوية لأشكال أخرى من البوليمرات المستخدمة في صناعة التعبئة والتغليف. واستخدمت رغاوي PS أيضا في قطاع البناء لبناء قطاعات معمارية غير تحمل الوزن مثل أعمدة الزينة.
خصائص عامة من رغوة PS
خفيفة الوزن ومحمولة ،
قابلة لإعادة التدوير بسهولة ،
يمكن أن تكون مغلفة بسهولة بالراتنج الإيبوكسي ،
رغاوي PS لديها عزل حراري عالي ،
إنه مثالي لأعمال خارجية / داخلية ،
مقاومة للرطوبة والضغط ،
انخفاض السعر ودائم للغاية
يتم تصنيعها في أشكال وأحجام ومواد ضغط مختلفة.
رغاوي PS تنتج عادة في شكلين مختلفين:
أ . البوليسترين الموسع (EPS)
EPS هو نوع من الرغوة الصلبة ، والقاسية والمغلقة. عادة ما تكون بيضاء في المظهر وتنتج من حبات PS الموسعة مسبقا. EPS هي واحدة من رغوة PS الأكثر شيوعا في الحياة اليومية. يتم استخدام الرغوة البيضاء عادة للمشروبات الساخنة ، في الثلاجات ، العزل ، والتغليف إلخ.
تعتبر مادة EPS غير مكلفة وخفيفة الوزن (15-30 كجم لكل متر مكعب) ولا تفقد ممتلكاتها الأساسية مع مرور الوقت ويتم تدويرها بالكامل وإعادة استخدامها للحفاظ على التوازن البيئي.
نظرًا لخصائصه الفنية والفيزيائية المواتية مثل الوزن المنخفض والصلابة والقابلية للتشكيل ، يتم وضع EPS في مجموعة واسعة من التطبيقات. بل إنه يستخدم لإنتاج ألواح مقولبة تستخدم في مواد العزل ومواد التغليف
ب . البوليسترين المسحوب (XPS)
XPS هو شكل آخر من أشكال الرغوة التي توفر خشونة سطحية محسنة وتصلب أعلى مع التوصيل الحراري المنخفض. يتراوح نطاق الكثافة بين 28-45 كجم / م 3. ويمتلك نفس النوع من التركيب الكيميائي تقريباً لـ EPS ولكنه ينتج بنوع مختلف من التكنولوجيا. تأتي EPS بثلاثة ألوان أساسية ، زرقاء ، زرقاء وخضراء إلخ. وهي تستخدم عادة لتصنيع لوحات العرض التوضيحي وفي منطقة البناء.
الاستخدامات العامة للبوليستيرين
وينطبق ذلك على مجموعة متنوعة من صناعات المستخدم النهائي لإنتاج عدد من السلع بأشكال مختلفة. لقد أصبح البوليمر الأكثر شيوعا في الصناعات المختلفة مثل:
الأجهزة - يتم استخدامها في عدد من الأجهزة مثل الثلاجات ، ومكيفات الهواء ، والفرن ، وأجهزة الميكروويف ، والمكانس الكهربائية ، والخلاطات ، إلخ. وهي تستخدم في شكل صلب أو رغوي على نطاق واسع لتصنيع هذه الأجهزة لأنها خاملة (لا تتفاعل مع المواد ) ، فعالة من حيث التكلفة وطويلة الأمد.
السيارات - يتم استخدام PS (الصلبة والرغوة) في إنتاج العديد من قطع غيار السيارات بما في ذلك المقابض وألواح أجهزة القياس والقطع وألواح الأبواب الممتصة للطاقة وحتى رغوة تخفيف الصوت.
إلكترونيات - يتم استخدامها للإسكان وكذلك في أجزاء أخرى من أجهزة التلفزيون وأجهزة الكمبيوتر وأنواع مختلفة من معدات تكنولوجيا المعلومات ، حيث يلزم الجمع بين الشكل والوظيفة والجماليات
خدمة الأغذية - PS تمتلك حصة كبيرة في قطاع التعبئة والتغليف مقارنة مع منافسيها. يستخدم على نطاق واسع في تغليف المواد الغذائية لأنه يعزل بشكل أفضل ، ويحافظ على الطعام طازجًا لفترة طويلة وهو فعال من حيث التكلفة.
العزل - رغوة PS خفيفة الوزن تثبت أنها عازل حراري ممتاز في عدد من التطبيقات مثل بناء الجدران ، التسقيف ، التبريد ، المجمدات وحتى في مرافق التخزين الصناعي. يفضل استخدامه في العزل لأنه أكثر خمولًا ودائمًا ومقاومًا لأضرار المياه.
طبيا - نظرا لفعاليتها وسهولة تعقيمها ، PS يستخدم لمجموعة واسعة من الاستخدامات الطبية بما في ذلك صواني زراعة الأنسجة ، أنابيب الاختبار ، أطباق بتري ، مكونات التشخيص وغيرها من الأجهزة الطبية اختبار.
التغليف - إنه مادة مستخدمة للغاية ومفضلة في قطاع التعبئة والتغليف. ويستخدم على نطاق واسع لحماية المنتجات الاستهلاكية مثل الأقراص المضغوطة وأقراص الفيديو الرقمية ، والفول السوداني التعبئة والتغليف التعبئة والتغليف للسلع ، وتعبئة المواد الاستهلاكية ، وصواني اللحوم والدواجن ، وكذلك كرتون البيض الخ. وهي مادة مناسبة للتغليف وحماية البضائع ضد التلف والفساد.
عيوب PS بلاستيك
على الرغم من أنه هو الأكثر استخداما على نطاق واسع بالحرارة ، ويفضل أيضا على المنافسين الآخرين لعدد من الاستخدامات ، لا يزال هناك بعض القيود في الاستخدام وهي:
وهو قابل للاشتعال ، ولكن تتوفر أيضًا درجات متخلفة.
فهي مقاومة ضعيفة للمذيب وقد تتعرض لهجوم من العديد من المواد الكيميائية.
البوليمرات المثالية هشة في الطبيعة.
تخضع للضغوط والتكسير البيئي.
لديهم استقرار حراري ضعيف.
إعادة تدوير PS بلاستيك
عادة ، لا يتم قبولها في مجموعة الرصيف في مراكز إعادة التدوير. يتم استخدام مراكز وتقنيات مختلفة لإعادة تدوير PS. في بعض البلدان مثل ألمانيا ، هناك قانون يتطلب من المصنّعين أن يتحملوا بالكامل مسؤولية إعادة تدوير أو التخلص من أي مواد تغليف PS يقومون ببيعها.
يتطلب إعادة تدوير هذه المنتجات البلاستيكية قدرًا كبيرًا من الاستثمار لإنشاء آلات ضغط وأنظمة لوجيستية لتنفيذ العملية. يتم استخدام شكل المواد المعاد تدويرها مع المواد PS الجديدة المنتجة لإنتاج رقائق PS ورغوة.
يمكن استخدام خردة PS المعاد تدويرها بشكل فردي لإنتاج منتجات مثل الملابس والشماعات ومقاعد المنتزه وأواني الزهور ولعب الأطفال والحكام وأجسام الدباسة وحاويات الشتلات وإطارات الصور والقوالب المعمارية من إلخ.
