Was ist Polystyrol (PS)?
Es ist ein synthetisches Polymer aus Monomer Styrol. PS wird durch die Polymerisation von Styrol hergestellt, das eine Art Bausteinmaterial darstellt, das zur Herstellung einer Vielzahl von Kunststoffprodukten verwendet wird. Es kommt auch natürlich vor (Erdbeeren, Zimt, Kaffee und Bier).
Dieses Kunststoffpolymer ist ein natürlicher transparenter Thermoplast, der sowohl in fester Form als auch als Hartschaumstoff erhältlich ist. Allgemein verwendetes PS-Material ist klar, hart und spröde in seinen Eigenschaften.
Es wird häufig Kunststoff verwendet, um eine Vielzahl von Endsegmentprodukten herzustellen. Die feste Form von Kunststoff wird häufig verwendet, um Produkte herzustellen, die Klarheit erfordern. Diese werden häufig mit einer Kombination von Farbstoffen, Additiven und anderen Formen von Kunststoffen verwendet, um Produkte wie elektronische Geräte, Autoteile, Gartengeräte, Geräte usw. herzustellen.
PS besteht aus Schaumstoff und wird als Expanded Polystyrene (EPS) oder Extruded Polystyrene (XPS) bezeichnet, das für seine isolierenden und dämpfenden Eigenschaften bekannt ist.
Die feste Form dieses Materials wird üblicherweise für medizinische Geräte (Reagenzgläser, Petrischalen usw.) oder für alltägliche Gegenstände wie Rauchmelder, CDs, Lebensmittelbehälter, Kaffeetassen usw. verwendet. Die Schaumform des Polymers wird üblicherweise verwendet für als Verpackungsmaterial für eine Vielzahl von Produkten.
Globale Marktprognose für Polystyrol
Der Markt für PS wird laut Prognosen bis 2020 um mehr als 28 Milliarden US-Dollar wachsen. Der Markt lag 2016 bei 24 Milliarden US-Dollar und wird laut Branchenanalyse bis 2020 über 28 Milliarden US-Dollar kosten. Der PS-Kunststoffmarkt wächst seit den letzten Jahren rasant und wird voraussichtlich auch in den kommenden Jahren wachsen.
PS ist ein vielseitiger Kunststoff mit einer Vielzahl von Anwendungsmöglichkeiten in verschiedenen Endmarktsegmenten. PS wird häufig verwendet, um Produkte für den täglichen Gebrauch wie Kühlschränke, Klimaanlagen, Fernseher, Computer und Einwegutensilien (geschäumte Tassen, Teller und Schalen) herzustellen.
Marktführer
Die Hauptfaktoren, die den PS-Markt antreiben, sind Bevölkerungswachstum, zunehmende Verstädterung und Industrialisierung, erhöhtes Einkommen der Mittelklasse.
Der Verpackungs- und Elektroniksektor sind zwei bedeutende Sektoren, in denen in den letzten Jahren die PS-Nachfrage zugenommen hat und die das Wachstum des globalen PS-Marktes weiter antreiben werden.
Regionaler Ausblick
China wird voraussichtlich der größte Markt für PS für das Jahr (2016-17) sein, gefolgt von anderen aufstrebenden Volkswirtschaften in asiatisch-pazifischen Regionen. Auch wenn die asiatisch-pazifischen Länder die größten Konsumenten von PS weltweit sind, aber auch andere Länder wie Auch in Afrika, Europa und Südamerika wird in den kommenden Jahren eine steigende Nachfrage erwartet.
Einschränkungen
Im prognostizierten Zeitraum unterliegt es auch gewissen Einschränkungen wie schwankenden Rohstoffpreisen (Benzol, Styrolmonomer usw.). Entsorgungsprobleme in Verbindung mit diesem Material und seinem negativen Schrottwert können ebenfalls das Wachstum des Marktes behindern.
Führende Spieler
Die wichtigsten Akteure von PS auf dem Weltmarkt sind die BASF SE (Deutschland), Styrosolution Group (Deutschland), Videolar S / A. (Sao Paulo), SABIC (Saudi-Arabien) und Formosa Plastic Corporation (Taiwan) unter allen anderen Herstellern.
Geschichte von PS Polymer
Es wurde zunächst von Eduard Simon, einem Berliner Apotheker, entdeckt. Aus Storax, dem Harz des türkischen Gummibaums liquidambar destilliert eine ölige Substanzart, die als Styrol bezeichnet wird. Nach einigen Tagen der Entdeckung fand Simon, dass das Styrol, das aus dem Monomer erzeugt wurde, durch Oxidation zu einer Geleeform verdickt wurde, die er "Styroloxyd" nannte.
1845 vertraten der Chemiker John Blyth und ein anderer deutscher Chemiker August Wilhelm von Hofmann die gleiche Umwandlung von Styrol in Abwesenheit von Sauerstoff. Diese Substanz wurde als "Metastyrol" bezeichnet. Später zeigte die Analyse, dass die chemischen Eigenschaften der beiden produzierten Substanzen gleich sind.
Ferner analysierte Marcelin Berthelot 1866 zu Recht die Bildung von Meta- athol aus Styrol durch Polymerisation.
Nach 80 Jahren der Zeitlücke wurde auf der Grundlage der These des deutschen Organikers "Hermann Staudinger (1881-1965)" entdeckt, dass die Erhitzung von Styrol zu einer Kettenreaktion führt, die mehrere als PS-Kunststoffe bezeichnete Makromoleküle hervorbringt.
Eigenschaften von PS-Kunststoffen
Es ist eine vielseitige Form von Kunststoff, die verwendet wird, um eine Vielzahl von Kunststoffprodukten im Endsegment herzustellen. PS-Polymer ist eine klare, amorphe, unpolare Art von Material, das leicht verarbeitet und in eine große Anzahl von Halbfertigprodukten wie Schäumen, Filmen und Folien umgewandelt werden kann. In Bezug auf das Volumen ist es einer der größten verwendeten Kunststoff aufgrund seiner Eigenschaften wie:
Es hat eine hohe Schlagzähigkeit und Hitzebeständigkeit.
Diese Polymere sind ein guter elektrischer Isolator mit ausgezeichneter optischer Klarheit.
PS hat eine starke chemische Beständigkeit gegenüber verdünnten Säuren und Basen.
Es ist eine viskose Flüssigkeit oberhalb seiner Glastemperatur, die eine einfache Herstellung zu einer großen Anzahl von Endprodukten ermöglicht.
Sie sind leicht erweiterbar und ermöglichen einen guten Durchfluss.
Diese Materialien sind in der Natur stark flammhemmend.
Physikalische Eigenschaften von PS
Die für PS verwendete chemische Formel ist (C8H8) n
Dichte - 0,96-1,04 g / cm3
Der Schmelzpunkt liegt bei ~ 240 ° C (464 ° F; 513 K). [4] Für isotaktisches PS
Löslichkeit in Wasser unlöslich
Löslichkeit - nicht löslich in Aceton [1]
Wärmeleitfähigkeit des Polymers ist 0,033 W / (M · K) (Schaum, ρ 0,05 g / cm³) [2]
Der Brechungsindex beträgt 1,6; Dielektrizitätskonstante 2,6 (1 kHz - 1 GHz) [3]
Verschiedene Sorten von PS-Kunststoffen
PS zählt zu den wichtigsten und am weitesten verbreiteten Handelsware auf dem Markt. Das Produktionsvolumen von PS- und Styrol-Copolymeren liegt global bei mehreren Millionen Tonnen pro Jahr.
Es wird weltweit unter verschiedenen Handelsnamen verkauft (Styropor, Styropor, Styron, Carinex, Styro-Flex, Cellofoam, Depron XPS, Fostarene, Styraclear, Lustrex1, SABIC PS und INEOS Styrenics).
Im Allgemeinen sind diese Polymere in drei wichtigen unterschiedlichen Qualitäten erhältlich, die sind:
GPPS
GPPS wird auch als glasklares PS bezeichnet. Diese Form von Kunststoffen ist vollständig transparent, starr und ist in der Regel kostengünstiges PS aus Styrolmonomer. GPPS ist eine feste Form von PS, hergestellt in Form von 2-5 mm PS-Pellets.
HÜFTEN
Hochschlagzähes PS enthält üblicherweise 5 bis 10% Kautschuk (Butadien) und dient zur Herstellung von Produkten, die eine höhere Schlagzähigkeit erfordern. HIPS PS ist üblicherweise eine Art Pfropfcopolymer mit PS als Seitenarmen. Der Pfropfprozess findet statt, wenn etwas Radikal mit der Doppelbindung von Polybutadien reagiert.
EPS
Dieser Kunststofftyp besteht aus treibmittelhaltigen Mikropellets oder Kügelchen (üblicherweise Pentan). EPS oder geschäumtes PS ist thermisch isolierend mit hoher Schlagzähigkeit und einfacher Verarbeitung.
Anwendungen von PS-Kunststoffen
Es ist eine billige und leicht verfügbare Form des Polymers. Es wird für viele Anwendungen wie Elektronik, medizinische, optische, Automobilteile und Verpackung von Verbrauchsmaterialien verwendet. Eine große Anzahl von Produkten, die mit PS hergestellt werden, werden durch Spritzgießen geformt, einschließlich Essgeschirr, Tassen, CD-Hüllen, Kosmetikbehältern und -abdeckungen usw.
Es wird hauptsächlich für die Herstellung von zwei Arten von Halbzeugen verwendet - PS Sheet und PS Foam. Dieses Halbzeug wird häufig zur Herstellung von Endprodukten für eine Vielzahl von Endmarktsegmenten verwendet.
Polystyrol-Folie
PS wird häufig zur Herstellung von stoßfesten Styrolplatten verwendet, die weiterhin für die Herstellung von Modellen, Prototypen, Schildern, Displays, Gehäusen und mehr verwendet werden. Diese Platten sind kostengünstig und werden für allgemeine Zwecke verwendet. PS-Blätter sind gegenüber einer anderen Form von Blättern für eine Vielzahl von Produkten bevorzugt, da sie:
Wasserresistent gegen hohe Dichte
Leicht
Temperaturempfindlich
Dauerhaft
Ungiftig und geruchlos
Ausgezeichnete Umformeigenschaften
Formstabil und geringe Wasseraufnahme
Hitze & elektronisch versiegelbar
Wirtschaftlich
PS Sheets - Physikalische Eigenschaften
Formtemperatur: 325 ° F bis 350 ° F
Maximale Temperatur: 180 ° F
Erfüllt FDA-Standards
Opak mit mattem Finish
Standardgröße der verkauften Blätter - 40 "x 72
Polystyrolschaum
PS-Schaum ist eine andere Form des Halbzeugs des Polymers, das ferner zur Herstellung von Endsegment-Verbraucherprodukten verwendet wird. PS-Schaumstoffe enthalten 95-98% Luft. Sie sind gute Wärmeisolatoren, daher werden sie häufig als Gebäudedämmmaterial verwendet.
Die Dämpfungseigenschaft von PS-Schaum macht es sehr geeignet für die Verpackungsindustrie. PS wird in großem Umfang in der Verpackungsindustrie eingesetzt.
Geeignete Eigenschaften und niedrige Kosten für Kunststoffschaum erweisen sich als starke Konkurrenz für andere Formen von Polymeren, die in der Verpackungsindustrie verwendet werden. PS-Schaumstoffe werden auch im Bausektor für den Bau von nichttragenden Architektursektoren wie z. B. Zierpfeilern verwendet.
Allgemeine Eigenschaften von PS-Schaum
Leicht und tragbar,
Leicht recycelbar,
Kann leicht mit Epoxidharz laminiert werden,
PS-Schaumstoffe haben eine hohe Wärmedämmung,
Es ist ideal für Arbeiten im Freien / Innen,
Resistent gegen Feuchtigkeit und Kompression,
Niedriger Preis und sehr langlebig
Hergestellt in verschiedenen Formen, Größen und Kompressionsmaterialien.
PS-Schäume werden üblicherweise in zwei verschiedenen Formen hergestellt:
A. Expandiertes Polystyrol (EPS)
EPS ist eine Art steifer, zäher und geschlossener Schaum. Es ist gewöhnlich weiß im Aussehen und wird aus vorexpandierten PS-Perlen hergestellt. EPS ist einer der am häufigsten verwendeten PS-Schaum im Alltag. Der weiße Schaum wird üblicherweise für Heißgetränke, in Kühlschränken, Isolierungen und Verpackungen usw. verwendet.
EPS-Material ist kostengünstig und leicht (15-30 kg pro Kubikmeter). Es verliert seine grundlegende Eigenschaft nicht mit der Zeit und wird vollständig recycelt und wiederverwendet, um das ökologische Gleichgewicht aufrechtzuerhalten.
Aufgrund seiner günstigen technischen und physikalischen Eigenschaften wie geringes Gewicht, Steifigkeit und Formbarkeit wird EPS für eine Vielzahl von Anwendungen eingesetzt. Es wird sogar zur Herstellung von Formplatten verwendet, die für den Bau von Dämm- und Verpackungsmaterialien verwendet werden
B. Extrudiertes Polystyrol (XPS)
XPS ist eine weitere Form eines Schaums, der eine verbesserte Oberflächenrauhigkeit und höhere Steifigkeit bei reduzierter Wärmeleitfähigkeit bietet. Der Dichtebereich liegt bei 28-45 kg / m 3. Er hat fast die gleiche chemische Zusammensetzung wie EPS, wird aber mit einer anderen Technologie hergestellt. EPS kommt in drei Grundfarben Pink, Blau und Grün usw. Es wird häufig für die Herstellung von Demoplatten und im Baubereich verwendet.
Allgemeine Verwendungen von Polystyrol
Es ist für eine Vielzahl von Endverbraucherindustrien anwendbar, um eine Anzahl von Waren in verschiedenen Formen herzustellen. Es wurde das am häufigsten verwendete Polymer in verschiedenen Branchen wie:
Gerät - Es wird in einer Reihe von Geräten wie Kühlschränke, Klimaanlagen, Backofen, Mikrowellen, Staubsauger und Mixer usw. verwendet. Es wird in fester Form oder Schaum weit für die Herstellung dieser Geräte verwendet, da es inert ist (reagiert nicht mit Materialien ), kosteneffektiv und langlebig.
Automotive - PS (Solid und Foam) wird bei der Herstellung vieler Automobilteile verwendet, einschließlich Noppen, Instrumententafeln, Verkleidungen, energieabsorbierenden Türverkleidungen und sogar Schalldämpfungsschaum.
Elektronik - Es wird für das Gehäuse und auch in anderen Teilen von Fernsehern, Computern und verschiedenen Arten von IT-Geräten verwendet, wo eine Kombination aus Form, Funktion und Ästhetik erforderlich ist
Food Service - PS hat im Vergleich zu seinen Wettbewerbern einen großen Anteil am Verpackungssektor. Es wird häufig in Lebensmittelverpackungen verwendet, da es besser isoliert, Lebensmittel lange frisch hält und kostengünstig ist.
Dämmung - Leichtgewichtiger PS-Schaum erweist sich bei einer Reihe von Anwendungen wie Gebäudewänden, Dacheindeckungen, Kühl- und Gefrierschränken und sogar in industriellen Kühllagern als hervorragende Wärmedämmung. Es wird für die Isolierung bevorzugt, da es inerter, haltbarer und gegen Wasserschäden beständig ist.
Medizinisch - Aufgrund seiner Klarheit und Einfachheit der Sterilisation wird PS für eine breite Palette von medizinischen Anwendungen verwendet, einschließlich Gewebekulturschalen, Reagenzgläser, Petrischalen, diagnostische Komponenten und andere medizinische Testgeräte.
Packaging- Es ist in hohem Grade verwendetes und bevorzugtes Material im Verpackungssektor. Es ist weit verbreitet, um Verbraucherprodukte wie CD-und DVD-Hüllen, Schaum Verpackung Erdnuss für den Versand von Waren, Verbrauchsmaterialien Verpackung, Fleisch und Geflügel Schalen und auch Eierkartons usw. Sie sind ein geeignetes Material für die Verpackung als Schutzgut vor Beschädigung und Verderb schützen.
Nachteile von PS-Kunststoffen
Obwohl es der am weitesten verbreitete Thermoplast ist und auch gegenüber anderen Wettbewerbern für eine Anzahl von Verwendungen bevorzugt wird, hat es dennoch bestimmte Einschränkungen in der Verwendung, die sind:
Es ist brennbar, aber auch verzögerte Noten sind verfügbar.
Sie sind schlecht lösungsmittelbeständig und können von vielen Chemikalien angegriffen werden.
Homopolymere sind in der Natur spröde.
Angespannt auf Stress und Umweltschäden.
Sie haben eine schlechte thermische Stabilität.
Recycling von PS-Kunststoffen
In der Regel wird es in den Recyclingzentren nicht akzeptiert. Verschiedene Zentren und Techniken werden für das Recycling von PS verwendet. In bestimmten Ländern wie Deutschland gibt es ein Gesetz, das von den Herstellern verlangt, dass sie die Verantwortung für das Recycling oder die Entsorgung von PS-Verpackungsmaterial übernehmen, das sie verkaufen.
Die Wiederverwertung dieser Kunststoffprodukte erfordert hohe Investitionen für die Einrichtung von Verdichtern und logistischen Systemen zur Durchführung des Verfahrens. Die recycelte Form des Materials wird mit neu hergestellten PS-Materialien zur Herstellung von PS-Platten und -Schäumen verwendet.
Aus individuell recyceltem PS-Schrott können Produkte wie Kleider, Kleiderbügel, Parkbänke, Blumentöpfe, Spielzeuge, Lineale, Hefterkörper, Sämlingsbehälter, Bilderrahmen und Architekturleisten usw. hergestellt werden.
