Cos'è il polistirolo (PS)?
È un polimero sintetico costituito da monomero stirene. La PS è costituita dalla polimerizzazione dello stirene, che è una specie di materiale di base utilizzato per produrre una varietà di prodotti in plastica. Si presenta anche naturalmente (fragole, cannella, caffè e birra).
Questo polimero plastico è un termoplastico trasparente naturale che è disponibile in entrambe le forme, solido e un materiale espanso rigido. Il materiale PS generalmente utilizzato è chiaro, duro e fragile nelle proprietà.
È comunemente usato in plastica per produrre una varietà di prodotti del segmento finale. La solida forma della plastica è ampiamente utilizzata per produrre prodotti che richiedono chiarezza. Questi sono spesso usati con una combinazione di coloranti, additivi e altre forme di plastica per produrre beni come apparecchi elettronici, parti di automobili, vasi da giardinaggio, attrezzature ecc.
PS è realizzato in materiale espanso ed è denominato polistirene espanso (EPS) o polistirene estruso (XPS), noto per le sue proprietà isolanti e ammortizzanti.
La forma solida di questo materiale è comunemente usata per applicazioni di dispositivi medici (provette, piastre di Petri, ecc.) O per oggetti quotidiani come rilevatori di fumo, CD, contenitori per alimenti, tazze di caffè, ecc. La forma di schiuma del polimero viene comunemente usata per come materiale di imballaggio per una varietà di prodotti.
Previsione del mercato globale per il polistirene
Si prevede che il mercato per PS crescerà di oltre 28 miliardi di dollari USA entro il 2020. Il mercato si aggirava attorno ai 24 miliardi di dollari nel 2016 e supererà i 28 miliardi di dollari entro il 2020 come da analisi del settore. Il mercato della plastica di PS è cresciuto rapidamente negli ultimi anni e si prevede che aumenti anche nei prossimi anni.
PS è una plastica versatile con un numero di usi in diversi mercati di fascia finale. PS è ampiamente utilizzato per la produzione quotidiana di prodotti di consumo come frigoriferi, condizionatori d'aria, televisori, computer e utensili usa e getta (tazze, piatti e ciotole in schiuma).
Driver di mercato
I fattori principali che guidano il mercato PS sono la crescita della popolazione, l'urbanizzazione e l'industrializzazione, l'aumento del reddito della classe media.
Il settore del packaging e dell'elettronica sono i due principali settori di punta che hanno assistito alla crescita della domanda di PS negli ultimi anni e sono anche previsti per alimentare ulteriormente la crescita del mercato mondiale della PS.
Outlook regionale
La Cina dovrebbe essere il più grande mercato per PS per l'anno (2016-17), seguito da altre economie emergenti nelle regioni dell'Asia e del Pacifico. Anche se i paesi dell'Asia-Pacifico sono i maggiori consumatori di PS in tutto il mondo, ma ancora altri paesi come Si prevede che anche l'Africa, l'Europa e il Sud America aumenteranno la domanda nei prossimi anni.
vincoli
Inoltre è soggetto a determinati limiti nel periodo di previsione, come i prezzi variabili delle materie prime (benzene, stirene monomero, ecc.). I problemi di smaltimento legati a questo materiale e il suo valore di scarto negativo possono anche ostacolare la crescita del mercato.
Giocatori leader
I principali attori di PS nel mercato globale sono BASF SE (Germania), Styrosolution Group (Germania), Videolar S / A. (Sao Paulo), SABIC (Arabia Saudita) e Formosa Plastic Corporation (Taiwan) tra tutti gli altri produttori.
Storia di PS Polymer
Fu inizialmente scoperto da Eduard Simon, un farmacista di Berlino. Da storax, la resina di gomma dolce turca Liquidambar è un distillato di un tipo oleoso di sostanza chiamato stirolo. Dopo alcuni giorni di scoperta, Simon ha scoperto che lo stirolo prodotto dal monomero si è ispessito a causa dell'ossidazione in una forma gelatinosa che ha chiamato "Styroloxyd".
Nel 1845 il chimico John Blyth e un altro chimico tedesco August Wilhelm Von Hofmann rappresentarono la stessa trasformazione dello stirolo in assenza di ossigeno. Questa sostanza è stata definita come "metastirolo". Successivamente, l'analisi ha dimostrato che le proprietà chimiche di entrambe le sostanze prodotte sono le stesse.
Inoltre nel 1866 Marcelin Berthelot analizzò giustamente la formazione di metatirolo / pranzare dallo stirolo mediante il processo di polimerizzazione.
Dopo 80 anni del gap temporale, sulla base della tesi del chimico organico tedesco "Hermann Staudinger (1881-1965)", si è scoperto che il riscaldamento dello stirolo risulta in una reazione a catena che produce diverse macromolecole chiamate PS plastiche.
Proprietà di PS Plastics
È una forma versatile di plastica utilizzata per realizzare una varietà di prodotti in plastica per il segmento finale. Il polimero PS è un tipo di materiale trasparente, amorfo e non polare che può essere facilmente elaborato e convertito in un gran numero di prodotti semifiniti quali schiume, pellicole e fogli. In termini di volume, è uno dei più grandi materiali plastici usati grazie alle sue proprietà come:
Ha un alto impatto e resistenza al calore.
Questi polimeri sono un buon isolante elettrico con un'eccellente trasparenza ottica.
PS ha una forte resistenza chimica agli acidi e basi diluiti.
È un liquido viscoso al di sopra della sua temperatura del vetro che consente una facile fabbricazione in un gran numero di prodotti finiti.
Sono facilmente espandibili e consentono un buon flusso.
Questi materiali sono fortemente ignifughi in natura.
Proprietà fisiche di PS
La formula chimica utilizzata per PS è (C8H8) n
Densità: 0,96-1,04 g / cm3
Il punto di fusione è ~ 240 ° C (464 ° F; 513 K) [4] Per PS isotattico
Solubilità in acqua insolubile
Solubilità-Non solubile in acetone [1]
La conducibilità termica del polimero è 0,033 W / (M · K) (schiuma, ρ 0,05 g / cm3) [2]
Indice di rifrazione è 1,6; costante dielettrica 2.6 (1 kHz - 1 GHz) [3]
Diversi gradi di plastica PS
La PS è annoverata tra le materie prime più importanti e ampiamente utilizzate nel mercato. Il volume di produzione dei copolimeri di PS e stirene è di diversi milioni di tonnellate all'anno a livello globale.
Sta vendendo sotto diversi nomi commerciali come (Styrofoam, Styropor, Styron, Carinex, Styro-Flex, Cellofoam, Depron XPS, Fostarene, Styraclear, Lustrex1, SABIC PS e INEOS Styrenics) a livello globale.
In generale, questi polimeri sono disponibili in tre gradi diversi importanti che sono:
GPPS
GPPS definito anche come PS cristallino. Questa forma di plastica è completamente trasparente, rigida e in genere è PS a basso costo in monomero di stirene. Il GPPS è una forma solida di PS fabbricato in forma di pellet PS da 2 a 5 mm.
FIANCHI
La PS ad alto impatto contiene in genere dal 5 al 10% di gomma (butadiene) e serve per produrre prodotti che richiedono una maggiore resistenza agli urti. HIPS PS è solitamente una sorta di copolimero ad innesto avente PS come bracci laterali. Il processo di innesto si verifica quando alcuni radicali reagiscono con il doppio legame del poli-butadiene.
EPS
Questo tipo di plastica è costituito da micro-pellet o sfere contenenti agente espandente (solitamente pentano). EPS o Foamed PS è termicamente isolante con elevata resistenza agli urti e facilità di lavorazione.
Applicazioni di PS Plastics
È una forma economica e facilmente disponibile del polimero. È utilizzato per molte applicazioni come elettronica, medicale, ottica, parti automobilistiche e imballaggio di materiali di consumo. Un gran numero di merci prodotte usando PS sono costituite da stampaggio ad iniezione tra cui utensili da cucina, tazze, custodie per CD, contenitori cosmetici e coperture ecc.
Viene utilizzato principalmente per la produzione di due tipi di prodotti semifiniti: fogli PS e schiuma PS. Questo semilavorato è ampiamente utilizzato per produrre prodotti finali per una varietà di segmenti di mercato.
Foglio di polistirene
PS è ampiamente utilizzato per produrre fogli di stirene ad alto impatto che vengono ulteriormente utilizzati per la produzione di modelli, prototipi, insegne, espositori, custodie e altro ancora. Questi fogli sono materiali a basso costo e utilizzati per usi generali. I fogli PS sono preferiti su un'altra forma di fogli per una varietà di prodotti così come sono:
Resistente all'acqua ad alta densità
Peso leggero
Sensibile alla temperatura
Durevole
Non tossico e inodore
Eccellenti proprietà di formatura
Dimensionalmente stabile e basso assorbimento d'acqua
Calore e sigillabile elettronicamente
Economico
Fogli PS: proprietà fisiche
Temperatura di formatura: da 325 ° F a 350 ° F
Temperatura massima: 180 ° F
Soddisfa gli standard FDA
Opaco con finitura opaca
Dimensioni standard dei fogli venduti- 40 "x 72
Schiuma di polistirene
La schiuma PS è un'altra forma del bene semifinito del polimero, che viene ulteriormente utilizzato per produrre prodotti di consumo del segmento finale. Le schiume di PS comprendono il 95-98% di aria. Sono buoni isolanti termici, quindi, sono ampiamente usati come materiali isolanti per l'edilizia.
La proprietà di smorzamento della schiuma PS lo rende particolarmente adatto per l'industria dell'imballaggio. Il PS è utilizzato su larga scala nell'industria dell'imballaggio.
Proprietà adatte e basso costo della schiuma di plastica si dimostrano una forte competizione per altre forme di polimeri utilizzati nell'industria dell'imballaggio. Le schiume PS vengono utilizzate anche nel settore dell'edilizia per la costruzione di settori architettonici non portanti come i pilastri ornamentali.
Proprietà generali di PS Foam
Leggero e portatile,
Facilmente riciclabile,
Può essere facilmente laminato con resina epossidica,
Le schiume PS hanno un alto isolamento termico,
È ideale per lavori all'aperto / interni,
Resistente all'umidità e alla compressione,
Prezzo basso e molto resistente
Prodotto in diverse forme, dimensioni e materiali di compressione.
Le schiume PS vengono comunemente prodotte in due diverse forme:
A. Polistirene espanso (EPS)
L'EPS è una specie di schiuma rigida, resistente e chiusa. Di solito è bianco in apparenza e prodotto da perline PS pre-espanso. L'EPS è uno dei più usati schiuma PS nella vita di tutti i giorni. La schiuma bianca viene comunemente utilizzata per bevande calde, frigoriferi, isolanti, imballaggi, ecc.
Il materiale EPS è economico e leggero (15-30 kg per metro cubo) Non perde la sua proprietà fondamentale nel tempo e viene completamente riciclato e riutilizzato per mantenere l'equilibrio ambientale.
Grazie alle sue caratteristiche tecniche e fisiche favorevoli, quali peso ridotto, rigidità e formabilità, l'EPS è utilizzato per un'ampia gamma di applicazioni. Viene anche utilizzato per la produzione di fogli stampati che vengono utilizzati per l'isolamento degli edifici e materiali di imballaggio
B. Polistirene estruso (XPS)
L'XPS è un'altra forma di schiuma che offre una maggiore ruvidità della superficie e una maggiore rigidità con ridotta conduttività termica. La gamma di densità è di circa 28-45 kg / m 3. Ha quasi lo stesso tipo di composizione chimica dell'EPS, ma prodotta con un diverso tipo di tecnologia. L'EPS è disponibile in tre colori base: rosa, blu e verde, ecc. Viene comunemente utilizzato per la produzione di pannelli dimostrativi e nell'area di costruzione.
Usi generali di polistirolo
È applicabile a una varietà di industrie di utenti finali per la produzione di un numero di prodotti in forme diverse. È diventato il polimero più comunemente usato in vari settori come:
Apparecchio - È utilizzato in una serie di apparecchi come frigoriferi, condizionatori d'aria, forno, microonde, aspirapolvere e frullatori, ecc. È utilizzato in forma solida o in schiuma ampiamente per la fabbricazione di questi apparecchi in quanto è inerte (non reagisce con i materiali ), redditizio e duraturo.
Automobilistico - PS (solido e schiuma) viene utilizzato nella produzione di molte parti automobilistiche tra cui manopole, pannelli strumenti, trim, pannelli porta che assorbono energia e persino schiuma fonoassorbente.
Elettronica: viene utilizzata per l'alloggiamento e anche in altre parti di televisori, computer e diversi tipi di apparecchiature IT, dove è richiesta una combinazione di forma, funzione ed estetica
Servizio di ristorazione - PS detiene una quota importante nel settore degli imballaggi rispetto ai suoi concorrenti. È ampiamente utilizzato negli imballaggi per alimenti in quanto isola meglio, mantiene gli alimenti freschi per lungo tempo ed è economico.
Isolamento: la leggera schiuma PS si rivela un eccellente isolamento termico in numerose applicazioni come pareti di edifici, coperture, refrigerazione, congelatori e persino in celle frigorifere industriali. È preferibile per l'isolamento in quanto è più inerte, resistente e resistente ai danni causati dall'acqua.
Medicale - Grazie alla sua chiarezza e facilità di sterilizzazione, il PS viene utilizzato per una vasta gamma di usi medici compresi vassoi di colture di tessuti, provette, capsule di Petri, componenti diagnostici e altri dispositivi medici di prova.
Packaging : è un materiale altamente utilizzato e preferito nel settore dell'imballaggio. È ampiamente utilizzato per proteggere i prodotti di consumo come custodie per CD e DVD, arachidi per imballaggio in schiuma per la spedizione di merci, imballaggi di consumo, vassoi di carne e pollame e anche cartoni per uova ecc. Sono un materiale idoneo per il confezionamento di prodotti di protezione contro danni e deterioramento.
Svantaggi della plastica PS
Sebbene sia il termoplastico più utilizzato e anche preferito rispetto ad altri concorrenti per un numero di usi, ha ancora alcune limitazioni nell'uso che sono:
È infiammabile, ma sono disponibili anche gradi ritardati.
Sono poveri di resistenza ai solventi e potrebbero essere attaccati da molte sostanze chimiche.
Gli omo-polimeri sono fragili in natura.
Sottoposto a stress e cracking ambientale.
Hanno una scarsa stabilità termica.
Riciclaggio di plastica PS
Di solito, non è accettato nella raccolta porta a porta nei centri di riciclaggio. Diversi centri e tecniche sono utilizzati per il riciclaggio di PS. In alcuni paesi come la Germania, esiste una legge che impone ai produttori di assumersi completamente la responsabilità del riciclaggio o dello smaltimento di qualsiasi materiale di imballaggio PS che vendono.
Il riciclaggio di questi prodotti in plastica richiede un elevato investimento per installare compattatori e sistemi logistici per eseguire il processo. La forma riciclata di materiale viene utilizzata con nuovi materiali PS prodotti per produrre fogli e schiume PS.
Gli scarti PS riciclati individualmente possono essere utilizzati per produrre prodotti come vestiti, appendini, panchine da giardino, vasi da fiori, giocattoli, righelli, corpi cucitrici, contenitori per piantine, cornici e modanature architettoniche da ecc.
