ساختمان و خواص شيميايي و فيزيكي پلاستوفوم و انواع آن

1396/10/26 - 18:30 تعداد بازدید:764
ساختمان و خواص شيميايي و فيزيكي پلاستوفوم و انواع آن

 در رويكرد علم شيمي ميتوان گفت پلی استایرن در برابر اکسید کننده های قوی ناپایدار است و در اکثر حلالهای آلی بجز هیدروکربنهای آلیفاتیک و الکلهای حل می شود. مواد حاصل از اشتعال پلی استایرن برای چشم بسیار مضر است. جدول 1 برخی خواص فیزیکی پلی استایرن را نشان می دهد.

 

 

 

خواص پلی استایرن بر حسب بلندی زنجیره های پلیمر و تعداد شاخه های جانبی تغییر می کند. بطور کلی افزایش طول زنجیره ها که معرف وزن مولکولی بالاتر می باشد، باعث اصلاح خواص مکانیکی میگردد، ولی در عین حال تبدیل آن را به اشکال مختلف دشوار می سازد.

ساختمان پلیمری پلی استایرن دارای شبکه منظمی نبوده  و به صورت آمورف (غیر کریستال) است و بدین جهت شفاف ترین نوع پلاستیک می باشد. اشیاء ساخته شده از پلی استایرن شبیه شیشه بوده و 90 درصد طیف مرئی را از خود عبور میدهند. این خاصیت باعث ابداع کاربردهای مفیدی برای این پلاستیک گردیده است. نوع معمولی پلی استایرن تحت فشار شکل اصلی خود را حفظ می کند ولی در مقابل ضربه شکننده می باشد.

چون ساختمان پلی استایرن عاری از گروههای با خواص قطبی است، بدین جهت این پلاستیک به صورت یک عایق الکتریسیته عمل می نماید. این کیفیت با تغییر درجه حرارت و فرکانس کاهش نمی یابد. به دلیل غیر قطبی بودن پلی استایرن این ماده در مقابل محلولهای رقیق اسیدی و بازی به خوبی مقاومت می نماید. ولی در مقابل حلالهای کلرینه و حلقوی اسیب پذیر است.

اشیاء ساخته شده از پلی استایرن در مدتی محدود تا 90 درجه سانتی گراد بدون تغییر شکل باقی می مانند ولی چنانچه حرارت برای مدت طولانی وارد شود نبایستی از 80-85 درجه تجاوز نماید بدین جهت می توان از آن به عنوان ظروف حمل مایعات گرم استفاده نمود. پلی استایرن در مقابل حرارت مستقیم و بالا قابل اشتعال بوده و در برخی کاربردها بایستی مواد ضد اشتعال به آن افزود.

پلی استایرن در مقابل اشعه ماوراء بنفش و اکسیداسیون بوسیله اکسیژن موجود در جو مقاومت چندانی ندارد بنابراین غالبا مواد تثبیت کننده به آن افزوده می شود.

از لحاظ بهداشتی پلی استایرن یکي از بی ضررترین پلاستیکها به شمار میرود. مضافا نظر به اینکه پلیمر استایرن از خلوص زیادی برخوردار بوده و حاوی مقدار ناچیزی مونومر استایرن و اتیل بنزن می باشد، ظروف و بسته بندی پلی استایرن برای مواد غذایی کاملا مورد تائید قرار گرفته است.

 

پلی استایرن ها دارای انواع زیر می باشد:

1-نوع معمولی پلی استایرن که بوسیله پلیمرازیسیون مونومر استایرن بدست می آید و به نام General purpose polystayren (GPPS) معروف است. این پلاستیک دارای خلوص بیش از 99 درصد بوده و اشیاء ساخته شده از آن کاملا شفاف می باشند. ولی به علت کمی مقاومت در مقابل ضربه قابل استفاده در برخی کاربردها نمی باشند.

2-برای افزایش مقاومت در مقابل ضربه معمولا نوعی از لاستیک مصنوعی بر پایه بواتدین به مقدار 10-3 درصد به مونومر استایرن در هنگام (پلیمریزاسیون) افزوده میشود. این ترکیب باعث بالا رفتن مقاومت مکانیکی شده ولی شفافیت و مقاومت در مقابل اکسیداسیون و اشعه ماوراء بنفش را تقلیل می دهد. 

نوع لاستیک اضافه ده غالبا پلی بوتادین یا استایرن بوتادین می باشد. در واقع این ترکیب یک کوپلیمریزاسیون به معنیواقعی نیست بلکه ذرات لاستیک به صورت پراکنده در پلی استایرن باقی می مانند. عمل کوپلیمریزاسیون ما بین مولکول های لاستیک و استایرن در حاشیه ذرات لاستیک صورت می گیرد ولی در داخل ذرات و لاستیک به صورت اولیه باقی می مانند. با اینکه لاستیک بیش از 10-3% وزن پلی استایرن را تشکیل نمی دهد ولی چون مقداری پلی استایرن در داخل ذرات لاستیک محبوس می شود، لذا حجم فاز لاستیک به 40-10% پلاستیک می رسد.

این نوع پلی استایرن به نام high impact polystayren (HIPS) معروف است.

3-در موارد که ترکیبی از خواص نوع GP با مقومت مکانیکی مورد نیاز باشد مخلوطی از انواع GP و HI به کار می رود. البته این ترکیب نوع مستقلی از پلی استایرن به شمار نمی رود.

4-در کاربدهائیکه وزن سبک همراه با مقاومت مکانیکی مطلوب باشد از پلی استایرن قابل انبساط استفاده می شود. این نوع پلی استایرن با پلیمریزه نمودن مونومر استایرن به طریقه سوسپانسیون همراه با یک عامل انبساطی (گاز پنتان) و به صورت دانه های کروی با قطر 5/2-3/0 میلیمتر عرضه می شود (Spherical Beads) قبل از غالب گیری در نتیجه حرارت پنتان تبخیر یافته و باعث ایجاد تخلخل و انبساط در پلیمر می گردد، حجم پلاستیک ممکن است تا 60 برابر حجم اولیه انبساط یابد. پس از غالب گیری شکل نهایی قطعه مورد نظر حاصل می شود. این پلاستیک که اولین بار در سال 1950 تولید شد به (EPS) معروف است. در واقع این پلی استایرن ماده اولیه توليد پلاستوفوم می باشد و میتوان گفت که این محصول خواص پلی استایرن انبساطی را دارد.

 

5-نوع دیگری از پلی استایرن اسفنجی به نام (EPF) معروف است. برای تولید این نوع پلی استایرن ابتدا پلیمر بدون ماده انبساطی (مانند (GPPS در اکسترودر گرم شده و سپس ماده انبساطی به آن افزوده می شود. مقدار ماده انبساطی با توجه به محصول نهایی و وزن مخصوص آن تنظیم می شود. منافذ موجود در این نوع پالستیک اسفنجی مانند نوع قبلی (EPS) با یکدیگر ارتباط ندارند همین امر کیفیت عایق سازی را افزایش می بخشد.