폴리스티렌은 어떤 종류의 플라스틱인가요? 용도 및 속성 이해

폴리스티렌 소개

폴리스티렌은 실온에서 고체 상태를 유지하지만 섭씨 210도에서 녹기 시작하는 열가소성 수지의 일종입니다. 폴리스티렌은 녹으면 다양한 모양으로 성형한 뒤 냉각해 다시 굳힐 수 있어 재활용에 적합하다. 폴리스티렌은 모든 형태에서 산과 염기 모두에 대해 어느 정도 저항성을 갖고 있어 일상적으로 사용하기에 적합합니다.

폴리스티렌은 합성물질이다. 고분자 다용도로 알려져 있으며 일회용 컵, 포장 땅콩 또는 단열재와 같은 제품에 사용되는 재료로 인식될 수 있습니다.

폴리스티렌을 독특하게 만드는 것은 무엇입니까?

• 구성: 석유에서 유래하는 물질인 스티렌 모노머로 만들어집니다.
• 구조: 폴리머 형태의 폴리스티렌은 모든 탄소 원자에 페닐기가 부착된 긴 사슬의 탄화수소 분자로 구성됩니다.
• 투명도: 그 안에 단단한 폴리스티렌은 일반적으로 투명하고 단단하므로 포함된 품목의 가시성이 중요한 용도에 적합합니다.
• 발포 품종: 발포가 가능하여 쿠션이나 단열 프로젝트에 사용되는 경량 소재입니다.

폴리머로서의 특성을 고려할 때 폴리스티렌은 플라스틱으로 알려진 광범위한 재료 범주로 분류됩니다. 그 특성으로 인해 단순한 가정 용품부터 전자 산업의 복잡한 용도에 이르기까지 광범위한 응용 분야에서 인기 있는 선택이 되었습니다.

화학 성분 및 구조

폴리스티렌은 스티렌 단위로 구성된 폴리머로 단순하면서도 견고한 구조를 보여줍니다.

스티렌액체 탄화수소인 는 폴리스티렌 플라스틱의 단량체(또는 빌딩 블록)입니다. 구조로 이루어진 유기화합물이다. 벤젠 고리- 이중 결합과 단일 결합이 번갈아 결합되어 있는 6개의 탄소 원자로 구성된 육각형 평면 고리 - 비닐 그룹에 부착되어 있습니다. 비닐 그룹의 존재는 스티렌의 중합 능력을 제공합니다. 

일반인의 관점에서 이 모노머를 동일한 조각에 부착하여 더 큰 구조를 만드는 레고 조각으로 생각하십시오. 프로세스는 다음과 같습니다.

1. 개시: 촉매는 스티렌 단량체가 반응하도록 촉발합니다.
2. 번식: 하나의 스티렌 단위가 다른 단위에 추가됨에 따라 단량체 사슬이 성장하기 시작합니다.
3. 종료: 이 단계에서는 프로세스가 종료되고 결국 폴리머 사슬이 완성됩니다.

일단 당신이 중합 스티렌, 폴리스티렌이라는 고체 재료를 생성합니다. 그 구조는 각 두 번째 탄소 원자가 페닐 그룹(벤젠 고리의 일부)에 연결되는 긴 사슬로 구성됩니다. 이 구조는 투명도, 강성, 고체 및 폼 제품을 모두 형성하는 능력과 같은 폴리스티렌의 특징적인 특성을 제공합니다.

폴리스티렌의 물리적 특성

투명성과 색상

폴리스티렌은 자연적으로 투명한, 이는 빛이 크게 산란되지 않고 통과할 수 있게 해줍니다. 이 투명도는 착색제를 사용하여 수정하여 원하는 사실상 모든 색상의 폴리스티렌을 생산할 수 있습니다. 그러나 첨가제가 없는 기본 재료는 분명한.

열적 특성

열에 관해서 폴리스티렌은 상대적으로 낮은 융점 다른 플라스틱에 비해 재료가 도달한 유리전이온도 약 90°C ~ 100°C에서 단단한 유리질 물질에서 부드러운 고무질 상태로 전환됩니다. 그러나 이러한 특성은 폴리스티렌이 고온 응용 분야에 적합하지 않음을 의미합니다.

• 녹는 점: 일반적으로 약 240°C ~ 260°C
• 유리전이온도: 약 90°C ~ 100°C

기계적 성질

폴리스티렌의 기계적 특성을 이해하는 것은 필수적입니다. 것으로 알려져 있습니다 다루기 힘든 그리고 딱딱한이는 변형되기보다는 응력에 의해 균열이 발생할 수 있음을 의미합니다. 그만큼 인장강도 폴리스티렌의 강도는 일반적으로 적당하므로 신축력을 어느 정도 견딜 수 있습니다. 그것은 충격 강도그러나 첨가제의 존재 여부 또는 고충격 폴리스티렌(HIPS)을 생성하기 위해 다른 재료와 혼합되는지 여부에 따라 달라질 수 있습니다.

• 인장 강도: 46~60 MPa 범위
• 충격 강도: 고무 또는 기타 강화제를 첨가하여 강화됨

그만큼 분자 무게 폴리스티렌의 폴리머 사슬은 물리적 특성에 영향을 미치며, 일반적으로 분자량이 높을수록 강도가 증가합니다.

폴리스티렌의 종류

이 섹션에서는 다양한 형태의 폴리스티렌에 대해 설명합니다.

범용 폴리스티렌(GPPS)

범용 폴리스티렌, 또는 GPPS는 폴리스티렌의 가장 기본적인 형태입니다. 그것은 투명한, 다루기 힘든, 유리 같은 질감을 가지고 있어 실험실 용품이나 식품 포장과 같이 선명도가 중요한 제품에 이상적입니다.

고충격 폴리스티렌(HIPS)

더 많은 인성을 요구하는 품목의 경우 고충격 폴리스티렌 (엉덩이). 폴리스티렌과 고무를 섞어서 만든 제품으로, 유연한 GPPS에 비해 자연적입니다. HIPS는 깨지기 쉬운 특성이 있어 가전제품 하우징, 장난감 부품 등 충격을 견뎌야 하는 제품에 널리 사용됩니다.

발포폴리스티렌(EPS)

발포 폴리스티렌, 일반적으로 알려진 주당 순 이익, 가벼워요 거품 폴리스티렌의 형태. 수천 개의 작은 구슬이 서로 융합되어 구성되어 있으며 탁월한 충격 흡수 특성으로 인해 전자 제품 보호 포장재 또는 절연재로 자주 사용됩니다.

압출 폴리스티렌(XPS)

마지막으로, 압출 폴리스티렌 (XPS)는 EPS와 유사하지만 다른 공정을 통해 만들어져 표면이 더 매끄럽고 독립 셀 구조를 갖습니다. 이 유형은 습기에 더 강하고 압축 강도가 더 높기 때문에 건물 건축에 단열판으로 흔히 사용됩니다.

폴리스티렌 생산 및 제조

사출 성형

사출 성형을 사용하면 폴리스티렌을 다양하고 복잡한 모양과 크기로 바꿀 수 있습니다. 이 공정에서는 폴리스티렌 펠렛을 녹을 때까지 가열한 다음 금형에 주입합니다. 냉각되면 플라스틱이 원하는 구성으로 굳어집니다. 사출 성형 일회용 수저류, 전자제품 케이스, 장난감 등 다양한 종류의 견고한 품목을 만드는데 이상적입니다.

발포제 및 폼 생산

가볍고 단열된 재료가 필요할 때 폴리스티렌 폼이 적합합니다. 이는 폴리머를 폼 구조로 확장하는 발포제를 사용하여 생성됩니다. 일반적인 예는 악명 높은 Styrofoam™입니다. 동안 거품 생산, 가스가 폴리스티렌에 유입되어 팽창하고 고체화되어 가벼운 소재로 만들어집니다. 포장재, 단열재, 일회용 컵 등에 사용되는 폴리스티렌 폼입니다.

압출

압출은 폴리스티렌 제품 생산의 또 다른 핵심 공정입니다. 폴리스티렌과 같은 연속적인 모양을 만들기 위해 금형을 통해 용융된 폴리스티렌을 밀어 넣는 작업이 포함됩니다. 시트 또는 폴리스티렌 영화. 일반적으로 압출 폴리스티렌은 투명한 플라스틱 시트 또는 다층 포장의 일부로 표시됩니다. 이 방법은 적용 가능하므로 다양한 두께와 크기의 제품을 생산할 수 있습니다.

폴리스티렌의 응용

포장 솔루션

폴리스티렌은 경량, 보호 및 절연 특성으로 인해 포장에 사용됩니다.

• 폼 소재: 일반적으로 스티로폼으로 더 잘 알려진 발포 폴리스티렌 형태로 사용됩니다. 달걀 상자 그리고 보호 포장 전자제품의 경우 운송 중에 제품을 안전하게 유지합니다.
• 식품 포장: 음식을 신선하게 유지하는 능력이 있어 요리에 이상적입니다. 컨테이너 그리고 컵 다양한 식품에 대한.

소비재

소비재에 폴리스티렌을 적용하는 것은 다양한 방식으로 일상 생활에 영향을 미칩니다.

• 장난감: 이 플라스틱의 내구성은 다양한 장난감 제조에 적합하여 견고하고 오래 지속됩니다.
• 가정용품: 폴리스티렌은 다음과 같은 품목에도 사용됩니다. 일회용이 아닌 식기, 접시, 그리고 CD/DVD 케이스 견고한 구조 때문입니다.

건축 및 단열

건축에서 폴리스티렌은 단열 특성으로 인해 중요한 역할을 합니다.

• 단열재: 내열성이 뛰어나 폴리스티렌을 찾는 이유는 다음과 같습니다. 단열재 벽과 지붕에 사용되어 건물 내 온도 조절을 유지하는 데 도움이 됩니다.

의료 및 실험실

폴리스티렌의 투명하고 멸균된 특성은 다양한 의료 응용 분야에 적합합니다.

• 의료 장비: 무균화를 위해 자주 사용됩니다. 의료 시험관, 페트리 접시, 정밀도와 청결이 요구되는 기타 실험실 용품.

환경 영향 및 재활용

일회용 용기 및 포장재에서 흔히 발견되는 폴리스티렌은 폐기물 관리 및 재활용 노력에 심각한 문제를 야기합니다. 환경에 미치는 영향과 재활용 가능성에 대한 인식은 매우 중요합니다.

폴리스티렌의 재활용성

하는 동안 폴리스티렌발포 폴리스티렌(EPS)을 포함한 는 다재다능함으로 인해 널리 사용되지만 재활용 흐름에서의 존재는 제한적입니다. 기존의 도로변 재활용 프로그램에서는 분류 및 오염 문제로 인해 재활용이 허용되지 않을 수도 있습니다. 폴리스티렌 재활용에는 종종 다음과 같은 프로세스가 포함됩니다. 치밀화, 전문 시설로의 운송을 위해 부피를 줄이는 곳입니다. 이러한 공정에는 특정 장비가 필요하며, 폴리스티렌 재활용을 처리하기 위한 시설의 수는 PET 또는 HDPE 용기와 같이 보다 일반적으로 재활용되는 재료에 비해 적습니다. 2018년 기준 페트병 및 용기의 재활용률은 29.1%이며, HDPE 천연병의 재활용률은 29.3%입니다. 그러나 폴리스티렌은 이러한 재료에 비해 상당히 뒤떨어져 있습니다.

• 재활용 요금:
  • 페트병 및 단지: 29.1%
  • HDPE 천연 병: 29.3%
  • 폴리스티렌: 현저히 낮아짐

생분해성 및 대안

폴리스티렌 아니다 생분해성, 매립지와 바다를 포함한 자연 환경에 축적됩니다. 환경에 미치는 영향을 고려할 때 분해되는 데 수백 년이 걸릴 수 있으며 지속적인 폐기물 문제를 야기할 수 있다는 점에 유의하세요. 연구원들은 연구를 진행해 왔습니다. 친환경 저에너지 공정 환경에 미치는 영향을 완화하기 위해 폴리스티렌을 분해합니다. 또한, 자연 환경에서 더 쉽게 분해되는 식물 기반 플라스틱과 같이 재생 가능한 재료와 향상된 생분해성에 초점을 맞춘 더 친환경적인 대안이 있습니다. 포장재나 일회용 용기를 선택할 때 이러한 대안으로 만든 제품을 선택하면 환경에 미치는 영향을 줄이는 데 도움이 될 수 있습니다.

• 폴리스티렌의 대안:
  • 식물성 플라스틱
  • 퇴비화 가능한 재료
  • 재활용 가능한 종이 제품

건강 및 안전 고려 사항

폴리스티렌 제품을 다룰 때는 사용되는 재료 및 규제 프레임워크와 관련된 건강 및 안전 영향을 인식해야 합니다.

독성 및 노출

폴리스티렌은 스티렌으로 만들어지므로 높은 농도에 노출될 경우 독성이 있을 수 있다는 점을 기억해야 합니다. 일반적으로 흡입이나 피부 접촉을 통해 노출이 발생할 수 있습니다. 폴리스티렌이 생산되거나 처리되는 제조 환경이나 환경에서 일하는 경우, 스티렌에 대한 급성(단기) 노출로 인해 점막 자극, 눈 자극 및 위장 효과가 발생할 위험이 있을 수 있습니다.

식품 용기와 같은 응용 분야에 폴리스티렌을 사용할 때 안전을 위해, 특히 뜨거운 내용물이 있거나 가열될 때 소량의 물질이 식품에 침출될 수 있다는 점을 이해하는 것이 중요합니다. 그러나 이러한 물질이 침출될 수 있는 정도는 일반적으로 낮으며 일반적인 사용 조건에서는 안전한 것으로 간주됩니다.

규정 및 표준

확립되어 있다 규정 및 표준 특히 식품과 접촉하거나 의료 환경에서 사용되는 경우 폴리스티렌의 안전한 사용을 보장합니다. 건강을 보호하려면:

• FDA 규정: 미국 식품의약국(FDA)은 식품 접촉 응용 분야에서 폴리스티렌의 안전성을 규제합니다. 폴리스티렌으로 만든 식품 용기는 안전과 독성 물질이 식품에 침출될 가능성에 대한 엄격한 기준을 충족해야 합니다.
• OSHA 표준: 산업 현장에서 스티렌을 사용하여 작업하는 사람들을 위해 직업 안전 보건청(OSHA)에서는 스티렌에 대한 허용 노출 한계를 설정했습니다. 귀하의 작업 조건이 법적 안전 요구 사항을 충족하는지 확인하려면 항상 최신 표준을 참조하십시오.

적절한 취급 절차와 취해야 할 보호 조치를 자세히 설명하는 폴리스티렌과 같은 재료에 대해 제조업체가 제공하는 안전 데이터 시트에 대한 최신 정보를 지속적으로 파악하는 것이 중요합니다.

이러한 지침과 표준을 준수함으로써 폴리스티렌 사용과 관련된 위험을 관리하고 다양한 응용 분야에서 잠재적인 독소에 대한 노출을 최소화할 수 있습니다.

시장 동향 및 제조업체

폴리스티렌 시장을 살펴보면 지속적인 성장과 혁신이 특징이라는 것을 알 수 있습니다. 폴리스티렌 생산을 선도하는 기업들은 폴리스티렌이 다양한 산업에서 필수적인 소재로 남을 수 있도록 한계를 뛰어넘고 있습니다. 주요 기업과 그들이 이루고 있는 최첨단 발전을 자세히 살펴보세요.

선도기업

• 다우: 이전에 Dow Chemical Company로 알려진 이 주요 업체는 폴리머 산업에서 상당한 입지를 차지하고 있습니다. Dow는 다양한 응용 분야에 맞는 다양한 폴리스티렌 제품을 제공합니다.
• 바스프: 품질과 지속 가능성에 대한 헌신으로 잘 알려진 회사인 BASF도 그리 멀지 않습니다. BASF의 스티롤 기반 폴리머는 고성능 폴리스티렌을 만드는 데 필수적입니다.

이러한 제조업체는 시장을 지배할 뿐만 아니라 경쟁 우위를 유지하기 위해 연구 및 개발에 투자합니다.

폴리스티렌의 혁신

폴리스티렌 제조업체는 단지 성공에 안주하고 있는 것이 아닙니다. 그들은 끊임없이 혁신하다. 주의해야 할 사항은 다음과 같습니다.

• 재활용 가능한 솔루션: 환경 지속 가능성에 대한 강조가 높아지면서 기업들은 재활용 가능한 폴리스티렌 소재 개발에 앞장서고 있습니다.
• 향상된 속성: 혁신적인 연구를 통해 기업들은 변화하는 시장 요구를 충족하기 위해 향상된 내충격성 및 절연 특성과 같은 향상된 품질을 갖춘 폴리스티렌을 개발하고 있습니다.

혁신을 위한 노력은 폴리스티렌이 다양한 부문에서 다용도이고 귀중한 재료로 남아 있음을 보장합니다.

자주 묻는 질문

폴리스티렌은 어떻게 생산되나요?

폴리스티렌은 석유에서 추출한 물질인 스티렌을 중합하여 제조됩니다. 이 화학 공정에는 스티렌 모노머를 연결하여 긴 폴리머 사슬을 형성하는 과정이 포함되어 폴리스티렌으로 알려진 다용도 플라스틱이 생성됩니다.

일상용품에서 폴리스티렌의 일반적인 용도는 무엇입니까?

폴리스티렌은 가볍고 성형 가능한 특성으로 인해 식품 포장, 일회용 컵 및 접시, 단열재, 심지어 가전제품 케이스 등 다양한 형태로 사용됩니다.

폴리스티렌은 쉽게 재활용될 수 있나요?

폴리스티렌을 재활용하는 것은 수집 및 세척 과정으로 인해 어려울 수 있습니다. 그러나 일부 재활용 프로그램 및 이니셔티브에서는 이를 수용하며 종종 발포 폴리스티렌 폼과 같은 특정 형태에 중점을 둡니다.

폴리스티렌을 다른 플라스틱과 구별하는 특성은 무엇입니까?

폴리스티렌은 투명도, 강성 및 가열 시 다양한 모양으로 성형되는 능력이 뛰어납니다. 또한 습기에 강해 식품 포장에 적합합니다.

폴리스티렌은 환경 친화적이라고 간주됩니까?

폴리스티렌은 쉽게 생분해되지 않고 오랫동안 환경에 남아 있을 수 있기 때문에 일반적으로 환경 친화적인 것으로 간주되지 않습니다. 지속 가능성을 개선하려는 노력에는 재활용 및 생분해성 대안 개발이 포함됩니다.

폴리스티렌의 구조는 물리적 특성과 어떤 관련이 있습니까?

긴 폴리머 사슬을 가진 폴리스티렌의 구조는 강도와 내구성에 기여합니다. 단단하거나 발포될 수 있는 능력은 고체 제품부터 단열재까지 다양한 응용 분야에 걸쳐 다양성을 허용합니다.