آنچه باید در مورد انواع پلی‌استایرن و کاربرد و مصارف آن بدانید چیست؟
انواع پلی‌استایرن نوعی پلیمر مصنوعی معطر هستند که از مونومر استایرن ساخته شده‌اند. مونومر استایرن یک ماده پتروشیمی است و اگر بخواهیم دقیق بگوییم هیدروکربن مایع و یکی از مشتقات نفتی است. در دمای اتاق جامد بوده و ساختاری انعطاف‌پذیر دارد، در حالی‌که در دماهای بالاتر ذوب شده و می‌تواند به شکل قالب درآید.
که با نام GPPS کریستال 1540 معروف است، جهت مصارف عمومی مورد استفاده قرار می‌گیرد. آن‌ها باید دارای ویژگی‌هایی مانند مقاومت خوب در برابر ضربه، خاصیت ضربه‌پذیری مناسب و در زمان فرآیند سیالاتی خوب باشند. این نوع پلی‌استایرن‌ها کاربردهای الکتریکی زیادی دارند و دلیل آن هم دارا بودن خواص دی الکتریکی و استحکام زیاد آن‌هاست. این محصول در بازار ایران با نام تجاری پلی‌استایرن کریستال شناخته می‌شود. پلی‌استایرن معمولی به دلیل این که بسیار شفاف است سهولت فرآیند‌پذیری ناشی از ساختار آمورف آن، مزایای بالایی نسبت به سایر مواد پلیمری دارد و شکل ظاهری آن، این ماده را بسیار مطلوب کرده است.
کاربرد و مصارف انواع پلی‌استایرن معمولی-کریستال 1540
بیشتر در تولید ظروف مصرفی مثل بشقاب، لیوان و فنجان، کالاهای مصرفی با مقاومت بالا همانند ظروف خانگی و قوطی‌ها، برای تولید ظروف یک بارمصرف، وسایل الکترونیکی، بدنه ساعت، تلویزیون، رادیو، لوازم ورزشی، اسباب‌بازی، عایق برودتی دربدنه یخچال‌ها، فریزرها و کالاهای ویژه بسته‌بندی همانند جعبه‌های لوح فشرده و قاب‌های نازک و ظریف، ظروف بسته‌بندی ویژه مواد دارویی و … به‌کار می‌رود.
- پلی استایرن GPPS در قسمت‌های مختلف صنعت بسته‌بندی مورد استفاده قرار می‌گیرد. ویژگی‌های مهمی که سبب شده است پلی‌استایرن GPPS در صنعت بسته‌بندی مورد استفاده قرار گیرد عبارت است از: قیمت پایین/ فرایند آسان/ قابلیت تماس با مواد غذایی/ قابلیت بازیافت/ سختی بالا.
- صنایع دارویی و بهداشتی: از پلی‌استایرن GPPS در تولید قطعات کوچک مانند پتری دیش، لوله آزمایش، پیپت؛ ابزارهای اورژانس و … استفاده می‌شود. از مهم‌ترین ویژگی‌هایی که سبب می‌شود پلی‌استایرن GPPS در این صنعت کاربرد داشته باشد، قیمت پایین، فرایندپذیری، شفافیت، مقاومت خوب به مواد شیمیایی و.. است.
- در ساخت بسیاری از کالاهای مصرفی و روزمره مانند کارد و چنگال اسباب‌بازی، ظروف و لوازم یکبار مصرف، کابین دوش، قاب بعضی چراغ‌ها و… به دلیل قیمت، فرایندپذیری، موجود بودن در رنگ‌های مختلف، قابلیت بازیافت، دانسیته پایین و … از پلی‌استایرن GPPS استفاده می‌شود.
- پلی‌استایرن GPPS مانند پخش‌کننده‌های نور و … به علت شفافیت و فرایندپذیری آسان
فرایند شکل‌دهی پلی‌استایرن GPPS
پلی‌استایرن GPPS با همه تکنیک‌های فرایند شکل‌دهی که برای ترموپلاستیک‌ها کاربرد دارد قابل فرایند است. پیش خشک کردن معمولاً مورد نیاز نیست اما در کاربردهایی که به براقیت و شفافیت بسیار بالا نیاز است می‌توان آن را در دمای 80 درجه به مدت 2 ساعت خشک کرد.
قالب‌گیری تزریقی انواع پلی‌استایرن GPPS
دمای مذاب انواع پلی‌استایرن با کاربرد عمومی، 280-180 درجه سلیسیوس توصیه می‌شود.
به‌طور کلی دمای قالب باید 50-30 درجه باشد. اما برای قالب‌هایی که محصول تولیدی آن‌ها ضخامت دیواره نازک دارد می‌شود دمای قالب را 10 درجه نیز کاهش داد.
جمع‌شدگی یا Shrinkage قالب در پلی‌استایرن GPPS حدود 0/7 -0/4 درصد بسته به نوع گرید GPPS مورد استفاده متغیر است.
فرایند اکستروژن پلی‌استایرن GPPS
گرید‌هایی از پلی‌استایرن GPPS که ویسکوزیته بالایی دارند (MFR پایین) برای اکستروژن مناسب هستند.
دمای مذاب 220-180 درجه معمولاً مورد استفاده قرار می‌گیرد.
پلی‌استایرن مقاوم
این نوع پلی‌استایرن مقاومت خوبی در برابر ضربه دارد و به همین دلیل از آن‌ها در ساختن ظروف، بدنه انواع لوازم خانگی، پوشش‌ها، لوازم ورزشی و اسباب‌بازی‌ها استفاده می‌شود. به‌طور کلی هر شیء پلاستیکی که به آن فکر کنید را می‌توان با استفاده از پلی‌استایرن HIPS ساخت. نام تجاری این محصول در بازار ایران هایمپک 7240 است.
کاربردهای انواع پلی‌استایرن مقاوم – هایمپک 7240 (HIPS)
این پلی‌استایرن‌ها به دلیل این که مقاوم هستند در ساخت خانه‌سازی و ساخت ظروف و بدنه لوازم خانگی و پوشش‌ها استفاده می‌شود و همچنین در ساخت لوازم ورزشی و اسباب‌بازی‌ها کاربرد دارند و تقریباً هر شیء پلاستیکی که در ذهن داشته باشید را می‌توان به وسیله پلی‌استایرن HIPS تولید کرد.
امروزه یکی از تصمیمات جالبی که گروهی از تولیدکنندگان ساندویچ پانل گرفته‌اند این است که لایه سخت و محافظ ساندویچ پانل‌ها را از جنس پلی‌استایرن سخت بسازند و لایه داخلی آن را از پلی‌استایرن‌های EPS ویا XPS بسازند.
پلی‌استایرن مقاوم به ضربه HIPS یک پلیمر اقتصادی و فراگیر است که مقاومت خوبی در برابر ضربه داشته و پایداری ابعادی مناسبی دارد. همچنین HIPS به راحتی قالب‌گیری می‌شود، براقیت بالایی دارد و قابلیت رنگ‌پذیری نیز دارد.
پلی‌استایرن مقاوم به ضربه HIPS به دلیل انعطاف‌پذیری بالا، مقاومت به ضربه، ماشین‌کاری آسان و قیمت پایین بسیار مورد توجه قرار گرفته است.
موارد کاربرد پلی‌استایرن مقاوم به ضربه HIPS
بسته‌بندی مواد غذایی: کاربرد در بسته‌بندی لبنیات، سینی‌های گوشت و مرغ، کارتن‌های پلاستیکی مرغ و …. به علت پایین، آسانی فرایند، قابلیت بازیافت، سختی بالا، مقاومت به ضربه
صنایع الکترونیک و لوازم خانگی: کاربرد در قاب تلویزیون، قاب کامپیوتر، آسترهای داخلی فریزر و یخچال و … به علت استحکام ضربه خوب، قیمت پایین، فرایندپذیری، پرداخت نهایی خوب
دارویی و بهداشتی: در لوازم پزشکی و دارویی مانند ظروف زباله، پتری دیش و …
فرایند شکل‌دهی انواع پلی‌استایرن مقاوم به ضربه HIPS
انواع پلی‌استایرن مقاوم به ضربه HIPS را می‌توان با تمامی روش‌های مرسوم شکل‌دهی پلاستیک‌ها فرایند کرد. معمولاً نیازی به پیش خشک‌سازی ندارد. محصول می‌تواند به مدت 2 ساعت در دمای 80 درجه خشک شود.
در فرایند تزریق پلی‌استایرن مقاوم به ضربه HIPS:
- دمای مذاب باید 280-180 درجه سلسیوس باشد.
- دمای قالب به‌طور کلی 50-30 درجه سلسیوس است. برای محصولات با جداره نازک این دما می‌تواند تا 10 درجه سلیوس نیز پایین بیاید.
- جمع‌شدگی Shrinkage قالب نیز 0/7-0/4 درصد بسته به نوع گرید مواد مورد استفاده متغیر است.
روش دیگر تولید پلیمرهای استایرن تقویت شده اختلاط فیزیکی با ذرات لاستیکی است.
چنین موادی به پلی‌استایرن‌های ضربه‌پذیر یا های‌ایمپکت HIPS معروف هستند که خواص مکانیکی بهتری از حالت معمولی GPPS از خود نشان می‌دهند.
این مواد معمولاً از انحلال لاستیک درمحلول لاستیک در مونومر لاستیک و پلیمرشدن استایرن به روش معمول به دست می‌آیند.
در این فرایند مخلوطی حاوی لاستیک و پلی‌استایرن و همچنین مقدار کمی کوپلیمرهای پیوندی با شاخه‌های جانبی کوتاه پلی‌استایرن متصل به مولکول‌های لاستیک به دست می‌آید.
نتیجه کلی این روش تهیه مواد مقاوم‌تر از پلی‌استایرن خالص در برابر ضربه است.
از پلیمر شدن استایرن در ایجاد اتصال عرضی در پلی‌استرهای غیر اشباع نیز استفاده می‌شود.
معمولاً پلی‌استرهای تولید شده پیوندهای دوگانه دارند .چنین رزین‌هایی به پیش پلیمر معروف هستند. این رزین‌ها با استایرن مخلوط می‌شوند و محلولی غلیظ ایجاد می‌کنند.
محلول به درون زمینه‌ای از الیاف شیشه وارد می‌شود. کامپوزیت حاصل در هر پلیمر شدن استایرن به کمک پیوندهای دوگانه مولکول پیش پلیمر خواص نهایی خود را به دست می‌آورد.
بدین ترتیب شبکه سه بعدی اصلاح شده با الیاف شیشه به دست می‌آید که ماده کامپوزیت پلیمری نام دارد و ویژگی‌های بسیار خوبی دارد و در ساخت بتن پلیمرها، سرویس‌های بهداشتی و حمام‌ها به کار می‌رود.
GPPS و HIPS احتمالاً پرمصرف‌ترین و رایج‌ترین نوع از پلی‌استایرن برای فرایند تزریق پلاستیک است. GPPS شفاف است اما شکننده.
آیا پلی‌استایرن‌ها سمی هستند؟
به‌طور کلی غیر سمی و بی‌بو است. این پلاستیک در صنعت بسته‌بندی مواد غذایی غالب است. در حالی‌که این امر ممکن است باعث شود فکر کنید که کاملاً ایمن است.
در برخی از مطالعات نشان داده است که برخی از اجزای شیمیایی پلی‌استایرن‌ها به غذا و نوشیدنی ممکن است منتقل شود و خطرات سلامتی بالقوه‌ای داشته باشد.
ظروف یکبار مصرف غذا که در مراسم و نذری‌ها در آن‌ها غذا پخش می‌شود فوم پلی‌استایرن هستند.
توجه: پلی‌استایرن قابل اشتعال و شبیه به سایر ترکیبات آلی است، در هنگام سوزاندن آن، دی‌اکسیدکربن و آب تولید می‌شود.
پلی‌استایرن‌ها و نقش مؤثر در پزشکی
پلیمرها بسیاری از رشته‌های طویل کربنی هستند که در صنایع مختلف، کاربردهای زیادی خواهند داشت. یکی از تأثیرگذارترین دلایل پیشرفت تجهیزات پزشکی را می‌توان شناسایی و تولید پلیمرهای مناسب این حوزه دانست.
سیلیکون در کاربرد آن در پلیمر پزشکی
سیلیکون شناخته‌شده‌ترین در نوع پلیمرها هستند که کاربردهای زیادی در تهیه تجهیزات پزشکی به خود اختصاص دادند و به دلیل مقاومت حرارتی بالا، عمر طولانی و خواص دی الکتریکی سیلیکون‌ها، از این پلیمر بیشترین بهره‌برداری انجام خواهد گرفت. همانطور که به آن اشاره کردیم، در ماجرای نقش پلیمرها در تولید تجهیزات پزشکی، سیلیکون قابل چشم‌پوشی نمی‌باشد. در تولید قلب مصنوعی و لوله‌های اندوسکوپی گرفته تا انواع لنزهای چشم یا حتی چسب زخم، از سیلیکون استفاده می‌شود. یکی از پلیمرهای جدید در خانواده سیلیکون، کوپلیمر سیلیکون یورتان می‌باشد که کارایی بیشتری داشته و در عین حال آسیب کمتری به محیط زیست وارد می‌کنند. کوپلیمر سیلیکون یورتان، نسبت به سیلیکون دارای مقاومت حرارتی دارای عمر بیشتری نیز هستند.
پلی‌یورتان
ویژگی‌های فیزیکی و سازگاری مناسب پلی‌یورتان‌ها با خون، باعث شده است تا نقش پر رنگی در تولید قطعات پزشکی داشته باشند. از طرفی، قطعات تولید شده با این پلیمر، شفاف هستند و می‌توان آن‌ها را به وسیله اشعه و گاز اکسیداتین، استریل استفاده کرد. این پلیمر در برابر چربی‌ها، مقاومت بالایی دارند. به همین دلیل از پلی‌یورتان برای تولید ظروف آزمایشگاهی، دستگاه‌های پمپ خون، پروتزهای جراحی و غیره استفاده می‌شود.
همچنین نقش پلیمرها در تولید تجهیزات پزشکی مثل رگ‌های مصنوعی قلب و پانسمان‌های جراحی نیز روشن است. دلیل کاربرد زیاد پلی‌یورتان در تولید رگ‌های مصنوعی، استحکام بیشتر آن نسبت به سایر الاستومترها است و البته باید بدانید که نمی‌توان از این پلیمر در ساخت همه تجهیزات پزشکی استفاده کرد. به‌عنوان مثال، از پلی‌یورتان در تولید پروتز قلبی عروقی استفاده نمی‌شود. چراکه امکان ایجاد شدن لخته خون را به شدت تشدید می‌کند.
پلی‌کربنات در کاربرد پلیمر در پزشکی
پلیمرهای پلی‌کربنات مثل سیلیکون و پلی‌یورتان، از مقاومت حرارتی بالایی برخوردار هستند و به دلیل سایر ویژگی‌های فیزیکی و شیمیایی پلی‌کربنات، تنها نقش پلیمرها در تولید تجهیزات پزشکی خلاصه نمی‌شود. چرا که در بسته‌بندی تجهیزات پزشکی نیز به کار گرفته می‌شوند. وزن سبک، استحکام، انعظاف‌پذیری، شفافیت و مقاومتی که این پلیمر در برابر ضربه دارد، باعث شده که در صنعت بسته‌بندی تجهیزات، پلی‌کربنات به شیشه ترجیح داده شوند. از سوی دیگر، استحکام بالای این پلیمر، آن را به جایگزین مناسبی در تولید ابزارهای فلزی جراحی تبدیل کرده است.
انواع پلی‌استایرن
تجهیزات پلی‌استایرن در آزمایشگاه بیشتر از هر جایی به چشم می‌خورند. رشته‌های پلیمری پلی‌استایرن‌ها بسیار سخت بوده و در عین حال شکننده هستند و دمای ذوب پایینی دارند. همه این ویژگی‌ها به علاوه شفافیت آن، باعث شده نقش پلیمر پلی‌استایرن در تولید قطعات پزشکی آزمایشگاهی بیشتر باشد. بطری‌ها، لوله‌های آزمایش، درپوش‌ها، ظروف نگهداری سرم و لوله‌های نگهداری خون، مثال‌هایی از کاربرد این پلی‌استایرن‌ها در تولید قطعات پزشکی می‌باشند.
پلی‌اولفین
جالب است بدانید که نقش پلیمرها در تولید تجهیزات پزشکی، بسیار گسترده و باز است. کاربرد پلیمر پلی‌اولفین هم کم نیست و از آن در ساخت تجهیزات مختلفی مورد استفاده قرار می‌گیرند و این پلیمر در تولید کیسه‌های خون، لوله‌های آزمایشگاهی، شیشه‌های دارویی و حتی مفاصل مصنوعی ران به کار برد دارند. ویژگی‌های فیزیکی و شیمیایی پلی‌اوفلین، شامل مقاومت در برابر نفوذ رطوبت، عایق الکتریکی، استحکام بالا و مقاومت کشش آن می‌باشد. یکی از دلایل استفاده از این پلیمر، قیمت پایین و ارزان آن است.
پلی‌تترا فلورو اتیلن
ویژگی‌های خاص این پلی‌تترا فلورواتیلن باعث پر رنگ‌تر شدن نقش پلیمرها در تولید تجهیزات پزشکی بوده است. خواصی مثل ضریب اصطکاک ضعیف، مقاومت در برابر سایش و مقاومت حرارتی بالا از ویژگی‌های منحصر به‌فرد این پلیمر محسوب می‌شوند. تولید پیوند رگ، پوشش‌های سطحی و همینطور پوشش پیچ و پلاک‌های اورتوپدی، نمونه‌هایی از کاربرد این پلیمر در صنعت تجهیزات پزشکی دارند.
مراقبت‌های بهداشتی مدرن بدون استفاده از مواد پلاستیکی امکان‌پذیر نیست. به‌طور سنتی، از فلزات، شیشه و سرامیک‌ها در صنعت پزشکی استفاده می‌شد. با این حال، پلیمرها برای این برنامه‌ها مناسب‌ترند، زیرا وزن کمتر، سازگاری زیستی بهتر و هزینه کمتری دارند. مواد پلاستیکی مورد استفاده در کاربردهای پزشکی شامل پلی‌وینیل کلراید (PVC)، پلی‌پروپیلن (PP)، پلی‌اتیلن (PE)، پلی‌استایرن (PS) و همچنین نایلون، پلی‌اتیلن ترفتالات (PET)، پلی‌آیمید (PA)، پلی‌کربنات (PC)، اکریلونیتریل بوتادین (ABS)، پلی‌اتراترکتون (PEEK) و پلی‌اورتان است. پرکاربردترین ماده پلاستیکی در کاربردهای پزشکی PVC و به دنبال آن PE ،PP ،PS و PET است.
داروها به مواد بسته‌بندی با الزامات و استانداردهای بالا نیاز دارند. از پلی‌استایرن‌ها از نوع انبساطی، به دلیل داشتن خواص بسیار زیاد آن مثل وزن سبک، قیمت ارزان، قابیلت انعطاف‌پذیری، خاصیت عایق‌بندی و مقاومت آن در برابر کپک، می‌توان در زمینه‌های مختلف به‌‌خصوص برای بسته‌بندی مواد غذایی، پزشکی و دارویی استفاده کرد.
این ماده منجمد، ماده‌ای غیر سمی، با عایق‌بندی و خواص مکانیکی استثنایی است و از حفظ دارو در شرایط مناسب (دما، رطوبت) و همچنین حمل و نقل ایمن آن اطمینان حاصل می‌کند.
جعبه دارویی EPS بهترین ظرف برای انواع اقلام ظریف و داروها است. جعبه‌های پزشکی EPS از محتویات در برابر تغییرات ناگهانی دما محافظت می‌کنند.
از جعبه Eps برای حمل واکسن، داروهای حساس و مواد شیمیایی برای جلوگیری در آسیب و حفظ درجه حرارت صحیح و غیره استفاده می‌شود.
دیدگاهتان را بنویسید