خصائص البوليسترين
هيكل البوليسترين
كيميائيًا، البوليسترين عبارة عن هيدروكربون طويل السلسلة حيث ترتبط مراكز الكربون المتغيرة بمجموعات الفينيل (الاسم الذي يطلق على البنزين الحلقي). الصيغة الكيميائية للبوليسترين (N) هي C8H8؛ تحتوي هذه المادة على مولات من عنصرين كيميائيين هما الكربون والهيدروجين.
يتم تحديد خصائص المادة من خلال امتزاز فان دير فالس قصير المدى بين سلاسل البوليمر. وبما أن الجزيئات عبارة عن هيدروكربونات طويلة السلسلة مكونة من آلاف الذرات، فإن قوة التجاذب الإجمالية بين الجزيئات تكون كبيرة. عند التسخين (أو التشوه السريع بسبب مزيج من خصائص العزل الحراري واللزج)، تصبح السلاسل أكثر توافقًا وتنزلق فوق بعضها البعض.
هذا التراخي بين الجزيئات (على عكس القوة الجزيئية العالية بسبب ثبات الهيدروكربون) يعطي مرونة ومرونة لهذه المادة. إن قدرة النظام على التشوه عند درجة حرارة أعلى من درجة حرارة التحول الزجاجي تسمح للبوليسترين (والبوليمرات المخففة للحرارة بشكل عام) بالتليين بسهولة واتخاذ أشكال مختلفة عند تسخينها.
تاريخ
تم اكتشاف البوليسترين لأول مرة على يد إدوارد سيمون في عام 1839، والذي لم يكن يعرف ما هي المادة القيمة التي اكتشفها. يعود تاريخ التحضير التجاري لمونومر الستايرين وبلمرته إلى عام 1934، عندما تمكنت شركة “داو” من تصنيع الستايرين من المنتجات البترولية ومن ثم بلمرته. وفي الوقت نفسه، تمر هذه العملية بمراحلها النهائية في ألمانيا الغربية.
أدت الخبرات المكتسبة من هذا المنتج خلال الحرب العالمية الثانية إلى حقيقة أنه في السنوات التي تلت الحرب، لم يتم التعرف على البوليسترين فقط باعتباره عازلًا كهربائيًا باهظ الثمن، ولكن أيضًا باعتباره لدنًا حراريًا ورخيصًا وذو خصائص جيدة. مع مرور الوقت ومع نشر نظريات مختلفة (بما في ذلك نظرية هيرمان ستودينجر في عام 1922 حول البوليمر)، طورت شركة BASF أخيرًا عملية من خطوتين لإنتاج رغوة البوليسترين في أوائل الخمسينيات من القرن العشرين.
في هذه العملية تتضمن الخطوة الأولى تحضير حبيبات تحتوي على توزيع موحد لعامل الرغوة بطريقة البلمرة المعلقة لمونومر الستايرين، وفي الخطوة الثانية تتم معالجة هذه المادة داخل قالب. وتعد سهولة إنتاج المنتجات بأي شكل وحجم من مميزات هذه الطريقة مما أدى إلى تطورها. وتعد سهولة إنتاج المنتجات بأي شكل وحجم من مميزات هذه الطريقة مما أدى إلى تطورها.
عملية الإنتاج
البوليسترين عبارة عن مواد بلاستيكية مصنوعة من مونومر الستايرين. أشهر المواد البلاستيكية من هذه العائلة هي البوليسترين، والبوليسترين المعدل، وأكريلونيتريل الستايرين (SAN)، وأكريلونيتريل بوتادين ستايرين (ABS).
بشكل عام، تشير البلمرة المتسلسلة إلى تفاعل دمج جزيئات المونومر مع بعضها البعض وتكوين جزيئات بوليمر كبيرة. في هذه الطريقة، لا يوجد أي تغيير في التركيب العنصري وفي عملية البلمرة، لا يتم الحصول على أي منتج جانبي. يستخدم تفاعل البلمرة المتسلسل للمركبات التي تحتوي على واحدة أو أكثر من الروابط غير المشبعة.
المواد الخام اللازمة لتخليق مونومر PS هي الإيثيلين والبنزين، اللذين يتفاعلان معًا في عملية التوليف لتكوين إيثيل بنزين، الذي يتعرض لمزيد من العمليات (نزع الهيدروجين) لتكوين مونومر فينيل بنزين أو ستايرين. ) ليتم تحويله، وغيرها من المواد الضرورية المواد الإضافية هي الأكريلونيتريل (AN) ومطاط البوتادين.
باستخدام التفاعل الحراري أو المحفز لمونومر الستايرين، تبدأ عملية بلمرته في التحول إلى بوليمر أمورفتوليد.
باستخدام التفاعل الحراري أو التحفيزي لمونومر الستايرين، تبدأ عملية التحول إلى بوليمر غير متبلور. أيضًا، في التركيبات المعتمدة على PS، يتم استخدام مجموعات مختلفة من المواد المضافة مثل الملونات أو مثبطات اللهب (FRs) أو مثبتات الأشعة فوق البنفسجية أو معدلات التأثير.
عادة يتم اختيار GPPS بسبب شفافيته وصلابته وملاءمته لمختلف التطبيقات، وعندما تكون هناك حاجة لمزيد من المرونة أو المقاومة العالية للصدمات، يتم استخدام MIPS أو HIPS. يتضمن HIPS وMIPS مطاط البوتادين كعامل بلمرة مشتركة من أجل زيادة المتانة، مما يتسبب في أن يصبح لون المنتج باهتًا.
