El poliestireno (PS) se refiere a un polímero sintetizado a partir de monómero de estireno mediante polimerización por adición de radicales libres. Es un termoplástico incoloro y transparente con una temperatura de transición vítrea superior a 100 °C. Por lo tanto, se utiliza a menudo para fabricar diversos recipientes desechables que deben resistir la temperatura del agua hirviendo, así como loncheras de espuma desechables. Introducción básica Nombre chino: poliestireno Nombre en inglés: Poliestireno Alias: ポリスチレン Fórmula química: (C8H8)n Punto de fusión: 240 ℃ Densidad: 1,05 g/cm3 Aspecto: Plástico termoplástico incoloro y transparente Aplicación: Aparatos electrónicos y eléctricos Clasificación: poliestireno ordinario, Desarrollo Historia del poliestireno expandido, propiedades físicas y químicas, clasificación, atributos, características, propiedades mecánicas, propiedades térmicas, propiedades eléctricas, propiedades ópticas, propiedades químicas, aplicaciones de producción, procesamiento expandible, aplicaciones, usos, cuestiones ambientales, análisis de mercado, características del mercado interno. , status quo nacional, sugerencias de desarrollo, tipos de materiales, materiales sintéticos, resistencia al impacto, tipo expandible, polímero, estado de desarrollo, historia del desarrollo En 1829, los alemanes extrajeron por primera vez resina natural del poliestireno. En 1930, BASF inició la producción comercial de poliestireno en Alemania. En 1934, Dow comenzó a producir poliestireno en Estados Unidos. En 1954, Dow comenzó a producir espuma de poliestireno. Estructura simplificada de propiedades físicas y químicas: Densidad: 1,05 g/cm 3 Conductividad eléctrica: (σ) 10-16 S/m Conductividad térmica: 0,08w/m.k Módulo de Young: (E) 3000-3600 MPa Resistencia a la tracción: (σt ) 46–60 MPa Alargamiento: 3–4% Ensayo de impacto Charpy: 2–5 kJ/m 2 Temperatura de transición vítrea: 80-100°C Coeficiente de expansión térmica: (α) 8×10 -5 /K Capacidad térmica de poliestireno: (c ) 1,3 kJ/(kg·K) Absorción de agua: (ASTM) 0,03–0,1 Degradación: 280 ℃ Temperatura de transición vítrea del poliestireno 80～105 ℃, densidad amorfa 1,04～1,06 g/cm3, cristal La densidad es 1,11~1,12 g/ cm3, la temperatura de fusión es de 240 ℃ y la resistividad es de 1020 ~ 1022 ohm · cm. La conductividad térmica es de 0,116 W/(m·K) a 30°C. El poliestireno común es un polímero aleatorio amorfo con excelente aislamiento térmico, aislamiento y transparencia. Puede usarse a temperaturas de 0 a 70 ° C durante mucho tiempo, pero es quebradizo y propenso a agrietarse a bajas temperaturas. También existen poliestirenos isotácticos, sindiotácticos y atácticos. Los polímeros isotácticos son altamente cristalinos y los polímeros sindiotácticos son parcialmente cristalinos. Clasificación El poliestireno (PS) incluye poliestireno ordinario, poliestireno expandido (EPS), poliestireno de alto impacto (HIPS) y poliestireno sindiotáctico (SPS). La resina de poliestireno común no es tóxica, es inodora, incolora y tiene partículas transparentes, y es un material frágil similar al vidrio. Sus productos tienen una transparencia extremadamente alta, con una transmitancia de luz de más del 90%, buenas propiedades de aislamiento eléctrico y son fáciles de usar. Color y proceso. Buena fluidez, buena rigidez y buena resistencia a la corrosión química. Las desventajas del poliestireno común son que es quebradizo, tiene baja resistencia al impacto, es propenso a agrietarse por tensión, tiene poca resistencia al calor y no es resistente al agua hirviendo. Propiedades del poliestireno en el envasado de alimentos La resina de poliestireno común es un polímero amorfo. Los grupos laterales de la cadena macromolecular del poliestireno son anillos de benceno. La disposición aleatoria de los voluminosos grupos laterales de los anillos de benceno determina las propiedades físicas y químicas del poliestireno, como la alta transparencia. alta rigidez, alta temperatura de transición vítrea, fragilidad, etc. El poliestireno expandible se fabrica impregnando poliestireno común con un agente espumante físico de bajo punto de ebullición. Se calienta y se espuma durante el procesamiento y se utiliza especialmente para fabricar productos de espuma plástica. El poliestireno de alto impacto es un polímero de estireno y butadieno es la fase dispersa, lo que mejora la resistencia al impacto del material, pero el producto es opaco. El poliestireno sindiotáctico tiene una estructura sindiotáctica y se produce utilizando catalizadores de metaloceno. Las nuevas variedades de poliestireno desarrolladas tienen buen rendimiento y son plásticos de ingeniería. Características El PS generalmente tiene una estructura de cabeza a cola, la cadena principal es una cadena de carbono saturada y los grupos laterales son anillos de benceno conjugados ***, lo que hace que la estructura molecular sea irregular y aumenta la rigidez de la molécula, lo que hace que el PS un polímero lineal amorfo. Debido a la presencia de anillos de benceno, el PS tiene una Tg alta (80-105 °C), por lo que es transparente y duro a temperatura ambiente. Debido a la rigidez de la cadena molecular, es fácil provocar grietas por tensión.
Propiedades del material de poliestireno: el poliestireno es incoloro y transparente, se puede colorear libremente y su densidad relativa es superada solo por el PP y el PE. Tiene excelentes propiedades eléctricas, especialmente características de alta frecuencia, y solo es superada por el F-4 y el PPO. Además, en términos de estabilidad a la luz, ocupa el segundo lugar después de la resina metacrílica, pero su resistencia a la radiación es la más fuerte de todos los plásticos. La característica más importante del poliestireno es que tiene muy buena estabilidad térmica y fluidez cuando se funde, por lo que es fácil de moldear y procesar, especialmente el moldeo por inyección, y es adecuado para la producción en masa. La contracción del moldeo es pequeña y la estabilidad dimensional del producto moldeado es buena. Propiedades mecánicas: Las moléculas de poliestireno y su estructura agregada determinan que sea un material rígido y quebradizo, que presenta fractura frágil bajo la acción del estrés. Propiedades térmicas Las temperaturas características del poliestireno son: temperatura de fragilidad alrededor de -30°C, temperatura de transición vítrea 80~105°C, temperatura de fusión 140~180°C y temperatura de descomposición superior a 300°C. Dado que las propiedades mecánicas del poliestireno disminuyen significativamente con el aumento de la temperatura y su resistencia al calor es deficiente, la temperatura de uso continuo es de aproximadamente 60 °C y la temperatura máxima no debe exceder los 80 °C. La conductividad térmica es baja, 0,04~0,15W/(m·K), y casi no se ve afectada por la temperatura, por lo que tiene buenas propiedades de aislamiento térmico. Propiedades eléctricas El poliestireno tiene buenas propiedades eléctricas, con resistividad de volumen y resistividad de superficie de hasta 10^16~10^18Ω·cm y 10^15~10^18Ω respectivamente. El valor de la tangente de pérdida dieléctrica es extremadamente bajo y no se ve afectado por los cambios de frecuencia, temperatura ambiente y humedad. Es un excelente material de aislamiento eléctrico. Propiedades ópticas El poliestireno tiene excelentes propiedades ópticas, con una transmitancia de luz del 88% al 92% y un índice de refracción de 1,59 a 1,60. Puede transmitir luz visible de todas las longitudes de onda. Entre los plásticos, el material transparente ocupa el segundo lugar después de los acrílicos como el plexiglás. polímero. Sin embargo, debido a la mala resistencia a la intemperie del poliestireno, puede producirse turbidez y color amarillento debido a la luz solar y al polvo durante el uso o almacenamiento a largo plazo. Por lo tanto, cuando se utiliza poliestireno para fabricar productos altamente transparentes, como componentes ópticos, es necesario considerar agregar el poliestireno apropiado. Variedades y Dosis de antioxidantes. Propiedades químicas: Buena resistencia a la corrosión, mala resistencia a los disolventes y resistencia a la oxidación. El poliestireno es resistente a diversas soluciones alcalinas, salinas y acuosas, y es resistente a alcoholes inferiores y ciertos ácidos (como ácido sulfúrico, ácido fosfórico, ácido bórico, ácido clorhídrico con una fracción de masa del 10% al 30%, ácido acético con una fracción de masa del 1% al 25%, el ácido fórmico con una fracción de masa del 1% al 90%) también es estable, pero el ácido nítrico concentrado y otros oxidantes pueden destruirlo. El poliestireno se puede disolver en muchos disolventes con parámetros de solubilidad similares, como tetracloroetano, estireno, isopropano, benceno, cloroformo, xileno, tolueno, tetracloruro de carbono, metiletilcetona, ésteres, etc., pero es insoluble en aceite mineral, hidrocarburos aromáticos alifáticos. , éter, acetona, fenol, etc., pero pueden hincharse. Muchas sustancias no solventes, como los alcoholes superiores y los aceites, pueden provocar grietas por tensión o hinchamiento en el poliestireno. El poliestireno es propenso a envejecer bajo el calor, el oxígeno y las condiciones atmosféricas, lo que provoca la rotura y el desarrollo de color de las cadenas macromoleculares. Cuando el sistema contiene trazas de monómeros, sulfuros y otras impurezas, es más probable que envejezca. Impacto a largo plazo. Se volverá amarillo y quebradizo durante el uso. Aplicación de producción Procesamiento ampliable El primer paso es la espumación previa o la espumación simple para establecer la densidad del producto final. En este proceso, las partículas de polímero que contienen el agente de soplado se ablandan en condiciones de calentamiento y el agente de soplado se volatiliza. El resultado es la expansión dentro de cada cuenta, formando muchas células. El número de celdas (densidad final) está controlado por la temperatura y el tiempo de calentamiento. Durante este proceso, las perlas deben permanecer dispersas y fluidas. En la producción industrial, el proceso de formación de espuma se lleva a cabo colocando el PS expandible directamente en vapor. La reacción generalmente se completa mediante la mezcla continua de perlas y vapor en un tanque de agitación. Se utiliza el equipo de reacción (como una máquina de preespumado). para mantener el ambiente externo. La presión es normal y las perlas de espuma se desbordan desde la parte superior. Algunas plantas de producción utilizan calderas por lotes para garantizar un tiempo de residencia más equilibrado o cuando ciertos DPS inflamables requieren temperaturas relativamente altas. Después de la formación de espuma, las perlas deben madurar para permitir que el aire se incorpore gradualmente a las células. Paso dos. En primer lugar, las perlas preexpandidas maduras se colocan en un molde con una cavidad específica. Para productos pequeños y de estructura compleja, se debe utilizar equipo de acción Venturi (como pistolas de llenado) durante el moldeo. Las perlas se introducen en la cavidad del molde con la ayuda de un flujo de aire. Los productos grandes pueden llenar la cavidad del molde por su propia gravedad. La cavidad del molde llena de gránulos se sella y se calienta, y las perlas se ablandan cuando se calientan, lo que hace que las células se expandan. Las cuentas se expanden para llenar los espacios entre ellas y se unen formando una espuma uniforme. En este momento, la espuma todavía está blanda y puede soportar la presión de los gases calientes en las celdas.
Antes de sacar el producto del molde, el gas debe salir de las celdas y se debe bajar la temperatura para estabilizar la forma del producto. Esto generalmente se hace rociando agua sobre la pared interior del molde. Dado que el molde de moldeo tiene doble pared, el moldeo de PS espumado se denomina "moldeo en cámara de vapor". El tamaño de la pared interior del molde es el tamaño del producto real y hay poros en la pared interior del molde. Esto permite que el vapor pase a través de la espuma y que el calor se difunda. El espacio entre las paredes dobles forma una cámara de vapor a la que se hace pasar vapor para calentar las perlas. Para la mayoría de los productos, la presión de moldeo del PS espumado es inferior a 276 kPa. El molde está hecho de aluminio y se le da una forma determinada según los requisitos del producto. El moldeo de PS espumado es un método de producción económico debido a la baja presión de moldeo y al bajo costo del equipo de moldeo. Aplicación El poliestireno se utiliza a menudo para fabricar productos de espuma plástica. El poliestireno también se puede polimerizar con otros materiales poliméricos de tipo caucho para formar productos con diversas propiedades mecánicas. Las aplicaciones comunes en la vida diaria incluyen diversos vajillas de plástico desechables, cajas de CD transparentes, etc. El poliestireno expandido (espuma de poliestireno) se utiliza como material de construcción y se ha utilizado ampliamente como material de aislamiento acústico y térmico para losas de piso huecas desde 2003. Poliestireno resistente a impactos (HIPS) El poliestireno resistente a impactos es un producto de poliestireno resistente a impactos que se produce añadiendo partículas de caucho de polibutilo al poliestireno. Este producto de poliestireno agrega partículas de caucho del tamaño de una micra y conecta las partículas de poliestireno y caucho mediante injertos. Cuando se impacta, las partículas de caucho relativamente blandas liberan la tensión en la punta de la propagación de grietas. Por tanto, se impide la expansión de las grietas y se mejora la resistencia al impacto. Estireno Acrilonitrilo (SAN) SAN es la abreviatura de Estireno Acrilonitrilo. El estireno acrilonitrilo es el polímero de estireno acrilonitrilo. Es un plástico de ingeniería incoloro y transparente a base de polipropileno con alta resistencia mecánica. SAN tiene mejor estabilidad química que el poliestireno. La transparencia y la resistencia a los rayos UV de los productos SAN no son tan buenas como las de los productos de polimetilmetacrilato, pero son relativamente más baratos. Polímero de acrilonitrilo-butadieno-estireno (ABS) ABS es la abreviatura de acrilonitrilo-butadieno-estireno. Este plástico es un polímero de acrilonitrilo, butadieno y estireno. Presenta alta resistencia y bajo peso. Es uno de los plásticos de ingeniería más utilizados. Caucho SBS El caucho SBS es un polímero de tres bloques con una estructura de poli(estireno-butadieno-estireno). Este material tiene características tanto del poliestireno como del polibutadieno, un caucho termoplástico duradero. El caucho SBS se utiliza a menudo para fabricar neumáticos. Propósito El poliestireno es fácil de procesar y formar, y tiene las ventajas de transparencia, bajo costo, rigidez, aislamiento y buena imprimibilidad. Puede ser ampliamente utilizado en el mercado de la industria ligera, decoración diaria, instrucciones de iluminación y embalaje. En términos de aspectos eléctricos, es un buen material aislante y de aislamiento térmico, y puede usarse para fabricar diversas carcasas de instrumentos, pantallas de lámparas, piezas de instrumentos ópticos y químicos, películas transparentes, capas dieléctricas de condensadores, etc. Se puede utilizar en cosméticos en polvo y loción. Tiene buena compresibilidad cuando se usa en tortas de polvo y puede mejorar las propiedades de adhesión del polvo. Es un relleno de alta calidad que reemplaza el talco y la sílice, dando brillo y suavidad a la piel. Cuestiones ambientales Debido a su pequeña masa (especialmente el tipo espumado) y su bajo valor residual, el poliestireno no se recicla fácilmente. Generalmente el poliestireno no se puede reciclar mediante el método de la acera. Sin embargo, la industria también ha logrado grandes mejoras en la reutilización del poliestireno expandido y han surgido muchos métodos nuevos para densificarlo. Este método de aumentar la densidad normalmente da como resultado un aumento de densidad de 15 slugs/ft3 (Nota del traductor: 1 slugs/ft3 = 1,94055 gramos/centímetro cúbico) y forma el centro de una operación de regeneración adecuada en poliestireno limpio. La planta de Dart Container en Mason, Michigan, recicla poliestireno posconsumo y poliestireno industrial. Parece que en el futuro, las bacterias que se encuentran en el tracto digestivo de los gusanos de la harina (las larvas de los gusanos de la harina) podrían usarse para descomponer el material de forma natural. Impacto medioambiental El poliestireno desechado no puede entrar en el ciclo biogeoquímico mediante biodegradación y fotólisis. Debido al bajo peso específico del poliestireno expandido (espuma de poliestireno), flota en el agua o se desplaza con el viento, provocando daños subjetivos al paisaje. Según estudios de la Comisión Costera de California, el poliestireno ya es una fuente importante de deriva oceánica.
Para los organismos marinos que accidentalmente ingieran este tipo de plástico, causará daños a sus sistemas digestivos. Análisis de mercado Características del mercado interno 1. Fuerte demanda, sorprendente crecimiento del consumo y enorme potencial de mercado. Desde la década de 1990, China ha experimentado una fuerte demanda de poliestireno y su consumo ha crecido rápidamente. En 1999, el consumo total de poliestireno del país alcanzó los 2,43 millones de toneladas, un aumento de más de 10 veces en comparación con 1990, con una tasa de crecimiento anual promedio del 27,6%. La tasa de crecimiento fue superada sólo por la resina ABS entre las cinco principales resinas sintéticas generales. , y fue la tasa de crecimiento promedio mundial durante el mismo período más de 6 veces la velocidad. Se prevé que la demanda de poliestireno en China seguirá creciendo de manera constante en el futuro, alcanzando entre 3,17 y 3,3 millones de toneladas en 2005 y entre 3,9 y 4,2 millones de toneladas en 2010. Las perspectivas del mercado son bastante optimistas. Productos procesados de poliestireno 2. Capacidad de producción insuficiente, alta dependencia de las importaciones y fuerte demanda interna. Aunque la capacidad de producción de poliestireno de China está creciendo rápidamente, todavía está lejos de satisfacer la demanda y tiene que depender de grandes cantidades de importaciones. En 1999, la capacidad de producción de poliestireno de China era de aproximadamente 1,4 millones de toneladas, de las cuales la capacidad de producción de poliestireno de alto impacto/poliestireno de uso general era de aproximadamente 1 millón de toneladas, y la capacidad de producción de poliestireno expandible se estimaba en más de 400.000 toneladas. Al mismo tiempo, la producción nacional total de poliestireno en 1999 fue de aproximadamente 940.000 toneladas, muy por debajo de la demanda. Para satisfacer la demanda, China importó 1,517 millones de toneladas de resina de poliestireno en 1999, un aumento de casi 10 veces en comparación con 1990, y la tasa de dependencia de las importaciones superó el 60%. 3. Las empresas con financiación extranjera son una fuerza importante en la producción de poliestireno de China. Las empresas con financiación extranjera ocupan una posición importante en la producción de poliestireno de China. Entre los cinco mayores fabricantes de poliestireno de China, tres son empresas con financiación extranjera: Zhenjiang Chimei Chemical Co., Ltd. (300.000 toneladas/año), Yangzi BASF Styrene Co., Ltd. (142.000 toneladas/año) y LG Ningbo Yongxing. Chemical Co., Ltd. (100.000 toneladas/año). En 1999, la capacidad total de producción de poliestireno de estas tres empresas alcanzó las 542.000 toneladas, de las cuales el poliestireno de alto impacto/poliestireno de uso general representó 500.000 toneladas, lo que representa la mitad de la capacidad de producción total del país. En el futuro, la capacidad de producción de poliestireno de las empresas chinas con financiación extranjera seguirá creciendo rápidamente. Se estima que para 2005, la capacidad de producción de poliestireno de las empresas con financiación extranjera superará los 1,4 millones de toneladas, lo que representará casi el 60 por ciento de la capacidad de producción total del país, y seguirá siendo una fuerza importante en la producción de poliestireno de China. 4. Los aparatos electrónicos y eléctricos son las áreas de consumo de poliestireno más importantes en China. En los países desarrollados, el principal ámbito de consumo de poliestireno son los envases de embalaje, que representan aproximadamente la mitad del consumo total. En mi país, el principal área de consumo de poliestireno son los aparatos electrónicos y eléctricos, que representan aproximadamente el 60% del consumo total de poliestireno. En 1999, la industria de aparatos electrónicos y eléctricos de China consumió 1,46 millones de toneladas de resina de poliestireno, lo que representa el 60% del consumo total del país. Las necesidades diarias y los embalajes representaron el 24% y el 10% respectivamente. Situación interna actual 1. Los productos internos de China tienen un rendimiento y una calidad deficientes. La calidad y el rendimiento de los productos chinos de poliestireno no pueden cumplir con los requisitos del mercado. A excepción de los productos de empresas conjuntas y con inversión extranjera, la mayoría de los productos de los fabricantes nacionales no pueden cumplir con los requisitos de rendimiento y calidad de los usuarios de la industria electrónica. Es difícil entrar en este enorme mercado. En la industria de la electrónica y los aparatos eléctricos, que tiene la mayor demanda de poliestireno, los productos importados tienen una ventaja absoluta. Las resinas nacionales sólo se utilizan en pequeñas cantidades y sólo pueden utilizarse en productos de gama baja. Para garantizar la calidad de sus productos, los fabricantes de electrodomésticos de renombre utilizan materias primas importadas o productos de empresas conjuntas extranjeras. Incluso el poliestireno expandido utilizado para el embalaje exterior a prueba de golpes suele utilizar productos importados o productos de empresas conjuntas. 2. El equipo es de pequeña escala y carece de competitividad. En la actualidad, hay cerca de 40 plantas de producción de poliestireno en China, la mayoría de las cuales tienen una capacidad de menos de 30.000 toneladas/año, y también hay muchas plantas pequeñas con una escala de aproximadamente 10.000 toneladas/año. Sólo hay cinco plantas de producción con una capacidad de 100.000 toneladas/año. No sólo la calidad del producto de los dispositivos pequeños no es comparable a la de los dispositivos avanzados de producción a gran escala, sino que sus costos de producción también son más altos, lo que los coloca en desventaja en la competencia del mercado. 3. Suministro insuficiente de materias primas y baja tasa de funcionamiento de los dispositivos. Lo que es incompatible con el rápido desarrollo de la producción de poliestireno es que la producción de su materia prima estireno se ha desarrollado relativamente lentamente. La fuente de materias primas para las unidades de poliestireno es limitada y el ritmo de operación se ve afectado. En 1999, la capacidad de producción de estireno de China era de 846.000 toneladas por año, con una producción de 602.000 toneladas. Incluso si todo se utilizara para producir poliestireno, sólo podría satisfacer el 43% de las necesidades de producción nacional de poliestireno. El suministro insuficiente de materias primas es una de las principales razones de los bajos índices de funcionamiento de los dispositivos.
En 1999, la producción de poliestireno de China fue de aproximadamente 940.000 toneladas, y la tasa operativa promedio del equipo fue sólo del 67%. Una gran cantidad de capacidad de producción estaba inactiva, lo que aumentó aún más la dependencia de China del poliestireno importado. Sugerencias de desarrollo 1. Desarrollar vigorosamente la producción de estireno como materia prima y resolver por completo el problema de la falta de materias primas de poliestireno. La insuficiencia de materias primas ha restringido el desarrollo de la producción de poliestireno, por lo que resolver el problema de las materias primas es una de las claves para desarrollar la producción de poliestireno. Según las predicciones, la capacidad de producción nacional de poliestireno alcanzará los 2,2 millones de toneladas en 2005 y los 3 millones de toneladas en 2010. La demanda de estireno es muy grande, pero la capacidad de producción de estireno planificada aún no puede satisfacerla. La enorme demanda de estireno a partir de poliestireno brinda una buena oportunidad para que las dos principales empresas del grupo petrolero y petroquímico desarrollen la producción de estireno. Las dos principales empresas del grupo son importantes productores nacionales de estireno. La producción de poliestireno proporciona suficientes materias primas y puede aprovechar la oportunidad para ocupar el mercado y lograr mejores beneficios económicos. 2. Aprovechar la oportunidad y ocupar activamente el mercado interno. En los últimos años, el país ha tomado medidas severas contra el contrabando y ha regulado las importaciones. Para reducir los costos, algunos usuarios nacionales que originalmente utilizaban materias primas importadas comenzaron a buscar proveedores nacionales que puedan reemplazar los productos importados. fabricantes de poliestireno. Los fabricantes nacionales de poliestireno deberían aprovechar la oportunidad, esforzarse por mejorar el rendimiento y la calidad del producto y esforzarse por reemplazar los productos importados en la mayor medida posible. En resumen, siempre que se tomen las medidas adecuadas, la producción nacional de poliestireno puede lograr un buen desarrollo. No es aconsejable adoptar una actitud de darse por vencido fácilmente. Tipo de material plástico: polietileno; poliestireno; policarbonato; politetrafluoroetileno; resina epoxi; : caucho de butadieno; caucho de estireno-butadieno; fibra sintética de neopreno: polipropileno; fibra acrílica de nailon; spandex; nailon; monómero y caucho, o poliestireno y caucho (generalmente es una mezcla física de caucho de polibutadieno). El polímero resultante es resistente, generalmente blanco (también hay disponibles grados transparentes) y es muy fácil de extruir y darle forma. Su dureza depende principalmente de la proporción y el uso de los componentes de caucho. El PS representativo resistente a impactos es el siguiente: la resistencia a la flexión y la resistencia a la tracción son de 13,8 a 48,3 MPa (que varían según los diferentes contenidos de caucho y aditivos, el alargamiento es de 10 a 60 % y el brillo es de 5 a 100 %); La transparencia visual varía de excelente a mala, la tasa de contracción es de aproximadamente 0,006 y el coeficiente de expansión térmica es el mismo que el del PS transparente. El rendimiento del PS resistente a impactos no cambia después de ser esterilizado con rayos gamma y tiene la misma resistencia a los disolventes que el PS transparente. El índice de fusión del PS resistente a impactos es de 1 a 10 g/min y el punto de reblandecimiento Vicat es de 215 °F. La producción comercial de poliestireno de grado de impacto con propiedades mejoradas tiene amplias perspectivas de mercado. Algunos de los grados especiales existentes incluyen: grado de brillo ultra alto, grado de alta transparencia, grado resistente al desgaste, grado de resistencia al agrietamiento por tensión ambiental (ESCR), grado de alto módulo, grado de bajo brillo y grados con bajo contenido de estireno monómero residual. Las características sobresalientes del poliestireno resistente a los impactos son su fácil procesamiento, excelente estabilidad dimensional, alta resistencia al impacto y alta rigidez. Para HIPS se trata solo de resistencia al calor. Existen ciertas limitaciones en términos de permeabilidad al oxígeno, estabilidad a la luz ultravioleta y resistencia al aceite. Química y propiedades El poliestireno resistente a los impactos se produce disolviendo caucho de polidieno en monómero de estireno antes de la polimerización. Aunque HIPS se puede producir mediante polimerización en suspensión, actualmente se utiliza la polimerización en masa en la producción industrial de HIPS. En el proceso de polimerización en masa, la mezcla de monómero de estireno/caucho/aditivo pasa a través de una serie de reactores con una tasa de conversión del 70 al 90%. Durante la reacción de polimerización, es necesario calentar o agregar un iniciador para completar la reacción y luego calentarlo al vacío para eliminar el monómero residual volátil de la resina y luego granularlo para su venta.
Las pruebas de rendimiento del poliestireno resistente al impacto se dividen en varios niveles según su resistencia al impacto relativa: la resistencia al impacto de la viga en voladizo con muescas del grado de resistencia al impacto medio es generalmente 0,6-1,/i la resistencia al impacto del grado alto; -el grado de impacto es de 1,5 a 2,5 ftlb/pulg. Los grados de impacto extremadamente altos tienen una resistencia al impacto >2,/pulg. Algunos grados HIPS tienen valores de resistencia al impacto de hasta 6,/pulg, pero esta resina se usa a menudo en resinas mixtas. para mejorar la resina de baja resistencia y resistente a los impactos. Otras precauciones importantes en las pruebas de rendimiento para HIPS estándar son las siguientes: resistencia a la flexión 13,8-55,1 MPa; resistencia a la tracción 13,8-41,4 MPa; alargamiento a la rotura 15-75 %; densidad 1,035-1,04 g/ml; punto de reblandecimiento Vicat 185-220 °F; . La única mezcla industrializada de aleaciones HIPS es su mezcla con éter de polifenileno. Este tipo de híbrido tiene una excelente resistencia al calor y dureza, pero el precio del producto es mucho más alto que el del HIPS solo. Los continuos avances en la tecnología del poliestireno permiten a los fabricantes producir grados con propiedades más destacadas que los grados estándar de PS. Muchas propiedades del poliestireno no se pueden lograr al mismo tiempo. Si se quiere mejorar la resistencia al impacto, hay que sacrificar el brillo. Algunas resinas nuevas que aparecen actualmente tienen el brillo del ABS pero también tienen una gran tenacidad. También se han desarrollado algunos grados, como los que son resistentes a diversas grasas cuando se envasan alimentos y los que son resistentes a los agentes espumantes de clorofluorocarbono (CFC) cuando se usan en refrigeradores. El poliestireno resistente a los impactos y de grado ignífugo (UL V-0 y UL 5-V) se ha producido y utilizado ampliamente en carcasas de televisores, máquinas comerciales y aparatos eléctricos. Estas resinas son más fáciles de procesar y menos costosas que muchas resinas de ingeniería retardantes de llama. El tipo expandible se utiliza para fabricar de todo, desde tazas de té hasta materiales aislantes para el hogar. Las propiedades de los plásticos de espuma (como la densidad y la resistencia al impacto) dependen del tamaño y la distribución de las células. Estos dos factores están controlados por la tasa de dispersión, el contenido porcentual y la volatilidad del agente espumante agregado. Los agentes espumantes son pentano e isopentano. . El poliestireno espumado ignífugo utiliza hidrocarburos halogenados como retardantes de llama y se usa ampliamente como capa de aislamiento acústico en edificios y aplicaciones de ingeniería. El agente espumable SAN se ha utilizado para fabricar productos flotantes y otros productos resistentes a la gasolina. a continuación) y un grado con buena resistencia al impacto a baja temperatura. Polímeros Son muy resistentes. Las principales variedades son: polímero de estireno-acrilonitrilo (SAN), polímero de estireno-anhídrido maleico (SMA), polímero de estireno-butadieno-estireno (SBS), polímeros de estireno y acrilato, y cuerpos modificados basados en ellos. SAN tiene una temperatura de distorsión por calor más alta que el PS transparente, su resistencia a los disolventes también mejora y tiene una excelente resistencia a la penetración. El SAN modificado con caucho incluye polímero de acrilonitrilo-butadieno-estireno (ABS) y acrilonitrilo. Polímero de estireno acrilato (ASA) y otras resinas. La temperatura de deformación por calor del S-MA es más alta que la del PS transparente, que puede alcanzar los 40°F. Tiene excelente transparencia y brillo. SMA puede modificarse con caucho o reforzarse con fibra de vidrio. El SBS y diversas modificaciones del SBS se pueden utilizar como componentes para mejorar la resistencia al impacto, la flexibilidad y la fluidez para producir productos pegajosos y resistentes a la flexión, como cemento, suelas de zapatos, fieltros asfálticos, etc. El SBS también se utiliza para producir productos transparentes resistentes al impacto. PD. El estireno se puede polimerizar con elastómero acrílico para formar PS transparente resistente a impactos con excelentes propiedades físicas. Estado de desarrollo: La capacidad de producción mundial de poliestireno (PS) ha alcanzado nuevos máximos debido al rápido crecimiento de la capacidad de producción en Asia en los últimos 20 años. A finales del siglo pasado, la capacidad de producción anual había superado los 13 millones de toneladas/año. Durante el mismo período, el consumo mundial de poliestireno El volumen de producción es de sólo unos 10 millones de toneladas/año, lo que representa sólo alrededor del 77% de la capacidad de producción. Excluyendo la influencia de diversos factores, el ritmo de funcionamiento de las plantas de poliestireno a nivel mundial no supera el 80%. Poliestireno (cartón de espuma) Desde 2000, el crecimiento del consumo mundial de poliestireno se ha desacelerado, aumentando sólo un 1,4% en comparación con 1999, y la tasa de crecimiento es un nuevo mínimo en los últimos años. Especialmente afectados por la crisis financiera asiática, los países y regiones con la mayor reducción de la producción también se concentran en Asia.
En 2003, la capacidad total de producción mundial de poliestireno fue de 14,26 millones de toneladas/año, y la producción fue de 10,801 millones de toneladas/año, de las cuales la capacidad de producción de América del Norte fue de 3,252 millones de toneladas/año, lo que representa aproximadamente el 22,8% de la producción total de poliestireno del mundo. la capacidad de producción es de 2.513 millones de toneladas/año, lo que representa aproximadamente el 23,3% de la capacidad de producción total del mundo; la capacidad de producción de América del Sur es de 666.000 toneladas/año, lo que representa aproximadamente el 4,8% de la capacidad de producción total del mundo; 401.000 toneladas/año, lo que representa aproximadamente el 3,7% de la producción total del mundo; la capacidad de producción de Europa occidental es de 2,954 millones de toneladas/año, lo que representa aproximadamente el 20,7% de la capacidad de producción total del mundo; su producción es de 2,627 millones de toneladas/año; aproximadamente el 24,3% de la producción total del mundo. La capacidad de producción es de 4.892 millones de toneladas/año, lo que representa aproximadamente el 34,3% de la capacidad de producción total del mundo; la producción es de 3.738 millones de toneladas/año, lo que representa aproximadamente el 34,6% de la producción mundial; la producción total del Sudeste Asiático es de 973.000 toneladas/año, lo que representa aproximadamente el 6,8% de la capacidad de producción total del mundo; la producción es de 715.000 toneladas/año, lo que representa aproximadamente el 6,6% de la capacidad de producción total del mundo; en otras regiones es de 1.525 millones de toneladas/año, lo que representa aproximadamente el 10,7% de la capacidad de producción total del mundo; la producción es de 80,7.10.000 toneladas/año, lo que representa aproximadamente el 7,5% de la producción total del mundo. En 2003, el consumo total de poliestireno en el mundo fue de 10.889 millones de toneladas, de las cuales el consumo en América del Norte fue de 2.505 millones de toneladas/año, representando alrededor del 23,0% del consumo total de poliestireno en el mundo; el consumo en América del Sur fue de 445.000 toneladas; ./año, que representa aproximadamente el 4,1% del consumo total mundial; el consumo de Europa occidental es de 2.269 millones de toneladas/año, que representa aproximadamente el 20,8% del consumo total; el consumo del noreste de Asia es de 4.092 millones de toneladas/año, que representa aproximadamente el 20,8% del consumo total. consumo total El consumo en el Sudeste Asiático es de 498.000 toneladas/año, lo que representa alrededor del 4,6% del consumo total; el consumo en otras regiones es de 1.080 millones de toneladas/año, lo que representa alrededor del 9,9% del consumo total. Se puede observar que la producción y las ventas de poliestireno en América del Norte y del Sur están básicamente equilibradas, con un ligero superávit en Europa occidental, mientras que el noreste de Asia todavía necesita depender de las importaciones para compensar el déficit. El poliestireno en el mundo se utiliza principalmente en tres industrias principales: envases, artículos de primera necesidad y electrodomésticos/electrónica. La estructura de consumo de poliestireno varía en todo el mundo. Aproximadamente el 9% en América del Norte se utiliza en la industria eléctrica/electrónica, el 57% se utiliza en envases y el 34% se utiliza en otros aspectos, en Europa occidental, aproximadamente el 15% se utiliza en la industria eléctrica/electrónica, el 48%; se utiliza en envases y el 37% se utiliza en otros aspectos. Aproximadamente el 49% del noreste de Asia se utiliza en la industria eléctrica/electrónica, el 20% se utiliza en envases y el 31% en otros aspectos; Aproximadamente el 63% se utiliza en la industria eléctrica/electrónica, el 7% se utiliza en envases de embalaje y el 30% se utiliza en otros aspectos. Problemas existentes Con la continua innovación en el campo de las aplicaciones terminales, los principales productos derivados del poliestireno (PS) están siendo reemplazados gradualmente y pueden desaparecer en el futuro. Esto ha llevado a algunos fabricantes regionales a retirarse por completo del negocio y la industria del PS está siendo estrangulada gradualmente. Serie de paneles sándwich de poliestireno Un fabricante de resina de Taiwán, China, cree: "El mercado carece de nuevas áreas que requieran una gran cantidad de PS, por lo que la demanda de PS irá disminuyendo gradualmente, y esto no se debe sólo a la crisis económica mundial". En la producción de nuevas consolas de juegos, teléfonos móviles y reproductores de MP3, el policarbonato (PC), el acrilonitrilo-butadieno-estireno (ABS) y el polimetilmetacrilato se han utilizado ampliamente para sustituir al PS. La aplicación del PS se limita a productos de gama baja, como envases de alimentos, juguetes, perchas, contenedores y determinados productos electrónicos de consumo. Sin embargo, incluso en estas áreas, el PS todavía puede ser reemplazado gradualmente por materias primas más baratas como el polipropileno. Como mercado importante para el PS, la demanda de China ha mostrado una disminución continua desde 2003. En 2003, la demanda superó los 2,6 millones de toneladas, pero el año pasado cayó a 2,3 millones de toneladas. La demanda en el mercado japonés de PS también ha caído drásticamente, especialmente en los campos de la electrónica y las aplicaciones industriales. Las bases de producción de los principales clientes de PS de Japón se están trasladando gradualmente al extranjero, lo que ha hecho imposible que se recupere la demanda interna de PS de Japón. Los cuatro fabricantes originales de PS del Japón tienen una capacidad de producción combinada de 1,1 millones de toneladas/año, lo que representa aproximadamente el 70% de su cuota de mercado interno. Japan Polystyrene Company, una empresa conjunta entre Mitsui Chemicals y Sumitomo Chemical, anunció recientemente que se retirará del negocio de PS en septiembre de este año. Para entonces, sólo habrá tres empresas dedicadas al negocio de PS en Japón. Mitsui Chemicals y Sumitomo Chemical afirmaron que la empresa ha decidido retirarse del negocio de PS porque el negocio se encuentra en una situación muy difícil y es imposible obtener ingresos estables a medio y largo plazo.
Un fabricante dijo que se espera que la demanda de PS de Japón caiga entre un 6,5% y un 7,0% este año hasta unas 700.000 toneladas. La retirada de las empresas japonesas de poliestireno hará que la situación de la oferta y la demanda sea más equilibrada. Al mismo tiempo, Mitsubishi Chemical también se retirará de Polystyrene Japan, su empresa conjunta con Asahi Kasei Chemicals e Idemitsu Kosan. La capacidad de producción de la empresa es de aproximadamente 445.000 toneladas/año, ocupando el primer lugar entre los cuatro fabricantes de Japón. Dainippon Ink & Chemicals Co. (DIC) y Toyo Styrene Co., una empresa conjunta entre New Nippon Steel, Denka y Daicel, seguirán produciendo PS a pesar de la débil demanda. Además, el gigante químico alemán BASF también abandonó su negocio de PS. Ya en julio de 2007 anunció la venta de varias unidades de estireno, incluidas unidades de PS. PS Malaysia de Idemitsu también detuvo su producción de poliestireno de uso general de 30.000 toneladas anuales en septiembre de 2008. Dow Chemical Company cerró indefinidamente su unidad de PS de 120.000 toneladas/año en el este de China en abril de este año.