Polisztirol

Polisztirol
Azonosítás
IUPAC név poli (1-feniletilén)
N o CAS 9003-70-7
N o ECHA 100,105,519
Kémiai tulajdonságok
Képlet (C 8 H 8 ) n
Fizikai tulajdonságok
T ° üveg átmenet 95  ° C
Oldhatósági paraméter δ 18,72  MPa 1/2 ( 35  ° C )
Térfogat 1,06  g · cm -3
Elektronikus tulajdonságok
Dielektromos állandó 2,6 ( 1  kHz , 25  ° C )
2,6 ( 1  MHz , 25  ° C )
2,6 ( 1  GHz , 25  ° C )
Optikai tulajdonságok
Törésmutató  1,57 - 1,60
Egység SI és STP hiányában.

A polisztirol (rövidítése PS ), sagex (Svájc), vagy frigolite (Belgium) a polimer általános képletű - (CH 2 -CH ( Ph ) n -, kapott polimerizációs a monomer sztirol CH 2 = CH-Ph.

Jellemzők

A nagyközönség számára ismert alkalmazás a habosított polisztirol, amelyet gyakran polisztirol habnak vagy hungarocellnek neveznek, és nagyon gyakran használják a csomagolásban. Ez egyfajta különleges kompozit anyag , egy merev műanyag mátrix , amely nagyon kis gázbuborékokat fog be nagy mennyiségben. De ez az anyag csak egy aspektusa ennek a műanyagnak; gyakran megtalálható tágulatlanul, sűrűn, mereven, átlátszóan és vékonyan, de más formában is kitágítva vagy más műanyagokkal és adalékokkal keverve.

Általános formái:

Az alap polisztirol, átlátszó megjelenése miatt PS "kristálynak" nevezett, kemény és törékeny anyag, amely színezhető. Mechanikai és termikus tulajdonságai lágyítók vagy butadién ( polibutadién- monomer ) hozzáadásával úgy módosíthatók, hogy úgynevezett „ütés” polisztirol legyen belőle. Nagyon könnyen átalakítható anyag, például injekcióval vagy extrudálással.

Gyakorlati szempontból felismerjük törékeny oldala és a stressz területek fehérítése révén. A műanyag felismerésének legegyszerűbb módja a láng, a füst és az illat megfigyelésére való elégetés; bizonyos műanyagok égése során a gázok toxicitása miatt jobb elkerülni . A polisztirol fekete füstje és jellegzetes szaga alapján könnyen felismerhető. Megkülönböztethető az ütésnek kitett fémes zajjal is, például amikor kemény felületre esik.

A polisztirol törékeny oldala mellett alacsony kémiai ellenálló képességgel és alacsony stresszrepedéssel szembeni ellenálló képességgel (ESCR) is rendelkezik. Az aceton nagyon könnyen feloldja, a zsíros anyagok gyorsan gyengítik.

A sztirolos polimerek családjában a polisztirol a leggyakoribb . Ez a család a különféle sztirol- kopolimereket tartalmazza : sztirol-butadién (SBR), sztirol-akrilnitril (SAN), akrilnitril-butadién-sztirol (ABS), akrilnitril-sztirol-akrilát (ASA)  stb.

A sztirol-butadién (SBC) kopolimerek lehetővé teszik az ütésállóság növelését az átlátszóság fenntartása mellett. A butadiéntartalom magasabb, mint az ütközéses PS-nél, és a polimerizációs mód eltérő. Ezeket a kopolimereket önmagukban vagy a kristálypolisztirollal keverve alkalmazzák. Ezek a kristályos PS és SBC keverékek gyakoriak az extrudálás során.

A kristálypolisztirolt azonban önmagában orientációs egységekben extrudálják, így OPS vagy BOPS ( (biaxiálisan) orientált polisztirol , polisztirol (bi) orientált) lapokat alkotnak . Ez az orientáció történik magas móltömegű kristály PS fokozat , a gép irányában, majd keresztirányú orientáció egységek; jobb mechanikai szilárdságot ad az így kapott lemeznek.

A közönséges polisztirol nem biológiailag lebontható (eltemetve várhatóan kb. 500 éves élettartammal rendelkezik). Van egy évfolyam, amely kevesebb, mint egy év alatt képes lebontani.

A polisztirol granulálás, oldás vagy újracsapás útján könnyen újrahasznosítható . Ő azonosító kódja van n o  6.

A taktikától függően a polisztirol lehet:

Ataktikus (PS-a) Szindiotaktikus (PS-k) Izotaktikus (PS-i)
Kristályossági ráta Amorf Út Diák
Olvadási hőmérséklet Nem 270  ° C 240  ° C
Üvegesedési hőmérséklet (T v ) 100  ° C 105  ° C 87  ° C
Kereskedelmi termék Igen Kis Nem
Első gyártás 1985: N. Ishihara ( Idemitsu Kosan ) 1955: Giulio Natta
A polimerizáció típusa Radikális tömeg, szuszpenzió stb. Koordinációs , metallocén katalízissel Koordinatív, Ziegler-Natta katalízissel
főbb jellemzői Amorf, átlátszó és törékeny hőre lágyuló műanyag Átlátszatlan hőre lágyuló műanyag
Alkalmazások Standard vagy kristályos polisztirol Műszaki műanyagok

Szintézis

A polisztirol petrolkémiai anyagokból származik . Sztirol polimerizálásával nyerik; a reakció autoklávban zajlik .

Polisztirol edzés. PNG

A habosított polisztirolt (PSE, (en) EPS) gáz és kristály PS keverésével állítják elő. Mielőtt eloszlatásához az ózonréteget , használtuk freon , CFC ( klór-fluor ) gáz , helyébe, mivel a 1990-es évek bután vagy pentán . A processzorok bevezetik a kristály PS gyöngyöket az előterjesztőkbe. Hőmérséklet és vízgőznyomás hatására a tágulási gáz a kezdeti térfogatuk ötvenszeresére duzzad. A kitágított és stabilizált gyöngyöket ezután tömb alakú öntőformákba vezetik, hogy később panelekké vagy közvetlenül a kész rész alakjába vágják. A hőmérséklet és a vízgőz nyomásának hatására a kitágult gyöngyök formált részgé agglomerálódnak.

A keverék lemezek vagy lapok formájában közvetlenül extrudálható a nagyobb sűrűségű szigetelés érdekében. Extrudált polisztirolról (PSX, (en) XPS) beszélünk . Ezek a lemezek vagy lapok hőformázhatók .

PS is injekció sajtolt és öntött alkatrészek, mint átlátszó csésze vagy DVD tokok kapunk. Ezután az injektált PS-ről beszélünk.

Tulajdonságok és alkalmazások

Kereskedelmi

Franciaország 2014-ben a polisztirol egyértelmű exportőre a francia szokások szerint. Az átlagos importár tonnánként 1500 euró volt.

Kereskedelmi nevek

A polisztirol gyártási folyamatától, formájától és felhasználásától függően több megnevezés is létezik:

Ökológia

Környezeti hatás

A habosított polisztirol pentánt bocsát ki, ami hozzájárul a fotokémiai ózon képződéséhez: 0,000519  kg etilén / UF egyenérték Évente. . Másrészt, ez a pentán is egy üvegházhatást okozó gázok, mint bármely molekula, a szimmetria eltér d ∞h és amikor lebomlik, termel CO 2 .

Tilalmak és környezetvédelmi intézkedések

A műanyag zacskókhoz hasonlóan sok város úgy döntött, hogy betiltja az élelmiszer-csomagoláshoz szükséges polisztirol behozatalát , gyártását és forgalmazását .

Egészségügyi kockázat

  • A polisztirol, a sztirol polimerizált formája, idővel stabil és inert, ami megmagyarázza annak használatát az élelmiszer-csomagolásban.
  • A beltéri levegő minőségére gyakorolt ​​hatása helyes, bár hő hatására fennáll a sztirol felszabadulásának veszélye. A Nemzetközi Rákkutatási Ügynökség (IARC) szerint a sztirol rákkeltő lehet az emberre. A sztirolnak kitett alkalmazottak populációján végzett számos tanulmány kimutatta a leukémia kockázatát . Állatkísérletek kimutatták, hogy a sztirol belélegezve vagy lenyelve gyengén rákkeltő.
  • Elektrosztatikus mezők .

Gyűjtés és újrahasznosítás

Becslések szerint ma a kaució 4% -a második felhasználásra talál csomagolásként. Ha a felhasznált habosított polisztirol lerakódások mérete túl kicsi, vagy ha a habosított polisztirol hulladék szennyeződik, akkor nem tűnik gazdaságilag életképes visszanyerési út.

  • Egyéni fogyasztói szinten ez a hulladék lakosonként körülbelül 300  g / év . Ehhez a háztartási hulladékhoz:
    • Belgiumban válogató központokban gyűjtik össze.
    • Franciaországban diffúz jellege miatt ez a hulladék alig kerül be a szelektív válogatás során összegyűjtött anyagok listájába , megszüntetését elégetéssel elégetik. Fűtőértéke a hőerőművek számára érdekes .
  • Az ipari hulladékkal kapcsolatban:
    • A francia PSE csomagolóanyag-gyártók 1993-ban összefogtak az ECO-PSE-vel, különösen a csomagolás újrafeldolgozásának professzionális csatornáinak megszervezése és fejlesztése érdekében.
    • 2010-ben Franciaországban több mint 12 000 tonna EPS-csomagolást újrahasznosítottak, nemzeti fogyasztása 40 200 tonna volt, vagyis az újrafeldolgozási arány közel 30% volt. 85% -a az EPS összegyűjtött újrahasznosított, tömörítés után és extrudálás, a polisztirol granulátumok amelyet használni gyártásához gyártott termékek PS (fogasok, CD esetekben,  stb ). A fennmaradó 15% lehetővé teszi az EPS újrahasznosítását kibővített formában (csomagolás, EPS-blokkok és -lemezek, a padlók és a beton könnyítése).
    • az EPS processzoroknál az összes habosított polisztirol hulladékot visszanyerik és újból bevezetik a habosított polisztirol gyártási ciklusba. Ezen túlmenően, tiszta, poros és összetört, a hasznosító csatornákból származó hulladékot legfeljebb 30% -ban új EPS golyókkal keverik, és lehetővé teszi új építésre vagy csomagolásra szánt termékek beszerzését (az élelmiszerek kivételével).

Kísérleti biológiai lebonthatóság

Laboratóriumi vizsgálatok kimutatták, hogy egy bogár ( lisztféreg ) lárvája képes lebontani a habosított polisztirol bizonyos formáit .

Megjegyzések és hivatkozások

  1. (in) Charles E. Wilkes, James W. Summers, Charles Anthony Daniels, Mark T. Berard, PVC Handbook , München, Hanser Verlag ,2005, 1 st  ed. , 723  p. ( ISBN  978-1-56990-379-7 , LCCN  2005013540 , online olvasás ).
  2. (a) James E. Mark , fizikai tulajdonságai: Polymer Handbook , Springer,2007, 2 nd  ed. , 1076  p. ( ISBN  978-0-387-69002-5 és 0-387-69002-6 , online olvasás ) , p.  294.
  3. (in) Leslie Howard Sperling , Bevezetés a fizikai Polymer Science , Hoboken, NJ, Wiley ,2006, 845  p. ( ISBN  978-0-471-70606-9 , online olvasás ) , p.  75.
  4. (in) David R. LiDE , CRC Handbook of Chemistry and Physics , CRC Press ,2009, 90 th  ed. , 2804  p. , Keménytáblás ( ISBN  978-1-4200-9084-0 ).
  5. (in) JG Speight és Norbert Adolph Lange , Lange a Handbook of Chemistry , McGraw-Hill,2005, 16 th  ed. , 1623  p. ( ISBN  0-07-143220-5 ) , p.  2.807.
  6. Név és rövidítés az EN ISO 1043-1, Műanyagok - Szimbólumok és rövidített kifejezések - 1. rész  : Alap polimerek és különleges jellemzőik szerint .
  7. DW van Krevelen és Klaas akkor Nijenhuis, tulajdonságai polimerek, 4 th Edition, 2009
  8. Paul Vandenabeele, miért frigolit? , Az utóbbi időben , március 17, 2011 (megajándékozzuk 1 -jén július 2014).
  9. Hitel: Katsuhiko Saido.
  10. "  Degradation time for common products  " [PDF] , www.paca.developpement-durable.gouv.fr (hozzáférés : 2015. december 6. ) .
  11. „  A polisztirol ökotoxicitása  ” [PDF] , a nacicca.org oldalon (hozzáférés : 2014. augusztus 21. ) .
  12. „INIES, Referencia környezeti és egészségügyi adatok az épületekhez” .
  13. cikk R541-8 A környezetvédelmi törvénykönyv utaló melléklet III A irányelv 2008/98 / EK európai parlamenti és tanácsi irányelv2008. november 19a hulladékról és egyes irányelvek hatályon kívül helyezéséről .
  14. Forrás: AFIPEB.
  15. "  Szintetikus szigetelés: habosított polisztirol (EPS)  " , Ecohabitation (hozzáférés : 2014. augusztus 21. ) .
  16. A lyoni agglomeráció Helyi Energiaügynöksége a habosított polisztirolról szóló műszaki lapjában.
  17. Forrás: ECO-PSE.
  18. „  ECOPSE - expandált polisztirol - magánszemélyek / háztartások  ” , a www.ecopse.org oldalon (hozzáférés : 2017. január 24. ) .
  19. "  ECOPSE - Expanded polystyrene - Energy recovery  " , a www.ecopse.org oldalon (hozzáférés : 2017. január 24. ) .
  20. "  ECOPSE - expandált polisztirol - Filières  " , a www.ecopse.org oldalon (hozzáférés : 2017. január 24. ) .
  21. (in) Yu Yang Jun Yang, Wei-Min Wu Jiao Zhao Yiling Song Longcheng Gao Yang Ruifu és Lei Jiang, A polisztirol biológiai lebomlása és ásványosítása műanyag-étkezési férgekkel: 1. rész: Kémiai és fizikai jellemzés és izotópos vizsgálatok , kb. Sci. Technol. 2015, 49 (20), 12080-12086.

Lásd is

Filmográfia

Dal

  • Az ő dala című Rockin „a szabad világban , Neil Young ironikusan felmondja a hatását polisztirol az ózonrétegre; „  […] Megvan a hungarocell dobozok az ózonréteghez […]  ” ( „vannak hungarocell dobozok az ózonréteghez” ).
  • A Marcia Baïla című dalban Rita Mitsouko a „habosított polisztirol” kifejezést használja.

Bibliográfia

  • J.-P. Oliva, Ökológiai szigetelés ,   szerk. Élő föld
  • Bruno Burger, Claude Dumas, Valérie Michel, habosított polisztirol és fenntartható fejlődés? , Eyrolles , 2008

Kapcsolódó cikkek

Külső linkek