กลับไปหน้าบทความ

อ่าน 22 นาที

โพลีสไตรีน

โพลีสไตรีน (PS) /ˌpɒliˈstaɪriːn / เป็น พอ ลิ เม อ ร์ สังเคราะห์ ที่ ทำ จาก โมโน เมอร์ของ ไฮโดรคาร์บอน อะ โร มา ติกสไตรีน [ 5 ] โพ ลี ส ไต รี นอาจเป็นของแข็งหรือ โฟม โพ...

โพลีสไตรีน

โพลีสไตรีน
หน่วยซ้ำของโซ่พอลิเมอร์ PS
หน่วยซ้ำของโซ่พอลิเมอร์ PS
ชื่อ
ชื่อ IUPAC
โพลี(1-ฟีนิลเอทิลีน)
ชื่ออื่นๆ
เทอร์โมคอล
ตัวระบุ
  • 9003-53-6
คำย่อ พีเอส
เคมสไปเดอร์
  • ไม่มี
บัตรข้อมูล ECHA100.105.519
  • DTXSID5031925
คุณสมบัติ
(C 8 H 8 ) n
ความหนาแน่น0.96–1.05 กรัม/ซม³
จุดหลอมเหลว~ 240 °C (464 °F; 513 K) [ 4 ]สำหรับโพลีสไตรีนไอโซแทคติก
ไม่ละลาย
ความสามารถในการละลายละลายได้ในเบนซีน คาร์บอนไดซัลไฟด์ ไฮโดรคาร์บอนอะลิฟาติกคลอริเนต คลอโรฟอร์ม ไซโคลเฮกซาโนน ไดออกเซน เอทิลอะซิเตต เอทิลเบนซีน MEK NMP THF [ 1 ]
การนำความร้อน0.033 W/(m·K) (โฟม, ρ 0.05 g/cm 3 ) [ 2 ]
1.6; ค่าคงที่ไดอิเล็กทริก 2.6 (1 kHz – 1 GHz) [ 3 ]
สารประกอบที่เกี่ยวข้อง
สารประกอบที่เกี่ยวข้อง
สไตรีน (โมโนเมอร์)
เว้นแต่จะระบุไว้เป็นอย่างอื่น ข้อมูลที่ให้ไว้เป็นข้อมูลสำหรับวัสดุในสภาวะมาตรฐาน (ที่อุณหภูมิ 25 °C [77 °F] ความดัน 100 kPa)
ข้อมูลอ้างอิงในกล่องข้อมูล
บรรจุภัณฑ์โพลีสไตรีนขยายตัว
ภาชนะใส่โยเกิร์ตทำจากโฟมโพลีสไตรีน
ก้น ถ้วย ที่ขึ้นรูปด้วยระบบสุญญากาศรายละเอียดเล็กๆ เช่น สัญลักษณ์ วัสดุสัมผัสอาหาร ที่เป็นแก้วและส้อม และ สัญลักษณ์ รหัสระบุเรซินสามารถขึ้นรูปได้อย่างง่ายดาย

โพลีสไตรีน(PS) /ˌpɒliˈstaɪriːn / เป็นพอลิเมร์สังเคราะห์ที่ทำจากโมโนเมอร์ของไฮโดรคาร์บอนอะโรมาติกสไตรีน[ 5 ]โพลีไตรีนอาจเป็นของแข็งหรือโฟม โพลีสไตรีนอเนกประสงค์มีลักษณะใส แข็ง และเปราะ เมื่อเทียบตามน้ำหนักแล้ว ถือว่าเป็นเรซินที่มีราคาค่อนข้างถูกและเป็นตัวกั้นออกซิเจนและไอน้ำได้ค่อนข้างแย่ มีจุดหลอมเหลวค่อนข้างต่ำ[ 6 ] [ 7 ] โพลีสไตรีนเป็น พลาสติกที่ใช้กันอย่างแพร่หลายที่สุดชนิดหนึ่งโดยมีปริมาณการผลิตหลายล้านตันต่อปี[ 8 ] โพลีสไตรีนมี ความโปร่งใสตามธรรมชาติเมื่อมองด้วยแสง แต่สามารถเติมสีได้การใช้งานรวมถึงบรรจุภัณฑ์ป้องกัน (เช่นเม็ดโฟมกันกระแทกและกล่องใส่แผ่นซีดี ) ภาชนะ ฝาปิด ขวด ถาด แก้วน้ำ ช้อนส้อมแบบใช้แล้วทิ้ง [ 6 ] โมเดลและ (เป็นวัสดุทางเลือกแทนไวนิล ) แผ่นเสียง[ 9 ]

โพลีสไตรีน เป็นพอลิเมอร์เทอร์โมพลาสติกที่อยู่ในสถานะของแข็ง (คล้ายแก้ว) ที่อุณหภูมิห้อง แต่จะไหลได้หากได้รับความร้อนสูงกว่าประมาณ 100 °C ซึ่งเป็นอุณหภูมิการเปลี่ยนสถานะเป็นแก้วและจะกลับมาแข็งตัวอีกครั้งเมื่อเย็นลง พฤติกรรมตามอุณหภูมินี้ ซึ่งสามารถควบคุมได้ด้วยการเชื่อมโยงข้ามด้วยแสง ถูกนำมาใช้ประโยชน์ในการอัดรีด (เช่นในโฟมสไตรีน ) และยังใช้สำหรับการขึ้นรูปและการขึ้นรูปด้วยสุญญากาศเนื่องจากวัสดุนี้สามารถหล่อในแม่พิมพ์ที่มีรายละเอียดสูงได้[ 10 ]

ตาม มาตรฐาน ASTMโพลีสไตรีนถือว่าไม่สามารถย่อยสลายได้ทางชีวภาพมันสะสมเป็นขยะ ใน สิ่งแวดล้อมภายนอกโดยเฉพาะอย่างยิ่งตามชายฝั่งและทางน้ำ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในรูปของโฟม และในมหาสมุทร[ 11 ]

ประวัติศาสตร์

โพลีสไตรีนถูกค้นพบในปี ค.ศ. 1839 โดยEduard Simonเภสัชกรจากเบอร์ลิน[ 12 ]จากสตอแรกซ์ ซึ่ง เป็นเรซินของต้นLiquidambar orientalisเขาได้กลั่นสารที่มีลักษณะเป็นน้ำมันออกมา และตั้งชื่อว่าสไตรอล ซึ่งปัจจุบันเรียกว่าสไตรีนหลายวันต่อมา Simon พบว่ามันข้นขึ้นเป็นเจล ซึ่งปัจจุบันทราบกันว่าเป็นพอลิเมอร์และเขาตั้งชื่อว่าสไตรอลออกไซด์ ("Styroloxyd") เพราะเขาสันนิษฐานว่ามันเกิดจากการออกซิเดชัน ( สไตรีนออกไซด์เป็นสารประกอบที่แตกต่าง) ในปี ค.ศ. 1845 นักเคมีชาวจาเมกาJohn Buddle BlythและนักเคมีชาวเยอรมันAugust Wilhelm von Hofmannได้แสดงให้เห็นว่าการเปลี่ยนแปลงของสไตรอลแบบเดียวกันนี้เกิดขึ้นได้โดยปราศจากออกซิเจน[ 13 ]พวกเขาเรียกผลิตภัณฑ์นี้ว่า "เมตาสไตรอล" การวิเคราะห์แสดงให้เห็นว่ามันมีคุณสมบัติทางเคมีเหมือนกับสไตรอลออกไซด์ของ Simon [ 14 ]ในปี พ.ศ. 2409 มาร์เซลลิน เบอร์เทล็อตได้ระบุอย่างถูกต้องว่าการก่อตัวของเมตาสไตรอล/สไตรอลอกซิดจากสไตรอลเป็นกระบวนการพอลิเมอ ไรเซชัน [ 15 ]ประมาณ 80 ปีต่อมา ได้มีการตระหนักว่าการให้ความร้อนแก่สไตรอลจะเริ่มต้นปฏิกิริยาลูกโซ่ที่สร้างโมเลกุล ขนาดใหญ่ ตามวิทยานิพนธ์ของนักเคมีอินทรีย์ชาวเยอรมันเฮอร์มันน์ สเตาดิงเกอร์ (พ.ศ. 2424-2508) ซึ่งในที่สุดก็ทำให้สารนี้ได้รับชื่อปัจจุบันว่า โพลีสไตรีน

บริษัทIG Farbenเริ่มผลิตโพลีสไตรีนในเมืองลุดวิกส์ฮาเฟนราวปี 1931 โดยหวังว่าจะเป็นวัสดุทดแทนที่เหมาะสมสำหรับสังกะสี หล่อขึ้นรูป ในหลายๆ การใช้งาน ความสำเร็จเกิดขึ้นเมื่อพวกเขาพัฒนาภาชนะปฏิกรณ์ที่อัดขึ้นรูปโพลีสไตรีนผ่านท่อความร้อนและใบมีดตัด ทำให้ได้โพลีสไตรีนในรูปเม็ด[ 16 ]

เรย์ แมคอินไทร์ (1918–1996) วิศวกรเคมีของบริษัทดาวเคมีคอล ได้ค้นพบกระบวนการที่คาร์ล มันเตอร์สนัก ประดิษฐ์ชาวสวีเดนจดสิทธิบัตรไว้ตั้งแต่ต้นทศวรรษ 1930 อีกครั้ง [ 17 ]ตามข้อมูลจากสถาบันประวัติศาสตร์วิทยาศาสตร์ "ดาวได้ซื้อสิทธิ์ในวิธีการของมันเตอร์สและเริ่มผลิตวัสดุที่มีน้ำหนักเบา ทนต่อน้ำ และลอยน้ำได้ ซึ่งดูเหมือนจะเหมาะอย่างยิ่งสำหรับการสร้างท่าเรือและเรือ และสำหรับการเป็นฉนวนกันความร้อนในบ้าน สำนักงาน และโรงเรือนเลี้ยงไก่" [ 18 ]ในปี 1944 สไตรอฟอร์มได้รับการจด สิทธิบัตร [ 19 ]

ก่อนปี 1949 วิศวกรเคมี Fritz Stastny (1908–1985) ได้พัฒนาเม็ด PS ที่ขยายตัวล่วงหน้าโดยการผสมไฮโดรคาร์บอนอะลิฟาติก เช่น เพนเทน เม็ดเหล่านี้เป็นวัตถุดิบสำหรับการขึ้นรูปชิ้นส่วนหรือการอัดรีดแผ่นBASFและ Stastny ได้ยื่นขอสิทธิบัตร ซึ่งได้รับการอนุมัติในปี 1949 กระบวนการขึ้นรูปได้รับการสาธิตที่งาน Kunststoff Messe 1952 ในเมืองดุสเซลดอร์ฟ ผลิตภัณฑ์ได้รับการตั้งชื่อว่า Styropor [ 20 ]

โครงสร้างผลึกของโพลีสไตรีนไอโซแทคติกได้รับการรายงานโดยGiulio Natta [ 21 ]

ในปี พ.ศ. 2497 บริษัท Koppersในเมืองพิตต์สเบิร์กรัฐเพนซิลเวเนีย ได้พัฒนา โฟม โพลีสไตรีนขยายตัว (EPS) ภายใต้ชื่อทางการค้า Dylite [ 22 ]ในปี พ.ศ. 2503 Dart Container ซึ่งเป็นผู้ผลิตถ้วยโฟมรายใหญ่ที่สุด ได้จัดส่งคำสั่งซื้อครั้งแรก[ 23 ]

โครงสร้างและการผลิต

โพลีสไตรีนเป็นวัสดุไวไฟ และจะปล่อย ควันดำออกมาจำนวนมากเมื่อถูกเผาไหม้
โฟมโพลีสไตรีนขยายตัวมีน้ำหนักเบา นี่คือชายคนหนึ่งในเมืองกุ้ยหยางประเทศจีน กำลังแบกบรรจุภัณฑ์โฟมโพลีสไตรีนขยายตัวจำนวนมาก

ใน ทาง เคมีโพลีสไตรีนเป็นไฮโดรคาร์บอนสายยาวซึ่งมีคาร์บอนอะตอมสลับกันเชื่อมต่อกับหมู่ฟีนิล (อนุพันธ์ของเบนซีน ) สูตรเคมีของโพลีสไตรีนคือ(C₂O₅)8ชม8)nมันประกอบด้วยธาตุ เคมีคาร์บอนและไฮโดรเจน

คุณสมบัติของวัสดุถูกกำหนดโดยแรงดึงดูด แวนเดอร์วาลส์ระยะสั้นระหว่างโซ่พอลิเมอร์ เนื่องจากโมเลกุลประกอบด้วยอะตอมหลายพันอะตอม แรงดึงดูดสะสมระหว่างโมเลกุลจึงมีมาก เมื่อได้รับความร้อน (หรือเสียรูปอย่างรวดเร็วเนื่องจากคุณสมบัติความยืดหยุ่นหนืดและฉนวนกันความร้อน) โซ่สามารถมีโครงสร้างที่แน่นขึ้นและเลื่อนผ่านกันได้ ความ อ่อนแอ ระหว่างโมเลกุล นี้ (เมื่อเทียบกับ ความแข็งแรง ภายในโมเลกุล ที่สูง เนื่องจากโครงสร้างไฮโดรคาร์บอน) ทำให้เกิดความยืดหยุ่นและความยืดหยุ่น ความสามารถของระบบในการเสียรูปได้ง่ายเหนืออุณหภูมิการเปลี่ยนสถานะแก้วทำให้พอลิสไตรีน (และพอลิเมอร์เทอร์โมพลาสติกโดยทั่วไป) สามารถอ่อนตัวและขึ้นรูปได้ง่ายเมื่อได้รับความร้อน พอลิสไตรีนที่อัดขึ้นรูปมีความแข็งแรงพอๆ กับอะลูมิเนียม ที่ไม่ผสม โลหะ แต่มีความยืดหยุ่นมากกว่าและมีความหนาแน่นน้อยกว่ามาก (1.05 กรัม/ซม³สำหรับพอลิสไตรีนเทียบกับ 2.70 กรัม/ซม³สำหรับอะลูมิเนียม) [ 24 ]

การผลิต

พอลิสไตรีนเป็นพอลิเมอร์แบบเติมที่เกิดขึ้นเมื่อโมโนเมอร์ส ไตรีนเกิด ปฏิกิริยา พอลิเม อไรเซชัน (เชื่อมต่อกัน) ใน กระบวนการ พอลิเมอ ไรเซชัน พันธะ πระหว่าง คาร์บอนกับ คาร์บอนของหมู่ไวนิลจะแตกออก และ เกิด พันธะ σ ระหว่างคาร์บอนกับคาร์บอนขึ้นใหม่ โดยเชื่อมต่อกับคาร์บอนของโมโนเมอร์สไตรีนอีกตัวหนึ่งในสายโซ่ เนื่องจากใช้โมโนเมอร์เพียงชนิดเดียวในการเตรียม จึงจัดเป็นโฮโมพอลิเมอร์ พันธะ σ ที่เกิดขึ้นใหม่มีความแข็งแรงกว่าพันธะ π ที่แตกออก ทำให้ยากต่อการสลายตัวของพอลิสไตรีน โดยทั่วไปแล้ว สายโซ่ของพอลิสไตรีนจะประกอบด้วยโมโนเมอร์ประมาณหลายพันตัว ทำให้มีมวลโมเลกุลประมาณ 100,000–400,000 กรัม/โมล

คาร์บอนแต่ละตัวในโครงสร้างหลักมีรูปทรงสี่เหลี่ยมด้านเท่าและคาร์บอนที่มีหมู่ฟีนิล (วงแหวนเบนซีน) ติดอยู่จะเป็นคาร์บอนที่ มีสมบัติ ทางสเตอริโอหากวางโครงสร้างหลักเป็นโซ่ซิกแซกยาวแบนราบ หมู่ฟีนิลแต่ละหมู่จะเอียงไปข้างหน้าหรือข้างหลังเมื่อเทียบกับระนาบของโซ่

ความสัมพันธ์ เชิงสเตอริโอเคมีสัมพัทธ์ของกลุ่มฟีนิลที่ต่อเนื่องกันเป็นตัวกำหนดแทคติซิตี้ซึ่งส่งผลต่อคุณสมบัติทางกายภาพต่างๆ ของวัสดุ[ 25 ]

ยุทธวิธี

ในพอลิสไตรีนแทคติซิตี้อธิบายถึงระดับการเรียงตัวอย่างสม่ำเสมอของกลุ่มฟีนิล (จัดเรียงอยู่ด้านใดด้านหนึ่ง) ในสายโซ่พอลิเมอร์ แทคติซิตี้มีผลอย่างมากต่อคุณสมบัติของพลาสติก พอลิสไตรีนมาตรฐานเป็นแบบอะแทคติก ส่วน ได แอสเตอริโอเมอร์ที่กลุ่มฟีนิลทั้งหมดอยู่ด้านเดียวกันเรียกว่าพอลิสไตรีนไอโซแทคติก ซึ่งไม่ได้ผลิตในเชิงพาณิชย์

โพลีสไตรีนอะแทคติก

โพลีสไตรีนรูปแบบเดียวที่มีความสำคัญในเชิงพาณิชย์คืออะแทคติกซึ่งกลุ่มฟีนิลจะกระจายแบบสุ่มทั้งสองด้านของโซ่พอลิเมอร์ ตำแหน่งแบบสุ่มนี้ทำให้โซ่ไม่สามารถเรียงตัวกันอย่างสม่ำเสมอเพียงพอที่จะทำให้เกิดผลึก ได้ พลาสติกชนิดนี้มีอุณหภูมิการเปลี่ยนสถานะแก้วT g ประมาณ 90 °C การเกิดพอลิเมอ ร์เริ่มต้นด้วยอนุมูลอิสระ[ 8 ]

โพลีสไตรีนซินดิโอแทคติก

การพอลิเมอไรเซชันแบบ Ziegler–Nattaสามารถผลิตพอ ลิสไตรีนซิ นดิโอแทคติกที่มี ระเบียบ โดยมีกลุ่มฟีนิลวางอยู่สลับด้านกันของโครงสร้างไฮโดรคาร์บอน รูปแบบนี้มีผลึกสูงโดยมีT m (จุดหลอมเหลว) ที่ 270 °C (518 °F) ปัจจุบันเรซินพอลิสไตรีนซินดิโอแทคติกผลิตภายใต้ชื่อทางการค้า XAREC โดยบริษัท Idemitsu ซึ่งใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาเมทัลโลซีนสำหรับปฏิกิริยาพอลิเมอไรเซชัน[ 26 ]

การเสื่อมสภาพ

โพลีสไตรีนค่อนข้างเฉื่อยทางเคมี แม้ว่าจะกันน้ำและทนต่อการสลายตัวโดยกรดและเบสหลายชนิด แต่ก็ถูกทำลายได้ง่ายโดยตัวทำละลายอินทรีย์หลายชนิด (เช่น ละลายอย่างรวดเร็วเมื่อสัมผัสกับอะซิโตน ) ตัวทำละลายคลอรีน และตัวทำละลายไฮโดรคาร์บอนอะโรมาติก เนื่องจากความยืดหยุ่นและความเฉื่อย จึงถูกนำไปใช้ในการผลิตสิ่งของทางการค้าหลายอย่าง เช่นเดียวกับสารประกอบอินทรีย์อื่นๆ โพลีสไตรีนจะเผาไหม้ให้ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์และไอน้ำรวมถึงผลพลอยได้จากการสลายตัวทางความร้อนอื่นๆ โพลีสไตรีนซึ่งเป็นไฮโดรคาร์บอนอะโรมาติกมักจะเผาไหม้ไม่สมบูรณ์ดังที่เห็นได้จากเปลวไฟ ที่มีเขม่า

กระบวนการสลายพอลิสไตรีนให้เป็นโมโนเม อ ร์สไต รีน เรียกว่าการไพโรไลซิสซึ่งเกี่ยวข้องกับการใช้ความร้อนและความดันสูงเพื่อสลายพันธะเคมีระหว่างสารประกอบสไตรีนแต่ละชนิด การไพโรไลซิสมักจะเกิดขึ้นที่อุณหภูมิสูงถึง 430 °C (806 °F) [ 27 ]ต้นทุนพลังงานที่สูงในการทำเช่นนี้ทำให้การรีไซเคิลพอลิสไตรีนกลับไปเป็นโมโนเมอร์สไตรีนในเชิงพาณิชย์ทำได้ยาก

สิ่งมีชีวิต

โดยทั่วไปแล้วโพลีสไตรีนถือว่าไม่สามารถย่อยสลายได้ทางชีวภาพ อย่างไรก็ตาม สิ่งมีชีวิตบางชนิดสามารถย่อยสลายได้ แม้ว่าจะช้ามากก็ตาม[ 28 ]

ในปี 2558 นักวิจัยค้นพบว่าหนอนแมลงซึ่งเป็นตัวอ่อนของด้วงมืดTenebrio molitorสามารถย่อยและดำรงชีวิตได้อย่างมีสุขภาพดีด้วยอาหาร EPS [ 29 ] [ 30 ]หนอนแมลงประมาณ 100 ตัวสามารถบริโภคโฟมสีขาวนี้ได้ระหว่าง 34 มิลลิกรัม (0.52 กรัม) ถึง 39 มิลลิกรัม (0.60 กรัม) ต่อวัน มูลของหนอนแมลงพบว่าปลอดภัยสำหรับการใช้เป็นดินสำหรับปลูกพืช[ 29 ]

ในปี 2559 มีรายงานว่าหนอนซุปเปอร์เวิร์ม ( Zophobas morio ) อาจกินโพลีสไตรีนขยายตัว (EPS) [ 31 ]กลุ่มนักเรียนมัธยมปลายในมหาวิทยาลัย Ateneo de Manilaพบว่าเมื่อเปรียบเทียบกับตัวอ่อนของTenebrio molitor ตัวอ่อนของ Zophobas morioอาจบริโภค EPS ในปริมาณที่มากกว่าในช่วงระยะเวลาที่ยาวนานกว่า[ 32 ]

ในปี 2022 นักวิทยาศาสตร์ได้ระบุสกุลแบคทีเรียหลายชนิด รวมถึงPseudomonas , RhodococcusและCorynebacteriumในลำไส้ของหนอนซุปเปอร์เวิร์มที่มีเอนไซม์ที่เข้ารหัสซึ่งเกี่ยวข้องกับการย่อยสลายโพลีสไตรีนและผลิตภัณฑ์สลายตัวคือสไตรีน[ 33 ]

แบคทีเรียPseudomonas putidaสามารถเปลี่ยนน้ำมันสไตรีนให้ เป็น พลาสติกPHA ที่ย่อยสลายได้ทางชีวภาพ [ 34 ] [ 35 ] [ 36 ]สิ่งนี้อาจมีประโยชน์ในการกำจัดโฟมโพลีสไตรีนอย่างมีประสิทธิภาพในอนาคต ควรสังเกตว่าโพลีสไตรีนต้องผ่านกระบวนการไพโรไลซิสเพื่อเปลี่ยนเป็นน้ำมันสไตรีน

แบบฟอร์มที่ผลิต

คุณสมบัติ
ความหนาแน่นของ EPS 16–640 กก./ม. 3 [ 37 ]
โมดูลัสของยัง ( E ) 3000–3600 เมกะปาสคาล
ความแข็งแรงดึง ( s t ) 46–60 MPa
การยืดตัวเมื่อขาด 3–4%
การทดสอบแรงกระแทกแบบชาร์ปี2–5 กิโลจูล / ตร.ม.
อุณหภูมิการเปลี่ยนสถานะของแก้ว 100 °C [ 38 ]
จุดอ่อนตัวของวิแคท90 °C [ 39 ]
สัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อน8×10 −5 / K
ความจุความร้อนจำเพาะ ( c ) 1.3 กิโลจูล/(กิโลกรัม·เคลวิน)
การดูดซับน้ำ (ASTM) 0.03–0.1
การสลายตัวX ปีแล้ว ยังคงผุพังอยู่

โดยทั่วไปแล้ว โพลีสไตรีนจะถูกขึ้นรูปด้วยการฉีดขึ้นรูปการขึ้นรูปด้วยสุญญากาศหรือการอัดรีด ในขณะที่โพลีสไตรีนขยายตัวจะถูกอัดรีดหรือขึ้นรูปด้วยกระบวนการพิเศษ นอกจากนี้ ยังมีการผลิต โคพอลิเมอร์ ของโพลีสไตรีน ซึ่งประกอบด้วยโมโนเมอร์อื่นๆ หนึ่งตัวหรือมากกว่านั้น นอกเหนือจากสไตรีน คอมโพสิตโพลีสไตรีนขยายตัวกับเซลลูโลส[ 40 ] [ 41 ]และแป้ง[ 42 ]ก็ได้รับการผลิตขึ้นเช่นกัน โพลีสไตรีนถูกใช้ในวัตถุระเบิดที่ยึดด้วยพอลิเมอร์ บางชนิด (PBX)

โพลีสไตรีนแผ่นหรือขึ้นรูป

กล่องใส่ซีดีที่ทำจากโพลีสไตรีนอเนกประสงค์ (GPPS) และโพลีสไตรีนทนแรงกระแทกสูง (HIPS)
มีดโกนแบบใช้แล้วทิ้งที่ทำจากโพลีสไตรีน

โพลีสไตรีน (PS) ใช้ในการผลิตช้อนส้อมและจานชาม พลาสติกแบบใช้แล้ว ทิ้ง กล่อง ใส่แผ่นซีดีตัวเรือน เครื่องตรวจจับควัน กรอบป้ายทะเบียนรถยนต์ ชุดประกอบ โมเดลพลาสติกและวัตถุอื่นๆ อีกมากมายที่ต้องการพลาสติกแข็งและราคาประหยัด วิธีการผลิต ได้แก่การขึ้นรูปด้วยความร้อน ( การขึ้นรูปด้วยสุญญากาศ ) และ การ ฉีด ขึ้นรูป

จานเพาะเชื้อโพลี สไตรีน และ ภาชนะห้อง ปฏิบัติการ อื่นๆ เช่นหลอดทดลองและไมโครเพลทมีบทบาทสำคัญในการวิจัยและวิทยาศาสตร์ชีวการแพทย์ สำหรับการใช้งานเหล่านี้ ผลิตภัณฑ์เกือบทั้งหมดผลิตโดยการฉีดขึ้นรูป และมักจะฆ่าเชื้อหลังการขึ้นรูป ไม่ว่าจะโดยการฉายรังสีหรือการบำบัดด้วยเอทิลีนออกไซด์การปรับเปลี่ยนพื้นผิวหลังการขึ้นรูป โดยปกติด้วยพลาสมาที่อุดมไปด้วยออกซิเจนมักจะทำเพื่อเพิ่มกลุ่มขั้ว การวิจัยชีวการแพทย์สมัยใหม่ส่วนใหญ่อาศัยการใช้ผลิตภัณฑ์ดังกล่าว ดังนั้น ผลิตภัณฑ์เหล่านี้จึงมีบทบาทสำคัญในการวิจัยทางเภสัชกรรม[ 43 ]

แผ่นโพลีสไตรีนบางๆ ถูกนำมาใช้ในตัวเก็บประจุแบบ ฟิล์มโพลีสไตรีน เนื่องจากมันสามารถสร้างฉนวนไฟฟ้า ที่มีเสถียรภาพสูงมาก แต่ปัจจุบันไม่ค่อยได้ใช้แล้ว และหันไปใช้โพลีเอสเตอร์แทน

โฟม

ภาพระยะใกล้ของบรรจุภัณฑ์โฟมโพลีสไตรีนขยายตัว

โฟมโพลีสไตรีนมีอากาศ 95–98% [ 44 ] [ 45 ]โฟมโพลีสไตรีนเป็นฉนวนกันความร้อนที่ดี จึงมักใช้เป็นวัสดุฉนวนสำหรับอาคาร เช่น ในแบบหล่อคอนกรีตฉนวนและระบบอาคารแผงฉนวนโครงสร้าง โฟมโพลีสไตรีนสีเทาที่ผสมกราไฟต์มีคุณสมบัติเป็นฉนวนที่ดีเยี่ยม[ 46 ]

Carl Muntersและ John Gudbrand Tandberg จากสวีเดนได้รับสิทธิบัตรของสหรัฐอเมริกาสำหรับโฟมโพลีสไตรีนเป็นผลิตภัณฑ์ฉนวนในปี พ.ศ. 2478 (สิทธิบัตรของสหรัฐอเมริกาเลขที่ 2,023,204) [ 47 ]

โฟม PS ยังมีคุณสมบัติในการลดแรงสั่นสะเทือนที่ดี ดังนั้นจึงมีการใช้งานอย่างแพร่หลายในด้านบรรจุภัณฑ์เครื่องหมายการค้าStyrofoamของบริษัท Dow Chemical Companyถูกนำมาใช้กันอย่างไม่เป็นทางการ (ส่วนใหญ่ในสหรัฐอเมริกาและแคนาดา) สำหรับผลิตภัณฑ์โฟมโพลีสไตรีนทั้งหมด แม้ว่าตามหลักแล้วควรใช้เฉพาะกับโฟมโพลีสไตรีนแบบ "อัดขึ้นรูปเซลล์ปิด" ที่ผลิตโดย Dow Chemicals เท่านั้น

นอกจากนี้ โฟมยังใช้สำหรับโครงสร้างทางสถาปัตยกรรมที่ไม่ต้องรับน้ำหนัก (เช่นเสา ประดับ ) อีกด้วย

โพลีสไตรีนขยายตัว (EPS)

แผ่นโฟมเทอร์โมคอลที่ทำจากเม็ดโฟมโพลีสไตรีนขยายตัว (EPS) แผ่นทางซ้ายมาจากกล่องบรรจุภัณฑ์ ส่วนแผ่นทางขวาใช้สำหรับงานฝีมือ มีเนื้อสัมผัสคล้ายไม้ก๊อกและกระดาษ ใช้สำหรับตกแต่งเวที ทำแบบจำลองนิทรรศการ และบางครั้งใช้เป็นทางเลือกราคาประหยัดแทนลำต้นของต้นโชลา ( Aeschynomene aspera ) สำหรับงานศิลปะ
ภาพตัดขวางของบล็อกเทอร์โมคอลภายใต้กล้องจุลทรรศน์แบบใช้แสง ( แบบส่องสว่าง , เลนส์วัตถุ = 10×, เลนส์ใกล้ตา = 15×) ทรงกลมขนาดใหญ่คือเม็ดโพลีสไตรีนที่ขยายตัวแล้วถูกบีบอัดและหลอมรวมกัน รูรูปดาวที่สว่างตรงกลางภาพคือช่องว่างอากาศระหว่างเม็ดโพลีสไตรีน ซึ่งขอบของเม็ดโพลีสไตรีนยังหลอมรวมกันไม่สมบูรณ์ แต่ละเม็ดทำจากฟองอากาศที่มีผนังบางๆ ของโพลีสไตรีน

โพลีสไตรีนขยายตัว (EPS) (โดยทั่วไปเรียกว่า "สไตรอฟอร์ม" ในอเมริกาเหนือ) เป็นโฟม เซลล์ปิดที่แข็งและทนทาน มีความหนาแน่นปกติอยู่ในช่วง 11 ถึง 32 กก./ลบ.ม. [ 48 ]โดยทั่วไปจะมีสีขาวและทำจากเม็ดโพลีสไตรีนที่ขยายตัวไว้ล่วงหน้า กระบวนการผลิต EPS ตามธรรมเนียมเริ่มต้นด้วยการสร้างเม็ดโพลีสไตรีนขนาดเล็ก โมโนเมอร์สไตรีน (และสารเติมแต่งอื่นๆ ที่อาจเกิดขึ้น) จะถูกแขวนลอยในน้ำ ซึ่งจะเกิดปฏิกิริยาพอลิเมอไรเซชันแบบอนุมูลอิสระ เม็ดโพลีสไตรีนที่เกิดขึ้นจากกลไกนี้อาจมีเส้นผ่านศูนย์กลางเฉลี่ยประมาณ 200 ไมโครเมตร จากนั้นเม็ดเหล่านี้จะถูกทำให้ซึมผ่านด้วย "สารเป่า" ซึ่งเป็นวัสดุที่ช่วยให้เม็ดขยายตัวได้ โดยทั่วไปจะใช้ เพนเทนเป็นสารเป่า เม็ดจะถูกใส่ลงในเครื่องปฏิกรณ์ที่มีการกวนอย่างต่อเนื่องพร้อมกับสารเป่าและสารเติมแต่งอื่นๆ และสารเป่าจะซึมเข้าไปในรูพรุนภายในเม็ดแต่ละเม็ด จากนั้นเม็ดจะถูกขยายตัวโดยใช้ไอน้ำ[ 49 ]

EPS ใช้สำหรับภาชนะบรรจุอาหารแผ่นขึ้นรูปสำหรับฉนวนกันความร้อนในอาคารและวัสดุบรรจุภัณฑ์ ไม่ว่าจะเป็นบล็อกแข็งที่ขึ้นรูปเพื่อรองรับสิ่งของที่ต้องการปกป้อง หรือเป็นเม็ด"ถั่ว" ที่ใช้รองรับ สิ่งของที่เปราะ บางภายในกล่อง [ 50 ]นอกจากนี้ EPS ยังถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในงานด้านยานยนต์และความปลอดภัยบนท้องถนน เช่นหมวกกันน็อครถจักรยานยนต์และ แผงกั้นถนน ในสนามแข่งรถ[ 51 ] [ 52 ] [ 53 ]

ผลิตภัณฑ์ EPS ส่วนใหญ่ผลิตขึ้นโดยวิธีการฉีดขึ้นรูป แม่พิมพ์มักผลิตจากเหล็ก (ซึ่งสามารถชุบแข็งและเคลือบได้) และโลหะผสมอะลูมิเนียม แม่พิมพ์ถูกควบคุมผ่านระบบช่องทางของประตูและทางวิ่ง[ 54 ] EPS มักถูกเรียกว่า "สไตรอฟอร์ม" ใน กลุ่มประเทศที่ใช้ ภาษาอังกฤษซึ่ง เป็นชื่อเรียก ทั่วไป ของ โพลีสไตรีนอัดขึ้นรูปยี่ห้อ Dow Chemical [ 55 ]

EPS ในงานก่อสร้างอาคาร

แผ่น EPS มักบรรจุเป็นแผ่นแข็ง (ขนาดทั่วไปในยุโรปคือ 100 ซม. x 50 ซม. โดยปกติแล้วจะขึ้นอยู่กับประเภทของการเชื่อมต่อและเทคนิคการติดกาวที่ต้องการ ซึ่งอาจมีขนาด 99.5 ซม. x 49.5 ซม. หรือ 98 ซม. x 48 ซม. ขนาดที่พบได้น้อยกว่าคือ 120 x 60 ซม. ขนาด 4 x 8 ฟุต (1.2 x 2.4 ม.) หรือ 2 x 8 ฟุต (0.61 x 2.44 ม.) ในสหรัฐอเมริกา) ความหนาทั่วไปอยู่ระหว่าง 10 มม. ถึง 500 มม. มักมีการปรับแต่งเพิ่มเติม สารเติมแต่ง และชั้นนอกบางๆ เพิ่มเติมบนด้านใดด้านหนึ่งหรือทั้งสองด้านเพื่อช่วยปรับปรุงคุณสมบัติต่างๆ ตัวอย่างเช่น การเคลือบด้วยแผ่นซีเมนต์เพื่อสร้างแผ่น ฉนวนโครงสร้าง

ค่าการนำความร้อนวัดตามมาตรฐาน EN 12667 ค่าทั่วไปอยู่ระหว่าง 0.032 ถึง 0.038 W/(m⋅K) ขึ้นอยู่กับความหนาแน่นของแผ่น EPS ค่า 0.038 W/(m⋅K) ได้จากการทดสอบที่ความหนาแน่น 15 kg/m³ ในขณะที่ค่า 0.032 W/(m⋅K) ได้จากการทดสอบที่ความหนาแน่น 40 kg/m³ ตามข้อมูลจำเพาะของ K-710 จาก StyroChem ประเทศฟินแลนด์ การเติมสารตัวเติม (กราไฟต์ อะลูมิเนียม หรือคาร์บอน) ทำให้ค่าการนำความร้อนของ EPS สูงขึ้นถึงประมาณ 0.030–0.034 W/(m⋅K) (ต่ำสุดที่ 0.029 W/(m⋅K)) และมีสีเทา/ดำ ซึ่งแตกต่างจาก EPS มาตรฐาน ผู้ผลิต EPS หลายรายได้ผลิต EPS ที่มีค่าการนำความร้อนสูงขึ้นหลากหลายชนิดเพื่อใช้ในผลิตภัณฑ์นี้ในสหราชอาณาจักรและสหภาพยุโรป

ค่าความต้านทานการแพร่ของไอน้ำ( μ ) ของ EPS อยู่ที่ประมาณ 30–70

ICC-ES ( International Code Council Evaluation Service) กำหนดให้แผ่น EPS ที่ใช้ในการก่อสร้างอาคารต้องเป็นไปตามข้อกำหนด ASTM C578 หนึ่งในข้อกำหนดเหล่านั้นคือดัชนีออกซิเจนจำกัดของ EPS ที่วัดโดย ASTM D2863 ต้องมากกว่า 24% โดยปริมาตร โดยทั่วไป EPS มีดัชนีออกซิเจนประมาณ 18% โดยปริมาตร ดังนั้นจึงมีการเติมสารหน่วงไฟลงในสไตรีนหรือโพลีสไตรีนในระหว่างการผลิต EPS

แผ่นวัสดุที่ผสมสารหน่วงไฟ เมื่อทดสอบในอุโมงค์ลมโดยใช้วิธีการทดสอบ UL 723 หรือ ASTM E84 จะมีค่าดัชนีการลามไฟน้อยกว่า 25 และค่าดัชนีการเกิดควันน้อยกว่า 450 มาตรฐาน ICC-ES กำหนดให้ใช้ฉนวนกันความร้อน 15 นาที เมื่อใช้แผ่น EPS ภายในอาคาร

ตามข้อมูลขององค์กร EPS-IA ICF ความหนาแน่นทั่วไปของ EPS ที่ใช้สำหรับแบบหล่อคอนกรีตฉนวน ( คอนกรีตโพลีสไตรีนขยายตัว ) คือ 1.35 ถึง 1.80 ปอนด์ต่อลูกบาศก์ฟุต (21.6 ถึง 28.8 กก./ลบ.ม. )ซึ่งจัดเป็น EPS ประเภท II หรือประเภท IX ตามมาตรฐาน ASTM C578 บล็อกหรือแผ่น EPS ที่ใช้ในการก่อสร้างอาคารมักจะถูกตัดโดยใช้ลวดร้อน[ 56 ]

โพลีสไตรีนอัดรีด (XPS)

โฟมโพลีสไตรีนอัดขึ้นรูปมีพื้นผิวเรียบ และสามารถตัดเป็นรูปทรงที่มีขอบคมได้โดยไม่แตกหัก

โฟมโพลีสไตรีนอัดรีด (XPS) ประกอบด้วยเซลล์ปิด มีคุณสมบัติพื้นผิวที่เรียบเนียนขึ้น ความแข็งมากขึ้น และการนำความร้อนลดลง ช่วงความหนาแน่นอยู่ที่ประมาณ 28–34 กก. / ลบ.ม. [ 57 ] [ 58 ]

วัสดุโพลีสไตรีนอัดขึ้นรูป (XPS) ยังใช้ในงานฝีมือและ การสร้าง แบบจำลองโดยเฉพาะอย่างยิ่ง แบบจำลอง ทางสถาปัตยกรรมเนื่องจากกระบวนการผลิตแบบอัดขึ้นรูป XPS จึงไม่จำเป็นต้องมีสารเคลือบผิวเพื่อรักษาคุณสมบัติทางความร้อนหรือทางกายภาพ ดังนั้นจึงเป็นวัสดุทดแทนกระดาษลูกฟูก ที่มีความสม่ำเสมอกว่า ค่าการนำความร้อนแตกต่างกันไประหว่าง 0.029 ถึง 0.039 วัตต์/(เมตร·เคลวิน) ขึ้นอยู่กับความแข็งแรง/ความหนาแน่นของวัสดุ และค่าเฉลี่ยอยู่ที่ประมาณ 0.035 วัตต์/(เมตร·เคลวิน)

ค่าความต้านทานการแพร่ของไอน้ำ (μ) ของ XPS อยู่ที่ประมาณ 80–250

วัสดุโฟมโพลีสไตรีนอัดขึ้นรูปที่ใช้กันทั่วไป ได้แก่:

การดูดซับน้ำของโฟมโพลีสไตรีน

แม้ว่าจะเป็นโฟมเซลล์ปิด แต่ทั้งโพลีสไตรีนแบบขยายตัวและแบบอัดขึ้นรูปก็ไม่ได้กันน้ำหรือกันไอน้ำได้ทั้งหมด[ 60 ]ในโพลีสไตรีนแบบขยายตัวจะมีช่องว่างระหว่างเม็ดเซลล์ปิดที่ขยายตัวซึ่งก่อให้เกิดเครือข่ายช่องเปิดระหว่างเม็ดที่ยึดติดกัน และเครือข่ายช่องว่างนี้สามารถเต็มไปด้วยน้ำได้ หากน้ำแข็งตัวเป็นน้ำแข็ง มันจะขยายตัวและอาจทำให้เม็ดโพลีสไตรีนหลุดออกจากโฟมได้ โพลีสไตรีนแบบอัดขึ้นรูปยังสามารถซึมผ่านโมเลกุลของน้ำได้และไม่สามารถถือว่าเป็นฉนวนกันไอน้ำได้[ 61 ]

โดยทั่วไปแล้ว การแช่น้ำมักเกิดขึ้นเป็นเวลานานในโฟมโพลีสไตรีนที่สัมผัสกับความชื้นสูงอย่างต่อเนื่องหรือแช่อยู่ในน้ำอย่างต่อเนื่อง เช่น ในฝาครอบอ่างน้ำร้อน ในท่าเทียบเรือลอยน้ำ ในฐานะวัสดุลอยน้ำเสริมใต้ที่นั่งเรือ และสำหรับฉนวนอาคารภายนอกที่อยู่ต่ำกว่าระดับพื้นดินซึ่งสัมผัสกับน้ำใต้ดินอย่างต่อเนื่อง[ 62 ]โดยทั่วไปแล้ว จำเป็นต้องมีแผ่นกั้นไอน้ำภายนอก เช่น แผ่นพลาสติกที่ไม่สามารถซึมผ่านได้หรือการเคลือบแบบพ่นเพื่อป้องกันการอิ่มตัวของน้ำ

โพลีสไตรีนแบบจัดเรียงตัว

โพลีสไตรีนแบบยืด (Oriented polystyrene หรือ OPS) ผลิตโดยการยืดฟิล์ม PS ที่ขึ้นรูปด้วยการอัดรีด ทำให้มองเห็นทะลุผ่านวัสดุได้ดีขึ้นโดยลดความขุ่นมัวและเพิ่มความแข็งแรง มักใช้ในบรรจุภัณฑ์ที่ผู้ผลิตต้องการให้ผู้บริโภคมองเห็นผลิตภัณฑ์ที่อยู่ภายใน ข้อดีของ OPS คือต้นทุนการผลิตต่ำกว่าพลาสติกใสชนิดอื่น เช่นโพลีโพรพีลีน (PP) โพลีเอทิลีนเทเรฟทาเลต (PET) และโพลีสไตรีนทนแรงกระแทกสูง (HIPS) และมีความขุ่นมัวน้อยกว่า HIPS หรือ PP ข้อเสียหลักของ OPS คือเปราะและแตกหรือฉีกขาดได้ง่าย

โคพอลิเมอร์

พอลิสไตรีน ธรรมดา ( โฮโมพอลิเมอร์ ) มีคุณสมบัติที่ดีเยี่ยมในด้านความโปร่งใส คุณภาพพื้นผิว และความแข็ง การใช้งานยังขยายออกไปอีกด้วยการโคพอลิเม อไรเซชัน และการดัดแปลงอื่นๆ ( เช่น การผสมกับPCและพอลิสไตรีนซินดิโอแทคติก) [ 63 ] : 102–104 มีการใช้โคพอลิเมอร์หลายชนิดโดยใช้สไตรีน เป็นพื้นฐาน ความเปราะของพอลิสไตรีนโฮโมพอลิเมอร์สามารถแก้ไขได้ด้วยโคพอลิเมอร์สไตรีน-บิวทาไดอีนที่ดัดแปลงด้วยอีลาสโตเมอร์ โคพอลิเมอร์ของสไตรีนและอะคริโลไนไตรล์ ( SAN ) ทนต่อความเครียดจากความร้อน ความร้อน และสารเคมีได้ดีกว่าโฮโมพอลิเมอร์ และยังโปร่งใสอีกด้วย โคพอลิเมอร์ที่เรียกว่าABSมีคุณสมบัติคล้ายกันและสามารถใช้ได้ที่อุณหภูมิต่ำ แต่ทึบ แสง

โคพอลิเมอร์สไตรีน-บิวเทน

สามารถผลิตโคพอลิเมอร์สไตรีน-บิวเทนได้โดยมี ปริมาณ บิวทีน ต่ำ โคพอลิเมอร์สไตรีน-บิวเทน ได้แก่ PS-I และ SBC (ดูด้านล่าง) ซึ่งโคพอลิเมอร์ทั้งสองชนิดนี้ทนต่อแรงกระแทก PS-I เตรียมได้จากการโคพอลิเมอไรเซชันแบบกราฟต์ส่วน SBC เตรียมได้จากการโคพอลิเมอไรเซชันแบบบล็อกแอนไอออนิก ซึ่งทำให้โปร่งใสในกรณีที่ขนาดบล็อกเหมาะสม[ 64 ]

หากโคพอลิเมอร์สไตรีน-บิวเทนมีปริมาณบิวทิลีนสูงจะได้ ยางสไตรีน-บิวทาไดอีน (SBR)

ความแข็งแรงต่อแรงกระแทกของโคพอลิเมอร์สไตรีน-บิวทาไดอีนนั้นขึ้นอยู่กับการแยกเฟส โดยที่พอลิสไตรีนและพอลิบิวเทนไม่ละลายซึ่งกันและกัน (ดูทฤษฎีสารละลายของฟลอรี-ฮักกินส์) การเกิดโคพอลิเมอร์จะสร้างชั้นขอบเขตโดยไม่ผสมกันอย่างสมบูรณ์ เศษส่วนของบิวทาไดอีน ("เฟสยาง") จะรวมตัวกันเพื่อสร้างอนุภาคที่ฝังอยู่ในเมทริกซ์พอลิสไตรีน ปัจจัยสำคัญที่ทำให้ความแข็งแรงต่อแรงกระแทกของโคพอลิเมอร์สไตรีน-บิวทาไดอีนดีขึ้นคือความสามารถในการดูดซับงานการเสียรูปที่สูงขึ้น หากไม่มีแรงกระทำ เฟสยางในตอนแรกจะทำหน้าที่เหมือนสารเติมเต็มภายใต้แรง ดึง รอยแตกเล็กๆ (รอยแตกขนาดเล็ก) จะเกิดขึ้นและแพร่กระจายไปยังอนุภาคยาง พลังงานของรอยแตกที่แพร่กระจายจะถูกถ่ายโอนไปยังอนุภาคยางตามเส้นทางของมัน รอยแตกจำนวนมากทำให้วัสดุที่แข็งเดิมมีโครงสร้างเป็นชั้น การก่อตัวของแต่ละชั้นช่วยให้มีการใช้พลังงานและทำให้การยืดตัว ณ จุดแตกหักเพิ่มขึ้น พอลิสไตรีนโฮโมพอลิเมอร์จะเสียรูปเมื่อมีแรงกระทำจนกระทั่งแตกหัก โคพอลิเมอร์สไตรีน-บิวเทนจะไม่แตกหัก ณ จุดนี้ แต่จะเริ่มไหล แข็งตัวจนถึงความแข็งแรงดึง และจะแตกหักก็ต่อเมื่อยืดตัวมากขึ้นเท่านั้น[ 65 ] : 426

เมื่อมีสัดส่วนของโพลีบิวทาไดอีนสูง ผลของทั้งสองเฟสจะกลับกัน ยางสไตรีน-บิวทาไดอีนมีคุณสมบัติคล้ายอีลาสโตเมอร์ แต่สามารถแปรรูปได้เหมือนเทอร์โมพลาสติก

โพลีสไตรีนทนแรงกระแทก (PS-I)

PS-I ( โพลีไตรีนทนแรงกระแทก ) ประกอบด้วยเมทริกซ์โพลีสไตรีนต่อเนื่องและเฟสยางที่กระจายอยู่ภายใน ผลิตโดยการพอลิเมอไรเซชันของสไตรีนในที่ที่มีโพลีบิวทาไดอีนละลายอยู่ (ในสไตรีน) การพอลิเมอไรเซชันเกิดขึ้นพร้อมกันในสองวิธี: [ 66 ]

SSSSSSSSSSSSSSSSSSSSS BB S BB S B S BBBBS B SS BBB S B SSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSS

การใช้โคพอลิเมอร์เชิงสถิติในตำแหน่งนี้ ทำให้พอลิเมอร์มีแนวโน้มที่จะเกิดการเชื่อมโยงข้ามสายโซ่ น้อยลง และไหลได้ดีขึ้นในสถานะหลอมเหลว สำหรับการผลิต SBS นั้น ขั้นแรกจะทำการโฮโมพอลิเมอไรเซชันของสไตรีนผ่านโคพอลิเมอไรเซชันแบบแอนไอออนิก โดยทั่วไปจะใช้สารประกอบออร์กาโนเมทัลลิก เช่น บิวทิลลิเทียม เป็นตัวเร่งปฏิกิริยา จากนั้นจึงเติมบิวทาไดอีน และหลังจากนั้นจึงทำการพอลิเมอไรเซชันของสไตรีนอีกครั้ง ตัวเร่งปฏิกิริยายังคงทำงานได้ตลอดกระบวนการ (ซึ่งสารเคมีที่ใช้ต้องมีความบริสุทธิ์สูง) การกระจายตัวของน้ำหนักโมเลกุลของพอลิเมอร์นั้นต่ำมาก ( ค่าโพลีดิสเพอร์ซิตี้อยู่ในช่วง 1.05 ดังนั้นสายโซ่แต่ละสายจึงมีความยาวใกล้เคียงกันมาก) ความยาวของบล็อกแต่ละบล็อกสามารถปรับได้โดยอัตราส่วนของตัวเร่งปฏิกิริยาต่อโมโนเมอร์ ขนาดของส่วนยางนั้นขึ้นอยู่กับความยาวของบล็อก การผลิตโครงสร้างขนาดเล็ก (เล็กกว่าความยาวคลื่นของแสง) ทำให้มีความโปร่งใส อย่างไรก็ตาม เมื่อเปรียบเทียบกับ PS-I แล้ว โคพอลิเมอร์แบบบล็อกนี้ไม่ก่อตัวเป็นอนุภาค แต่มีโครงสร้างแบบแผ่นบาง

ยางสไตรีน-บิวทาไดอีน

ยางสไตรีน-บิวทาไดอีน (SBR) ผลิตขึ้นเช่นเดียวกับ PS-I โดยการปลูกถ่ายโคพอลิเมอไรเซชัน แต่มีปริมาณสไตรีนต่ำกว่า ดังนั้นยางสไตรีน-บิวทาไดอีนจึงประกอบด้วยเมทริกซ์ยางที่มีเฟสโพลีสไตรีนกระจายอยู่ภายใน[ 67 ]แตกต่างจาก PS-I และ SBC ตรงที่ไม่ใช่เทอร์โมพลาสติกแต่เป็นอีลาสโตเมอร์ภายในเฟสยาง เฟสโพลีสไตรีนจะประกอบกันเป็นโดเมน ซึ่งทำให้เกิดการเชื่อมโยงทางกายภาพในระดับจุลภาค เมื่อวัสดุได้รับความร้อนสูงกว่าจุดเปลี่ยนสถานะแก้ว โดเมนจะสลายตัว การเชื่อมโยงจะถูกระงับชั่วคราว และวัสดุสามารถนำไปแปรรูปได้เหมือนเทอร์โมพลาสติก[ 68 ]

อะคริโลไนไตรล์ บิวทาไดอีน สไตรีน

อะคริโลไนไตรล์บิวทาไดอีนสไตรีน (ABS) เป็นวัสดุที่มีความแข็งแรงกว่าโพลีสไตรีนบริสุทธิ์

คนอื่น

SMAเป็นโคพอลิเมอร์ที่มีมาเลอิกแอนไฮไดรด์สไตรีนสามารถนำมาทำโคพอลิเมอร์กับโมโนเมอร์อื่นๆ ได้ เช่นไดไวนิลเบนซีนสามารถใช้ในการเชื่อมโยงสายโซ่โพลีสไตรีนเพื่อให้ได้พอลิเมอร์ที่ใช้ใน การสังเคราะห์เปปไทด์ แบบเฟสของแข็งเรซินสไตรีน-อะคริโลไนไตรล์ (SAN) มีความทนทานต่อความร้อนมากกว่าสไตรีนบริสุทธิ์

ประเด็นด้านสิ่งแวดล้อม

การผลิต

โฟมโพลีสไตรีนผลิตขึ้นโดยใช้สารเป่าที่ทำให้เกิดฟองและขยายตัวของโฟม ในโพลีสไตรีนขยายตัว สารเหล่านี้มักจะเป็นไฮโดรคาร์บอน เช่นเพนเทนซึ่งอาจก่อให้เกิดอันตรายจากการติดไฟในกระบวนการผลิตหรือการจัดเก็บวัสดุที่ผลิตใหม่ แต่มีผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมค่อนข้างน้อย โพลีสไตรีนอัดรีดมักทำด้วยไฮโดรฟลูออโรคาร์บอน ( HFC-134a ) [ 69 ]ซึ่งมีศักยภาพในการทำให้เกิดภาวะโลกร้อนประมาณ 1,000–1,300 เท่าของคาร์บอนไดออกไซด์[ 70 ]ในยุโรป ซึ่ง HFC-134a ถูกห้ามใช้ตั้งแต่ต้นปี 2022 XPS ผลิตโดยใช้คาร์บอนไดออกไซด์เป็นสารเป่า ทำให้ได้ ODP (ศักยภาพในการทำลายโอโซน) เท่ากับ 0 และ GWP (ศักยภาพในการทำให้เกิดภาวะโลกร้อน) ต่ำกว่า 5 บรรจุภัณฑ์ โดยเฉพาะโพลีสไตรีนขยายตัว เป็นแหล่งที่มาของไมโครพลาสติกจากทั้งกิจกรรมบนบกและในทะเล[ 71 ]

การเสื่อมโทรมของสิ่งแวดล้อม

โพลีสไตรีนไม่สามารถย่อยสลายได้ทางชีวภาพแต่ไวต่อการเกิดปฏิกิริยาออกซิเดชันจากแสง [ 72 ] ด้วยเหตุนี้ ผลิตภัณฑ์เชิงพาณิชย์จึงมีสาร ป้องกันแสง

ขยะ

ถ้วยโฟมที่ถูกทิ้งเกลื่อนชายฝั่งทะเลสาบมิชิแกน

สัตว์ไม่รู้จักโฟมโพลีสไตรีนว่าเป็นวัสดุสังเคราะห์และอาจเข้าใจผิดว่าเป็นอาหาร[ 73 ] โฟมโพลีสไตรีนปลิวไปตามลมและลอยอยู่บนน้ำเนื่องจากมีความหนาแน่นจำเพาะต่ำ ซึ่งอาจส่งผลร้ายแรงต่อสุขภาพของนกและสัตว์ทะเลที่กลืนกินในปริมาณมาก[ 73 ]ลูกปลาเทราต์สายรุ้งที่สัมผัสกับเศษโพลีสไตรีนจะแสดงอาการเป็นพิษในรูปแบบของการเปลี่ยนแปลงทางสัณฐานวิทยาของเนื้อเยื่ออย่างมีนัยสำคัญ[ 74 ]

การลดลง

การจำกัดการใช้บรรจุภัณฑ์อาหารแบบนำกลับบ้านที่ทำจากโฟมโพลีสไตรีนเป็นสิ่งสำคัญลำดับต้นๆ ขององค์กรด้านสิ่งแวดล้อมขยะ มูลฝอยหลายแห่ง [ 75 ]มีความพยายามที่จะหาทางเลือกอื่นแทนโพลีสไตรีน โดยเฉพาะโฟมในร้านอาหาร แรงผลักดันดั้งเดิมคือการกำจัดคลอโรฟลูออโรคาร์บอน (CFC) ซึ่งเคยเป็นส่วนประกอบของโฟมมาก่อน

สหรัฐอเมริกา

ในปี 1987 เมืองเบิร์กลีย์ รัฐแคลิฟอร์เนียได้สั่งห้ามใช้ภาชนะบรรจุอาหารที่มีสาร CFC [ 76 ]ในปีต่อมาซัฟฟอล์กเคาน์ตี้ รัฐนิวยอร์กกลายเป็นเขตอำนาจศาลแห่งแรกในสหรัฐอเมริกาที่สั่งห้ามใช้โพลีสไตรีนโดยทั่วไป[ 77 ]อย่างไรก็ตาม การท้าทายทางกฎหมายโดยสมาคมอุตสาหกรรมพลาสติก[ 78 ]ทำให้การห้ามดังกล่าวไม่สามารถมีผลบังคับใช้ได้ จนกระทั่งในที่สุดก็ถูกเลื่อนออกไปเมื่อพรรครีพับลิกันและพรรคอนุรักษ์นิยมได้รับเสียงข้างมากในสภานิติบัญญัติของเคาน์ตี้[ 79 ]ในระหว่างนั้น เบิร์กลีย์กลายเป็นเมืองแรกที่สั่งห้ามใช้ภาชนะบรรจุอาหารที่ทำจากโฟมทุกชนิด[ 80 ]ณ ปี 2006 มีประมาณหนึ่งร้อยท้องถิ่นในสหรัฐอเมริกา รวมถึงพอร์ตแลนด์ รัฐโอเรกอนและซานฟรานซิสโกที่มีการห้ามใช้โฟมโพลีสไตรีนในร้านอาหารบางประเภท ตัวอย่างเช่น ในปี 2007 โอ๊คแลนด์ รัฐแคลิฟอร์เนียกำหนดให้ร้านอาหารต้องเปลี่ยนไปใช้ภาชนะบรรจุอาหารแบบใช้แล้วทิ้งที่สามารถย่อยสลายได้ทางชีวภาพหากนำไปใส่ในปุ๋ยหมักอาหาร[ 81 ]ในปี 2013 มีรายงานว่า ซานโฮเซกลายเป็นเมืองที่ใหญ่ที่สุดในประเทศที่ห้ามใช้ภาชนะบรรจุอาหารที่ทำจากโฟมโพลีสไตรีน[ 82 ]บางชุมชนได้นำมาตรการห้ามใช้โพลีสไตรีนมาใช้ในวงกว้าง เช่นฟรีพอร์ต รัฐเมนซึ่งได้ดำเนินการดังกล่าวในปี 1990 [ 83 ]ในปี 1988 การห้ามใช้โฟมโพลีสไตรีนทั่วไปครั้งแรกในสหรัฐอเมริกาได้เกิดขึ้นที่เบิร์กลีย์ รัฐแคลิฟอร์เนีย[ 80 ]

เมื่อวันที่ 1 กรกฎาคม 2558 นครนิวยอร์กกลายเป็นเมืองที่ใหญ่ที่สุดในสหรัฐอเมริกาที่พยายามห้ามการขาย การครอบครอง และการแจกจ่าย โฟมโพลีสไตรีน แบบใช้ครั้งเดียว (การตัดสินใจครั้งแรกถูกพลิกกลับในการอุทธรณ์) [ 84 ]ในซานฟรานซิสโก คณะกรรมการกำกับดูแลได้อนุมัติการห้ามใช้ "โฟมสไตรีน" (EPS) ที่เข้มงวดที่สุดในสหรัฐอเมริกา ซึ่งมีผลบังคับใช้เมื่อวันที่ 1 มกราคม 2560 กรมสิ่งแวดล้อมของเมืองสามารถยกเว้นการใช้งานบางอย่างได้ เช่น การขนส่งยาที่อุณหภูมิที่กำหนด[ 85 ]

สมาคมร้านอาหารสีเขียวของสหรัฐอเมริกาไม่อนุญาตให้ใช้โฟมโพลีสไตรีนเป็นส่วนหนึ่งของมาตรฐานการรับรอง[ 86 ]ผู้นำด้านสิ่งแวดล้อมหลายราย รวมถึงกระทรวงสิ่งแวดล้อมของเนเธอร์แลนด์ แนะนำให้ผู้คนลดผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมโดยการใช้ถ้วยกาแฟที่ใช้ซ้ำได้[ 87 ]

ในเดือนมีนาคม พ.ศ. 2562 รัฐแมริแลนด์ได้สั่งห้ามใช้ภาชนะบรรจุอาหารที่ทำจากโฟมโพลีสไตรีน และกลายเป็นรัฐแรกในประเทศที่ผ่านกฎหมายห้ามใช้ภาชนะบรรจุอาหารที่ทำจากโฟมในสภานิติบัญญัติของรัฐ รัฐเมนเป็นรัฐแรกที่ออกกฎหมายห้ามใช้ภาชนะบรรจุอาหารที่ทำจากโฟมอย่างเป็นทางการ ในเดือนพฤษภาคม พ.ศ. 2562 ผู้ว่าการรัฐแมริแลนด์ นายโฮแกน ได้อนุญาตให้กฎหมายห้ามใช้โฟม (ร่างกฎหมายสภาผู้แทนราษฎรหมายเลข 109) มีผลบังคับใช้โดยไม่ต้องลงนาม ทำให้รัฐแมริแลนด์เป็นรัฐที่สองที่มีกฎหมายห้ามใช้ภาชนะบรรจุอาหารที่ทำจากโฟม แต่เป็นรัฐแรกที่มีผลบังคับใช้ในวันที่ 1 กรกฎาคม พ.ศ. 2563 [ 88 ] [ 89 ] [ 90 ] [ 91 ]

ในเดือนกันยายน พ.ศ. 2563 สภานิติบัญญัติแห่งรัฐนิวเจอร์ซีย์ลงมติห้ามใช้ภาชนะบรรจุอาหารโฟม แบบใช้แล้วทิ้ง และถ้วยที่ทำจากโฟมโพลีสไตรีน[ 92 ]

นอกสหรัฐอเมริกา

ขยะโพลีสไตรีนขยายตัวในญี่ปุ่น

จีนสั่งห้ามใช้ภาชนะและภาชนะใส่อาหารแบบซื้อกลับบ้านที่ทำจากโพลีสไตรีนขยายตัวราวปี 1999 อย่างไรก็ตาม การปฏิบัติตามกฎระเบียบเป็นปัญหา และในปี 2013 อุตสาหกรรมพลาสติกของจีนได้ล็อบบี้ให้ยกเลิกข้อห้ามดังกล่าว[ 93 ]

อินเดียและไต้หวันก็สั่งห้ามใช้ภาชนะใส่อาหารที่ทำจากโฟมโพลีสไตรีนก่อนปี 2550 เช่นกัน[ 94 ]

รัฐบาลซิมบับเวโดยผ่านหน่วยงานจัดการสิ่งแวดล้อม (EMA) ได้สั่งห้ามใช้ภาชนะโพลีสไตรีน (ซึ่งเรียกกันทั่วไปว่า 'kaylite' ในประเทศ) ภายใต้กฎหมายฉบับที่ 84 ของปี 2012 (บรรจุภัณฑ์พลาสติกและขวดพลาสติก) (แก้ไขเพิ่มเติม) ข้อบังคับ ปี 2012 (ฉบับที่ 1) [ 95 ] [ 96 ]

เมืองแวนคูเวอร์ประเทศแคนาดา ได้ประกาศแผน Zero Waste 2040 ในปี 2018 เมืองนี้จะออกข้อบัญญัติแก้ไขเพิ่มเติมเพื่อห้ามผู้ถือใบอนุญาตประกอบธุรกิจไม่ให้เสิร์ฟอาหารปรุงสำเร็จในถ้วยโฟมโพลีสไตรีนและภาชนะใส่กลับบ้าน โดยเริ่มตั้งแต่วันที่ 1 มิถุนายน 2019 [ 97 ]

ในปี 2019 สหภาพยุโรปลงมติห้ามใช้บรรจุภัณฑ์อาหารและถ้วยที่ทำจากโพลีสไตรีนขยายตัว โดยกฎหมายมีผลบังคับใช้อย่างเป็นทางการในปี 2021 [ 98 ] [ 99 ]

ฟิจิผ่านร่างพระราชบัญญัติการจัดการสิ่งแวดล้อมในเดือนธันวาคม พ.ศ. 2563 และห้ามนำเข้าผลิตภัณฑ์โพลีสไตรีนในเดือนมกราคม พ.ศ. 2564 [ 100 ]

การรีไซเคิล

สัญลักษณ์รหัสระบุชนิดเรซินสำหรับโพลีสไตรีน
สัญลักษณ์รหัสระบุชนิดเรซินสำหรับโพลีสไตรีน

โดยทั่วไปแล้ว โฟมโพลีสไตรีนไม่เป็นที่ยอมรับใน โครงการรีไซเคิล ขยะตามบ้านและจะไม่ถูกแยกและรีไซเคิลในสถานที่ที่รับรีไซเคิล ในประเทศเยอรมนี โฟมโพลีสไตรีนจะถูกเก็บรวบรวมตามกฎหมายบรรจุภัณฑ์ (Verpackungsverordnung) ที่กำหนดให้ผู้ผลิตต้องรับผิดชอบในการรีไซเคิลหรือกำจัดวัสดุบรรจุภัณฑ์ใดๆ ที่ตนจำหน่าย

ปัจจุบัน ผลิตภัณฑ์โพลีสไตรีนส่วนใหญ่ยังไม่ได้รับการรีไซเคิล เนื่องจากขาดแรงจูงใจในการลงทุนในเครื่องอัดและระบบโลจิสติกส์ที่จำเป็น เนื่องจากความหนาแน่นต่ำของโฟมโพลีสไตรีน จึงไม่คุ้มค่าที่จะเก็บรวบรวม อย่างไรก็ตาม หากวัสดุเหลือใช้ผ่านกระบวนการอัดเบื้องต้น ความหนาแน่นของวัสดุจะเปลี่ยนจากปกติ 30 กก./ลบ.ม. เป็น 330 กก./ลบ.ม. และกลายเป็นสินค้าที่นำไปรีไซเคิลได้ซึ่งมีมูลค่าสูงสำหรับผู้ผลิตเม็ดพลาสติกรีไซเคิล เศษโพลีสไตรีนขยายตัวสามารถนำไปผสมกับผลิตภัณฑ์ต่างๆ ได้ง่าย เช่น แผ่นฉนวน EPS และวัสดุ EPS อื่นๆ สำหรับงานก่อสร้าง ผู้ผลิตหลายรายไม่สามารถหาเศษวัสดุได้เพียงพอเนื่องจากปัญหาการเก็บรวบรวม เมื่อไม่ได้นำไปใช้ทำ EPS เพิ่มเติม เศษโฟมสามารถนำไปแปรรูปเป็นผลิตภัณฑ์ต่างๆ เช่น ไม้แขวนเสื้อ ม้านั่งในสวนสาธารณะ กระถางดอกไม้ ของเล่น ไม้บรรทัด ตัวเครื่องเย็บกระดาษ ภาชนะเพาะต้นกล้า กรอบรูป และวัสดุตกแต่งทางสถาปัตยกรรมจาก PS รีไซเคิล[ 101 ]ณ ปี 2016 มีการรีไซเคิล EPS ประมาณ 100 ตันทุกเดือนในสหราชอาณาจักร[ 102 ]

EPS รีไซเคิลยังถูกนำไปใช้ในกระบวนการหล่อโลหะหลายอย่างRastraผลิตจาก EPS ที่ผสมกับซีเมนต์เพื่อใช้เป็นสารปรับปรุงฉนวนในการสร้างฐานรากและผนังคอนกรีต ผู้ผลิตชาวอเมริกันได้ผลิตแบบหล่อคอนกรีตฉนวนที่ทำจาก EPS รีไซเคิลประมาณ 80% มาตั้งแต่ปี 1993

อัพไซเคิล

การศึกษาร่วมกันในเดือนมีนาคม 2022 โดยนักวิทยาศาสตร์ Sewon Oh และ Erin Stache จากมหาวิทยาลัย Cornell ในเมือง Ithaca รัฐนิวยอร์ก พบวิธีการประมวลผลใหม่ในการอัพไซเคิลโพลีสไตรีนเป็นกรดเบนโซอิกกระบวนการนี้เกี่ยวข้องกับการฉายรังสีโพลีสไตรีนด้วยเหล็กคลอไรด์และอะซิโตนภายใต้แสงสีขาวและออกซิเจนเป็นเวลา 20 ชั่วโมง[ 103 ]นักวิทยาศาสตร์ยังได้สาธิตกระบวนการเชิงพาณิชย์ที่สามารถขยายขนาดได้คล้ายกันในการอัพไซเคิลโพลีสไตรีนเป็นโมเลกุลขนาดเล็กที่มีค่า (เช่น กรดเบนโซอิก) โดยใช้เวลาเพียงไม่กี่ชั่วโมง[ 103 ]

การเผาทำลาย

หากโพลีสไตรีนถูกเผาอย่างเหมาะสมที่อุณหภูมิสูง (สูงถึง 1000 °C [ 104 ] ) และมีอากาศเพียงพอ[ 104 ] (14 m 3 /kg) สารเคมีที่เกิดขึ้นคือน้ำ คาร์บอนไดออกไซด์ และอาจมีสารประกอบฮาโลเจนตกค้างจากสารหน่วงไฟในปริมาณเล็กน้อย[ 104 ]หากการเผาไม่สมบูรณ์ จะมีเขม่าคาร์บอนเหลืออยู่และส่วนผสมที่ซับซ้อนของสารประกอบระเหยได้[ 105 ]ตามข้อมูลของสภาเคมีแห่งอเมริกาเมื่อโพลีสไตรีนถูกเผาในโรงงานที่ทันสมัย ​​ปริมาตรสุดท้ายจะเหลือเพียง 1% ของปริมาตรเริ่มต้น โพลีสไตรีนส่วนใหญ่จะถูกเปลี่ยนเป็นคาร์บอนไดออกไซด์ ไอน้ำ และความร้อน เนื่องจากปริมาณความร้อนที่ปล่อยออกมา บางครั้งจึงใช้เป็นแหล่งพลังงานสำหรับการ ผลิต ไอน้ำหรือไฟฟ้า[ 104 ] [ 106 ]

เมื่อเผาพอลิสไตรีนที่อุณหภูมิ 800–900 °C (ช่วงอุณหภูมิปกติของเตาเผาขยะสมัยใหม่) ผลิตภัณฑ์จากการเผาไหม้ประกอบด้วย "ส่วนผสมที่ซับซ้อนของไฮโดรคาร์บอนอะโรมาติกหลายวง (PAHs) ตั้งแต่แอลคิลเบนซีนไปจนถึงเบนโซเพอรีลีน มีการระบุสารประกอบที่แตกต่างกันมากกว่า 90 ชนิดในไอเสียจากการเผาไหม้ของพอลิสไตรีน" [ 107 ]ศูนย์วิจัยอัคคีภัยของสำนักงานมาตรฐานแห่งชาติอเมริกันพบสารเคมีที่เป็นผลพลอยได้ 57 ชนิดที่ปล่อยออกมาในระหว่างการเผาไหม้ของโฟมพอลิสไตรีนขยายตัว (EPS) [ 108 ]

ความปลอดภัย

สุขภาพ

สภาเคมีแห่งอเมริกาซึ่งเดิมรู้จักกันในชื่อสมาคมผู้ผลิตสารเคมี ได้เขียนไว้ในปี 2011 ว่า:

จากการทดสอบทางวิทยาศาสตร์ตลอดระยะเวลากว่าห้าทศวรรษ หน่วยงานความปลอดภัยของรัฐบาลได้กำหนดว่าโพลีสไตรีนมีความปลอดภัยสำหรับการใช้ในผลิตภัณฑ์บริการอาหาร ตัวอย่างเช่น โพลีสไตรีนตรงตามมาตรฐานที่เข้มงวดของสำนักงานคณะกรรมการอาหารและยาของสหรัฐอเมริกาและคณะกรรมาธิการยุโรป/หน่วยงานความปลอดภัยด้านอาหารแห่งยุโรปสำหรับการใช้ในบรรจุภัณฑ์เพื่อเก็บและเสิร์ฟอาหาร กรมอนามัยอาหารและสิ่งแวดล้อมของฮ่องกงได้ตรวจสอบความปลอดภัยของการเสิร์ฟอาหารหลากหลายชนิดในผลิตภัณฑ์บริการอาหารที่ทำจากโพลีสไตรีนและได้ข้อสรุปเช่นเดียวกับสำนักงานคณะกรรมการอาหารและยาของสหรัฐอเมริกา[ 109 ]

ระหว่างปี 1999 ถึง 2002 คณะผู้เชี่ยวชาญนานาชาติ 12 คนที่ได้รับการคัดเลือกจากศูนย์ประเมินความเสี่ยงของมหาวิทยาลัยฮาร์วาร์ด ได้ทำการทบทวนอย่างครอบคลุมเกี่ยวกับความเสี่ยงด้านสุขภาพที่อาจเกิดขึ้นจากการสัมผัสสารสไตรีน นักวิทยาศาสตร์เหล่านี้มีความเชี่ยวชาญในด้านพิษวิทยา ระบาดวิทยา การแพทย์ การวิเคราะห์ความเสี่ยง เภสัชจลนศาสตร์ และการประเมินการสัมผัส งานวิจัยของฮาร์วาร์ดรายงานว่า สไตรีนมีอยู่ตามธรรมชาติในปริมาณเล็กน้อยในอาหาร เช่น สตรอว์เบอร์รี เนื้อวัว และเครื่องเทศ และเกิดขึ้นตามธรรมชาติในกระบวนการผลิตอาหาร เช่น ไวน์และชีส งานวิจัยนี้ยังได้ทบทวนข้อมูลที่ตีพิมพ์ทั้งหมดเกี่ยวกับปริมาณสไตรีนที่ปนเปื้อนในอาหารเนื่องจากการเคลื่อนย้ายของบรรจุภัณฑ์อาหารและอุปกรณ์สัมผัสอาหารแบบใช้แล้วทิ้ง และสรุปว่าความเสี่ยงต่อสาธารณชนทั่วไปจากการสัมผัสสไตรีนจากอาหารหรือการใช้งานที่สัมผัสอาหาร (เช่น บรรจุภัณฑ์โพลีสไตรีนและภาชนะบรรจุอาหาร) อยู่ในระดับต่ำเกินกว่าที่จะก่อให้เกิดผลเสีย[ 110 ]

โพลีสไตรีนมักใช้ในภาชนะบรรจุอาหารและเครื่องดื่ม สไตรีนโมโนเมอร์ (ซึ่งเป็นส่วนประกอบของโพลีสไตรีน) นั้น "คาดว่าจะก่อให้เกิดมะเร็งในมนุษย์ได้" [ 111 ]สไตรีน "โดยทั่วไปพบในระดับต่ำมากในผลิตภัณฑ์สำหรับผู้บริโภค ซึ่งความเสี่ยงไม่มากนัก" [ 112 ]โพลีสไตรีนที่ใช้สัมผัสกับอาหารต้องมีสไตรีนไม่เกิน 1% (0.5% สำหรับอาหารที่มีไขมัน) โดยน้ำหนัก[ 113 ]พบว่าโอลิโกเมอร์ของสไตรีนในภาชนะโพลีสไตรีนที่ใช้สำหรับบรรจุภัณฑ์อาหารสามารถเคลื่อนย้ายเข้าไปในอาหารได้[ 114 ]การศึกษาของญี่ปุ่นอีกชิ้นหนึ่งที่ทำการทดลองกับหนูสายพันธุ์ปกติและ หนูที่ขาด AhRพบว่าไตรเมอร์ของสไตรีน ซึ่งผู้เขียนตรวจพบในอาหารสำเร็จรูปที่ปรุงสุกแล้วบรรจุในภาชนะโพลีสไตรีน อาจทำให้ระดับฮอร์โมนไทรอยด์เพิ่มขึ้น[ 115 ]

การใช้โพลีสไตรีนร่วมกับอาหารในไมโครเวฟเป็นเรื่องที่ถกเถียงกันอยู่ ภาชนะบางชนิดอาจใช้ในไมโครเวฟได้อย่างปลอดภัยก็ต่อเมื่อมีการระบุไว้เท่านั้น[ 116 ]บางแหล่งข้อมูลแนะนำว่าควรหลีกเลี่ยงอาหารที่มีแคโรทีน (วิตามินเอ) หรือน้ำมันปรุงอาหาร[ 117 ]

เนื่องจากการใช้โพลีสไตรีนอย่างแพร่หลาย ปัญหาสุขภาพที่ร้ายแรงเหล่านี้จึงยังคงเป็นประเด็นสำคัญ[ 118 ] [ 119 ]

อันตรายจากไฟไหม้

เช่นเดียวกับ สารประกอบอินทรีย์อื่นๆโพลีสไตรีนสามารถติดไฟได้ โพลีสไตรีนถูกจัดประเภทตามมาตรฐานDIN4102เป็นผลิตภัณฑ์ "B3" ซึ่งหมายถึงติดไฟได้ง่ายมากหรือ "ติดไฟได้ง่าย" ด้วยเหตุนี้ แม้ว่าจะเป็นฉนวนที่มีประสิทธิภาพที่อุณหภูมิต่ำ แต่การใช้งานในโครงสร้างอาคาร ที่เปิดโล่งใดๆ ก็ตามจึงถูกห้าม ต้องปิดบังไว้หลังแผ่นยิปซัมแผ่นโลหะ หรือคอนกรีต[ ​​120 ]วัสดุพลาสติกโพลีสไตรีนแบบโฟมเคยติดไฟโดยไม่ได้ตั้งใจและทำให้เกิดไฟไหม้ครั้งใหญ่และการสูญเสียชีวิต ตัวอย่างเช่น ที่สนามบินนานาชาติดุสเซลดอร์ฟและในอุโมงค์ช่องแคบ อังกฤษ (ซึ่งมีโพลีสไตรีนอยู่ภายในตู้รถไฟที่เกิดไฟไหม้) [ 121 ]

ดูเพิ่มเติม

แหล่งที่มา

 บทความนี้มีการนำข้อความจาก งาน เนื้อหาเสรีมาใช้ ได้รับอนุญาตภายใต้ Cc BY-SA 3.0 IGO ( คำชี้แจง/การอนุญาต ) ข้อความนำมาจากDrowning in Plastics – Marine Litter and Plastic Waste Vital Graphics​ , โครงการสิ่งแวดล้อมแห่งสหประชาชาติ

บรรณานุกรม

  • องค์ประกอบของโพลีสไตรีน – มหาวิทยาลัยเซาท์เทิร์นมิสซิสซิปปี
  • รหัสระบุชนิดเรซิน SPI – สมาคมอุตสาหกรรมพลาสติก
  • โพลีสไตรีน: ข้อบังคับท้องถิ่น – กลุ่มชาวแคลิฟอร์เนียต่อต้านขยะ
  • มาดูบรรจุภัณฑ์โพลีสไตรีนในปัจจุบันให้ละเอียดยิ่งขึ้น (เอกสารเผยแพร่โดยกลุ่มอุตสาหกรรมAmerican Chemistry Councilซึ่งอ้างว่าวัสดุนี้ "ปลอดภัย ราคาไม่แพง และเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม")
  • Lettieri TR, Hartman AW, Hembree GG, Marx E (1991). "การรับรอง SRM1960: ทรงกลมโพลีสไตรีนขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 10 μm ("Space Beads")"วารสารวิจัยของสถาบันมาตรฐานและเทคโนโลยีแห่งชาติ 96 ( 6): 669– 691. doi : 10.6028/jres.096.044 . PMC  4915770 . PMID  28184141 .
ดึงข้อมูลมาจาก " https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Polystyrene&oldid=1359342009#Extruded_polystyrene_foam "

สรุปเนื้อหา

ข้อมูลสำคัญจากบทความ

ข้อมูลสำคัญเกี่ยวกับ โพลีสไตรีน

โพลีสไตรีน (PS) /ˌpɒliˈstaɪriːn / เป็น พอ ลิ เม อ ร์ สังเคราะห์ ที่ ทำ จาก โมโน เมอร์ของ ไฮโดรคาร์บอน อะ โร มา ติกสไตรีน [ 5 ] โพ ลี ส ไต รี นอาจเป็นของแข็งหรือ โฟม โพ...

ประวัติศาสตร์

โพลีสไตรีนถูกค้นพบในปี ค.ศ. 1839 โดย Eduard Simon เภสัชกรจากเบอร์ลิน [ 12 ] จาก สตอแรกซ์ ซึ่ง เป็น เรซินของต้น Liquidambar orientalis เขาได้กลั่นสารที่มีลักษณะเป็นน้ำมันออกมา และตั้งชื่อว่าสไตรอล ซึ่งปัจจุบันเรียกว่า สไตรีน หลายวันต่อมา Simon...

โครงสร้างและการผลิต

ใน ทาง เคมี โพลีสไตรีนเป็นไฮโดรคาร์บอนสายยาวซึ่งมีคาร์บอนอะตอมสลับกันเชื่อมต่อกับ หมู่ฟีนิล (อนุพันธ์ของ เบนซีน ) สูตรเคมีของโพลีสไตรีนคือ (C₂O₅) 8 ชม 8 ) n มันประกอบด้วยธาตุ เคมี คาร์บอน และ ไฮโดรเจน

การผลิต

พอลิสไตรีนเป็น พอลิเมอร์แบบเติม ที่เกิดขึ้นเมื่อโมโน เมอร์ส ไตรีนเกิด ปฏิกิริยา พอลิเม อไรเซชัน (เชื่อมต่อกัน) ใน กระบวนการ พอลิเมอ ไรเซชัน พันธะ π ระหว่าง คาร์บอนกับ คาร์บอนของหมู่ไวนิลจะแตกออก และ เกิด พันธะ σ ระหว่างคาร์บอนกับคาร์บอนขึ้นใหม่...