فوم پلی استایرن

فوم پلی استایرن (یونولیت) چیست؟

 یک پلیمر مصنوعی متشکل از، مونومر استایرن (نوعی ماده شیمایی) می‌باشد؛ که اولین بار در سال ۱۸۳۹ توسط ادوارد سایمون کشف شد. از جمله فرآورده‌های صنایع پتروشیمی بوده و شکل ظاهری آن همانند بلورهای ریز است؛ که در چهار نوع معمولی، مقاوم، انبساطی و اکسترود شده وجود دارد. در سال ۱۹۳۴ کمپانی داو توانست، آن را از فرآورده‌های نفتی استخراج کند. در تولید ساندویچ پانل های شرکت کبیر از انواع فوم های عایق استفاده می‌شود که یکی از آن ها فوم پلی استایرن است که در ادامه به شرح دقیق آن می پردازیم.

پلی استایرن یک پلاستیک همه‌کاره است که برای تولید طیف گسترده ای از محصولات مصرفی استفاده می شود. این ماده با پلیمریزاسیون استایرن، یک ماده شیمیایی ساختمانی که در ساخت بسیاری از محصولات استفاده می شود، ساخته می شود.

نگاهی دقیق تر

هنگامی که با رنگ های مختلف، افزودنی ها یا سایر پلاستیک ها ترکیب می شود، برای ساخت انواع محصولات از جمله ساندویچ پانل پلی استایرن در صنایع ساخت و ساز، لوازم خانگی، لوازم الکترونیکی، قطعات خودرو، اسباب بازی ها، گلدان ها و تجهیزات باغبانی و غیره استفاده می شود.

به عنوان یک پلاستیک سخت و جامد، اغلب در محصولاتی که نیاز به شفافیت دارند، مانند بسته بندی مواد غذایی و تجهیزات آزمایشگاهی استفاده می شود.

انواع مختلف فوم عایق پلی استایرن

• پلی استایرن معمولی (GPPS)
• پلی استایرن مقاوم (HIPS)
• پلی استایرن انبساطی (EPS)
• پلی استایرن اکسترود شده (XPS)

مزایا و معایب پلی استایرن

این محصول در صنایع مختلف به عنوان عایق حرارتی و صوتی، بسته‌بندی، ساخت مدل‌ها و سایر کاربردها استفاده می‌شود. در زیر به برخی از مزایا و معایب فوم پلی استایرن اشاره می‌کنیم :

مزایا

• قابل بازیافت می‌باشند.
• ضدضربه بوده که مزیت بسیار مهمی محسوب می‌شود.
• بسیار سبک بوده و از استحکام بسیار بالایی برخوردارند.
• این نوع فوم‌ها بهترین عایق در برابر برودت و حرارت هستند.
• در برابر رطوبت مقاومت بسیار بالایی داشته و به راحتی آب را جذب می‌کند.
• این نوع فوم‌ها غیر سمی بوده و در برابر انواع میکروب‌ها و قارچ‌ها مقاوم هستند.

معایب

• فوم‌های پلی استایرن مقاومت برشی پایینی دارند.
• این نوع فوم‌ در برابر آتش مقاوم نبوده و موجب انتشار شعله‌های آتش به نقاط دیگر می‌شود.

به طور کلی، با مزایا و معایب خود در صنایع و کاربردهای مختلف استفاده می‌شود. قبل از استفاده، باید نیازها و محدودیت‌های مربوط به کاربری مورد نظر را در نظر گرفت و اقدامات ایمنی و محیط زیستی را مورد بررسی قرار دهیم.

فوم معمولی (GPPS)

این فوم با نام اختصاری GPPS شناخته می‌شود و نام تجاری آن در بازار ایران کریستال است. جهت مصارف عمومی مورد استفاده قرار گرفت و به دلیل خواص دی الکتریکی و استحکام بالای این محصول، در مصارف الکتریکی نیز مورد استفاده قرار می‌گیرد.

رزین های پلی استایرن معمولی، پلیمرهای شفافی هستند که از پلیمریزاسیون مونومر استایرن به دست می آیند. این فوم را می توان هم برای قالب گیری تزریقی و هم برای اکستروژن استفاده کرد.
ویژگی های این ماده شامل موارد زیر می باشند :
خواص جریان عالی، مقاومت بالا در برابر حرارت، وزن مولکولی بالا، شفافیت بالا، سهولت پردازش، جمع شدگی کم، جذب رطوبت بسیار کم.

موارد مصرف فوم پلی استایرن معمولی

• رادیو
• تلویزیون
• بدنه ساعت
• اسباب بازی
• لوازم ورزشی
• وسایل الکترونیکی
• ظروف یک بار مصرف
• فریزرها و وسایل خانگی
• عایق برودتی در بدنه یخچال‌ها

فوم مقاوم (HIPS)

این نوع فوم با نام اختصاری HIPS (High Impact Polystyrene) شناخته می‌شود و مقاوم در برابر ضربه است. نام تجاری این ماده در بازار ایران هایمپک می‌باشد. پلی استایرن در تولید انواع محصولات مصرفی قابل استفاده است.

در واقع همان ورق پلاستیکی است. قالبگیری مناسب و استحکام بالا از ویژگی‌های برتر آن به حساب می‌آید. رزین HIPS به عنوان رزین‌های اصلی اجناس عمومی، کاربردهای الکتریکی و ترکیبات ساختمانی مطرح می‌شود. مولوکول‌های تشکیل دهنده این پلاستیک مقاوم؛ خاصیت دی الکتریک بالایی دارند به همین دلیل؛ در صنایع الکتریکی مورد توجه همگان قرار گرفته‌است. ساخت ظروف یک‌بار مصرف، لوازم ورزشی، فریزر‌ها و وسایل سرمایشی مشابه، تولید و ساخت تلویزیون، رادیو، بدنه ساعت و… از بیشمار کاربردهای این پلاستیک مقاوم به ضربه می‌باشد.

همانطور که از نامش پیداست، پلی استایرن مقاوم به ضربه نوعی است که قدرت مقاومت بالاتری در برابر ضربه دارد.  اغلب می تواند شکننده باشد و در صورت ترکیب با مواد دیگر، می تواند در برابر ضربه مقاومتر شود. این فرم به طور معمول با افزودن حدود ۵ تا ۱۰ درصد کوپلیمر لاستیکی یا بوتادین تولید می شود.

موارد مصرف فوم پلی استایرن مقاوم

• اسباب بازی
• برای تولید لوازم ورزشی
• عایق برودتی در بدنه یخچال‌ها
• فریزرها و وسایل خانگی و ظروف یک بار مصرف

فوم انبساطی (EPS)

فوم پلی استایرن منبسط شده یا EPS (Expanded Polystyrene) نوعی پلیمر سفید رنگ است که به آن‌ یک عامل فوم‌ کننده اضافه شده و در ایران با نام یونولیت شناخته می‌شوند. به علت ساختار سلولی، این فوم مقاومت خوبی در برابر آب داشته و در مقابل رشد باکتری از خود محافظت می‌کند. از عایق EPS در تولید ساندویچ پانل پلی استایرن برای پوشش دیوار و سقف انواع سازه‌ها استفاده می‌شود. به دلیل وجود پوشش نسوز این بلوک‌‌ها هنگام آتش سوزی فقط تا ۲۰ دقیقه می‌توانند در برابر حرارت مقاومت کنند. یونولیت‌ها جاذبه صوتی بهتری نسبت به بتن هستند؛ اما تأثیری در افت صوت نداشته و تنها درصورتی‌که بین دیوار دوجداره یونولیت به کار رود افت صوت افزایش پیدا می‌کند.

موارد مصرف فوم پلی استایرن انبساطی

• عایق برودتی در سردخانه‌ها و یخچال‌های صنعتی
• ساخت انواع فوم‌های بسته‌بندی و انواع یخدان و ترموس
• به‌عنوان عایق صوتی و حرارتی در ساختمان‌ها و مکان‌های مختلف
•  ساخت انواع فوم‌های بسته بندی و ظروف یکبار مصرف، برای نگهداری غذا

ویژگی‌های پلی استایرن انبساطی

• سبک بودن
• حمل و نقل آسان
• پایدار در مقابل زلزله
• مقاوم در برابر فشردگی و ضربه
• سرعت و سهولت در اجرای سقف

فوم اکسترود شده (XPS)

فوم پلی استایرن فشرده شده نوعی عایق است که متشکل از کریستال‌های جامد پلی استایرن می‌باشد و با مقاومت حرارتی و فشاری بالایی که دارد جهت عایق کاری ساختمان‌ها در تولید ساندویچ پانل مورد استفاده قرار می‌گیرد. این فوم به دلیل بافت فشرده و بدون حفره‌ای که دارد در برابر نفوذ رطوبت مقاومت بسیار بالایی دارد و جذب آب در آن بسیار کم می‌باشد. ساندویچ پانل XPS به دلیل مزایای فوق‌العاده‌ای که دارد سبب کاهش هزینه‌های چشمیگری در ساخت و ساز می‌شود.

کاربرد فوم پلی استایرن ایکس پی اس(XPS)

• جهت عایق کاری کف ساختمان می‌توان از این نوع فوم استفاده نمود.
• برای عایق کاری سقف و دیوارهای ساختمان مسکونی می‌توان از پلی استایرن اکسترود شده استفاده نمود.
• این نوع فوم برای مکان‌های صنعتی مانند مرغداری و سقف سوله‌ها به‌عنوان عایق حرارتی مورد استفاده قرار می‌گیرد.

کاربرد در صنعت خودروسازی

برای ساخت بسیاری از قطعات خودرو از جمله دستگیره ها، پانل ابزار، تزئینات، پانل های جذب انرژی درب و فوم میرایی صدا استفاده می شود. این فوم نیز به طور گسترده در صندلی های محافظ کودک استفاده می شود.

با پیشرفت روند سبک‌سازی خودروها، روزبه‌روز استفاده از قطعات پلاستیکی اتومبیل در صنعت خودروسازی بیشتر می‌شود. کشورهای پیشرفته از پلاستیک به عنوان شاخص مهمی در طراحی و تولید قطعات اتومبیل استفاده می‌کنند.

به منظور دستیابی به اهداف مطرح شده، خودروسازان در حال بررسی چندین رویکرد مختلف برای ساخت اتومبیل‌های سبک وزن هستند. زیرا کاهش ۱۰ درصدی در وزن خودرو می‌تواند به بهبود ۶ تا ۸٪ در مصرف سوخت منجر شود. سبک سازی را می‌توان با تلفیق قطعات، جایگزینی مواد و بهینه‌سازی طراحی به دست آورد.

در این میان‌ جایگزینی مواد‌ دیگر با پلاستیک به دلیل وزن سبک‌تر، با قابلیت شکل‌دهی خوب، مقاوم در برابر خوردگی و با استحکام بالا در طراحی خودرو بیشتر شده است. به دلیل نگرانی های زیست محیطی و اقتصادی فعلی، تولیدکنندگان اتومبیل اکنون از مواد پلاستیکی پیشرفته‌تری استفاده می‌کنند تا بتوانند وزن و مصرف سوخت محصولات خود را کاهش دهند.

مزایای استفاده از پلیمرها در صنعت خودروسازی

• ایمنی و راحتی بیشتر
• افزایش راندمان سوخت
• انعطاف پذیری در تلفیق اجزا
• بهبود فرآیند طراحی
•  کاهش وزن نهایی خودرو

کاربرد در الکترونیک

پلی استایرن در صنعت الکترونیک به عنوان یک ماده بسیار مهم و پرکاربرد استفاده می‌شود. در زیر به برخی از کاربردهای پلی استایرن در صنعت الکترونیک اشاره می‌کنم:

بسته‌بندی الکترونیکی : به دلیل ویژگی‌های عایق حرارتی و جذب ضربه خوب، برای بسته‌بندی قطعات الکترونیکی استفاده می‌شود. این فوم می‌تواند قطعات الکترونیکی را در برابر ضربه و خرابی ناشی از حمل و نقل محافظت کند.

عایق الکتریکی : به دلیل خواص عایق الکتریکی بالا، در تولید قطعات الکترونیکی به عنوان عایق استفاده می‌شود. مثلاً در تولید کاندنساتورها، به عنوان لایه عایق بین صفحات کاندنساتور استفاده می‌شود.

مواد پوششی : به عنوان یک ماده پوششی در تولید برخی از قطعات الکترونیکی مورد استفاده قرار می‌گیرد. این فوم به عنوان پوشش حفاظتی بر روی برخی قطعات الکترونیکی، مانند بردهای مدار چاپی (PCB)، کارت‌های حافظه و قطعات الکترونیکی حساس دیگر استفاده می‌شود.

مواد جذب‌کننده شوک الکترونیکی: این فوم با ساختار سلولی خود و ویژگی‌های جذب ضربه، برای تولید قطعات جذب‌کننده شوک الکترونیکی استفاده می‌شود. این قطعات می‌توانند از تأثیر ضربه‌ها و لرزش‌های ناشی از عملکرد الکترونیکی محافظت کنند و از خرابی قطعات جلوگیری کنند.

عایق حرارتی : به دلیل ویژگی‌های عایق حرارتی بالا، می‌تواند در تولید قطعات الکترونیکی به عنوان عایق حرارتی استفاده شود. به طور معمول، به عنوان لایه‌ای عایق بین قطعات گرمایشی و قطعات الکترونیکی حساس استفاده می‌شود تا از انتقال حرارت غیرمطلوب و تأثیرات منفی آن بر عملکرد قطعات الکترونیکی جلوگیری شود.