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聚苯乙烯

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聚苯乙烯
IUPAC名
Poly(1-phenylethene)
別名 Thermocol
識別
縮寫 PS
CAS號 9003-53-6  ☒N
ChemSpider none
性質
化學式 (C8H8)n
密度 0.96–1.04 g/cm3
熔點 240 °C(513 K)
熱導率 0.033 W/(m·K) (foam, ρ 0.05 g/cm3)[1]
折光度n
D
1.6; 介電常數 2.6 (1 kHz – 1 GHz)[2]
熱力學
熱容 1.3 kJ/(kg·K)
若非註明,所有數據均出自一般條件(25 ℃,100 kPa)下。
聚苯乙烯[3]
密度 1050 kg/m³
電導率(σ) 10-16 S/m
導熱率 0.08 W/(m·K)
楊氏模量(E) 3000-3600 MPa
拉伸強度(σt) 46–60 MPa
伸長長度 3–4%
夏比衝擊試驗 2–5 kJ/
玻璃轉化溫度 95°C
熔點 230°C
熱膨脹係數(α) 8 * 10-5/K
熱容(c) 1.3 kJ/(kg·K)
吸水率(ASTM) 0.03–0.1
降解 ±2000年[4]
用聚苯乙烯為原料的免洗杯蓋

聚苯乙烯(英語:Polystyrene,簡稱PS)是無色透明的熱塑塑膠,其中發泡聚苯乙烯俗稱保麗龍(亦稱保利綸,香港俗稱發泡膠)。具有高於攝氏100度的玻璃轉化溫度,因此經常用來製作各種需要承受沸水的溫度的免洗容器,如免洗泡沫飯盒等。

結構[編輯]

聚苯乙烯的單體為苯乙烯聚合反應如下:

Polystyrene formation.PNG

性質[編輯]

易被強酸強鹼腐蝕,可以被多種有機溶劑溶解,如丙酮乙酸乙酯。不抗油脂,受到紫外光照射後易變色。

聚苯乙烯質地硬而脆,無色透明,可以和多種染料混合產生不同的顏色。發泡聚苯乙烯(俗稱保麗龍泡沫塑膠)也被用於建築材料,具吸音、隔音、隔熱等效果,近來被大舉使用於中空樓板(新工法)。

歷史[編輯]

  • 1839年,德國人Eduard Simon第一次從天然樹脂中提取出聚苯乙烯。
  • 1930年,BASF開始在德國商業化生產聚苯乙烯。
  • 1934年,Dow開始在美國生產聚苯乙烯。
  • 1954年,Dow開始生產聚苯乙烯泡沫塑膠。

生產與應用[編輯]

聚苯乙烯常被用來製作泡沫塑膠製品,並可以和其他橡膠類型高分子材料共聚生成各種不同力學性能的產品。日常生活中常見的應用包括免洗塑膠餐具,泡麵、全家桶這些食品外包裝,透明CD盒等。在建築材料領域,發泡聚苯乙烯(保麗龍)被廣泛地應用,作為中空樓板隔音、隔熱材。免洗飲料杯大都採用此塑膠,但如果是咖啡或者茶這些熱飲就會用紙杯或聚丙烯塑膠等耐熱品種。

耐衝擊聚苯乙烯(HIPS)[編輯]

耐衝擊聚苯乙烯(高抗衝擊聚苯乙烯)是通過在聚苯乙烯中添加聚丁基橡膠顆粒的辦法生產的一種抗衝擊的聚苯乙烯產品。這種聚苯乙烯產品會添加微米級橡膠顆粒並通過枝接的辦法連接聚苯乙烯和橡膠顆粒在一起。當受到衝擊時,裂紋擴展的尖端應力會被相對柔軟的橡膠顆粒釋放掉。因此裂紋的擴展受到阻礙,提高了抗衝擊力。

苯乙烯丙烯腈(SAN)[編輯]

SAN是苯乙烯 - 丙烯腈樹脂英語Styrene Acrylonitrile resin 的縮寫。苯乙烯丙烯腈是苯乙烯丙烯腈的共聚物,是一種無色透明,具有較高的機械強度的聚丙烯基工程塑膠。SAN的化學穩定好於聚苯乙烯。SAN類產品的透明度和抗紫外性能不如聚甲基丙烯酸甲酯類產品,但是價格相對便宜。

丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)[編輯]

ABS是Acrylonitrile butadiene styrene的縮寫。這種塑膠是丙烯腈丁二烯苯乙烯的共聚物。具有高強度,低重量的特點。是常用的一種工程塑膠之一。

SBS橡膠[編輯]

SBS橡膠是一種聚(苯乙烯-丁二烯-苯乙烯)結構的三段嵌段共聚物。這種材料同時具有聚苯乙烯和聚丁二烯的特點,是一種耐用的熱塑橡膠。SBS橡膠經常被用來製造輪胎。(相關: 丁苯橡膠(SBR))

廢棄與環境問題[編輯]

由於其質量小(特別是發泡型)、殘餘價值低,聚苯乙烯不容易循環再生。通常聚苯乙烯不能以街邊收集英語Kerbside collection法進行回收。但是,工業上也對發泡聚苯乙烯的再利用進行了很大的改進,出現了很多使其密化的新方法。這種能夠增加其密度的方法,通常使得密度增加15slugs/ft3(29.1克/立方厘米)並在乾淨的聚苯乙烯上形成了合適再生操作的中心。一些製造聚苯乙烯的工廠現在能夠對使用後的廢品發泡聚苯乙烯進行回收。比如在美國密西根州,梅森的Dart Container工廠中就在進行對使用後聚苯乙烯以及工業聚苯乙烯的回收。

被丟棄的聚苯乙烯無法經由生物降解光分解進入生物地質化學循環。由於發泡聚苯乙烯(保麗龍)其低比重以致於漂浮於水面或隨風飄移,造成主觀的景觀破壞。根據加州海岸委員會(California Coastal Commission)的調查,聚苯乙烯已是主要的海洋漂流物。而對誤食這類塑膠海洋生物而言,會對其消化系統造成傷害。

苯乙烯單體異於聚苯乙烯,單體不易溶於水,在土壤中16週就會被分解掉九成。[5]

麵包蟲(黃粉蟲幼蟲)消化道內發現的某一種細菌,可達到自然分解該材料的方式。[6]

回收及循環再用[編輯]

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資源回收再利用:塑膠分類標誌中,PS代碼是6(以順時針方向循環箭頭構成三角形號碼標誌)塑膠本體底部或包裝上須列明,以便消費者及回收商能分類妥當。

相關條目[編輯]

參考資料[編輯]

  1. ^ Haynes, p. 12-214
  2. ^ Haynes, p. 13-17
  3. ^ A.K. vam der Vegt & L.E. Govaert, Polymeren, van keten tot kunstof, ISBN 90-407-2388-5
  4. ^ 存档副本 (PDF). [2006年11月14日]. (原始內容 (PDF)存檔於2006年2月17日). 
  5. ^ 存档副本 (PDF). [2014-05-14]. (原始內容 (PDF)存檔於2016-03-05). 
  6. ^ 麵包蟲吃保麗龍 高二女養蟲證明. 聯合報. 2009-02-14. (原始內容存檔於2012-07-10). 

參考文獻[編輯]

外部連結[編輯]