POLİSTİREN (PS) LEVHALAR

Çok yönlü ve rijid, kullanışlı bir termoplast ürün olan polistiren, stiren polimerleri grubuna giren stiren kopolimerleri, elastomerik kopolimerler ve vinil monomerleri ile aynı aileye mensuptur. Değişik özelliklerde olan ve çok üretilen bir malzeme olup, yurdumuzda PETKİM kuruluşu tarafından PS, “Petren” ticari adıyla piyasaya verilir ve Türk Standartları Enstitüsünce “TS 5341” numarasıyla standardize edilmiştir. Amorf bir polimer olan polistirenin genel özellikleri;

• Parlayan bir berraklığa sahip olması,

• Sert olması,

• Kolay işlenebilme özelliği ve mükemmel şekil kararlılığı,

• Çok iyi renklendirilebilme özelliği ve yüksek optik özellikler,

• Makul ölçülerde iyi ve mekanik ısısal özelliklere sahip olması,

• Kırılganlığı hafif ölçüdedir ve 100°C’nin altında sıcaklıklarda dahi yumuşayabilme özelliği vardır (kullanma sıcaklığı 93°C’ye kadar).

• Oda sıcaklığında elektriksel özellikleri iyi olup kayıp faktörü düşüktür.

• Birçok aromatik ve klorlanmış çözücülerde çözülebilme…gibi.

Polistiren levhalar, homopolimer ve kopolimer olarak imal edilir ki homopolimerler genel amaçlı ve darbe mukavemetli; kopolimerler ise kristal berraklığında, darbe mukavemetli, cam ile kuvvetlendirilmiş şekilde üretilmektedirler. Bu reçinelere enjeksiyon kalıplama levha ve profil ekstrüzyonu, köpük kalıplama gibi birçok teknolojik yöntemler uygulanabilir. Ayrıca genişleyen polistiren adında ve özellikle yalıtkanlıkta ve enerji sönümlemede çok iyi olan bir köpük çeşidi daha vardır. Değiştirilmemiş polistiren, rijid ve kırılgan, orta mukavemetli ve kristal berraklığında bir reçine olup, bazı lastik çeşitleriyle (polibutadien gibi) harmanlandığında darbeye dayanıklılığı istenilen ölçülere getirilebilir. Polistiren de diğer pek çok polimer gibi nispeten inerttir.Alkalilere ve sıradan asitlere dayanıklı olmasına rağmen, klor, brom, sülfat asiti gibi çok aktif kimyasal maddelere karşı dayanıksızdır. Cam elyafı ile güçlendirilmiş çeşidinin oldukça iyi ısısal ve eğilme özellikleri, rijitliği, boyut kararlılığı ve darbe mukavemeti gibi özellikleri vardır. Tüm kopolimer çeşitleri paketleme ve ev döşemeleri gibi alanlarda kullanılır.

Kolaylıkla levha, film, profil ve köpük plastik haline getirilebilen polistiren pek çok alanda kullanılır. Çeşitli ev eşyası parçaları, telefon, bilgisayar, elektronik endüstrisi için gerekli parçalar, gıda, tekstil, oyuncak ve çok çeşitli makine aksamı yapımı, düğme ışık düğmeleri, içecek şişeleri ve paketleme malzemesi; köpüklü şekli ise yalıtkan ve enerji sönümleme yapımında kullanılır

Monomeri stiren olan polistiren, benzen ve etilenden yapılıp, alüminyum kloridin katalizörlüğü ile, basınç altındayken etilen gazı benzen içerisinden geçirilerek elde edilir. 90°C’de, katılma tepkimesi sonucundaysa etil benzen oluşur. Etil benzen demir oksit ve magnezyum oksit karışımı katalizörlüğünde, 600°C’de dehidrojenasyon (hidrojen atılması) ile vinil benzen, yani stirene dönüşür. Elde edilen stiren destillenerek saflaştırılır. Monomer olan vinil benzen süspansiyon veya kütle polimerizasyonu ile polistirene dönüştürülür. Stirenin kütle polimerizasyonu inhibitörsüz stirenin peroksit başlatıcısı ile bir kapta ön polimerleşme ile başlar ki daha sonra ısı transferiyle reaksiyon karışımındaki polimerin doygunluk konsantrasyonuna kadar asıl polimerizasyon devam eder. Normal şartlarda yeteri kadar viskoz %30 polimer konsantrasyonunda 4,5Ø x 12 metre ölçüsünde bir silindirik kaba aktarılıp devamlı dolu olacak şekilde sıvı halin muhafaza edilmesiyle , varsa kaçaklar da önlenerek kulenin üst kısmı soğutulup, altı da ısıtılarak, kontrollü polimerizasyonda erimiş polimerindipte toplanması sağlanır. Sonrasındaysa silindirden bir lüle grubu yardımıyla alınan ince çubuk plastikler soğutulup parçalanır ve kalıplanmaya hazır olarak ambalajlanır.

POLİSTİREN PLASTİK KÖPÜK (EPS) LEVHALAR

Ambalajlama ve ısı yalıtımlarında kullanılan EPS köpük, günümüzde oldukça fazla tercih edilen bir malzemedir. Köpük polistiren 1951’de BASF tarafından geliştirilmiş olup küflenme, çürüme, korozyona uğrama gibi istenmeyen özellikleri taşımaması, ucuz olması, tercih nedenleri arasındadır. Camlaşma geçiş sıcaklığı, oda sıcaklığının bir hayli altında olan esnek köpüklerin, açık havada ve güneşte renkleri sarıdır ancak renklendiriciler herhangi bir renk alabilirler. Polieter esaslı köpükler,ıslak veya kuru durumda yüksek sıcaklık yaşlanmasına dayanıklı olup ancak ultraviyole ışınları altında özelliklerini düşürmektedirler ve malzemeyi daha kırılgan yapmaktadır. Yırtılma ve çekme mukavemeti, korozif çözeltilerin çoğunun etkisiyle azalmakta ve bunun sonucunda şişme olayı meydana gelmektedir. Ancak çözelti uzaklaştırılıp etkisi kesildiğinde malzeme kuruduğu zaman şişme de yok olmaktadır. Kuvvetli oksidantlar tarafından tahrip olan köpükler, kuvvetli asit ve bazlar altında hidrolize edilmektedirler. Polyester köpükler oksidantlara karşı polieter köpüklere göre daha dayanıklı olup, polieter köpükler ise hidrolik bozulmaya karşı daha dayanıklıdır.

Isı yalıtımı ve yüzme aksesuarları için başlıca malzeme blok kalıplama ürünleridir. Beyaz eşya ambalajlarında da blok kalıplama ve çanak dökümleri kullanılır. Bot endüstrisi için kalıplama yoğunluğu 16 kg/m³, yaygın ticari uygulamalarda buz kapları, kan muhafaza kabinleri, yaz ürünleri ambalajları 20-40 kg/m³ yoğunluktaki köpük malzemeden yapılmaktadır. İnce cidarlı çanak çömleklerde biraz fazla saydamlık arandığından 32-65 kg/m³’ lük malzemeler kullanılır. Gürültü sönümleme malzemelerinde de kullanılır.

PS granülün tesiste işlenmesi üç kademede gerçekleştirilir. Ön genleşme, yaşlandırma(olgunlaştırma) ve kalıplama olan bu basamaklardan ön genleşmede, özel kalıba alınan granüller 80°C’ ye kadar arttırılan basınçta büyürler. İç hücrelerin büyümesiyle yoğunluk azalıp, bu işlemler sonucunda değişik yoğunluktaki granüllerden hafif olanlar genleşme kabının yukarısında, ağır olanlar alt tarafta birikirler. Karıştırıcıyla yukarıya çıkan granüller homojen bir ortam oluşturur. Genleşme kabından dışarı alınan şişkin granüller 36°C’nin altına düşürülüp pentan buharlarının uzaklaştırılmasını sağlayan bir soğutma işlemine tabi tutulduktan sonra, yaşlandırma işlemi(olgunlaştırma) yoğunluk ve diğer işlemlere bağlı olarak 4-24 saatte tamamlanır. Doldurma, buharla ısıtma ve havalandırma, soğutma ve çıkarma bütün kalıplama işlemlerinin ortak süreçleridir. Blok kalıplamada istenilen yoğunluğa göre doldurma kolaydır. Hızlı çalışmak için basınçlı yükleme de yapılabildiği gibi ince cidarlı kalıplamalarda kalıbın doldurulması özel yapılı granüllerle olur. Granüller, ön şişirilmede buharla ısıtılıp kalıba zayıfça doldurulup tekrar buhara tabi tutulurlar. Buhar ön şişmeli granülleri hava sirkülasyonu sayesinde ısıtır, granüller yumuşar biraz daha şişerler. Sıcaklık yükselince granül cidarları biraz daha kaynar. Böylece sıcaklık basınç ve çeşitli yoğunluklarda kalıplamalar yapılabilir. Buhar kesilmesi ve soğuması sonucu ise yüksek basınç düşer.