طرح تولید فوم پلی استایرن

برای اولین بار پلی استایرن توسط یک شرکت آلمانی در سال ۱۹۴۰ برای عایق در صنایع الکتریکی ساخته شد.و در جریان جنگ جهانی دوم جهت ساخت لاستیک به عنوان عایق (EPS) مصنوعی از آن استفاده شد.
استفاده از پلی استایرن انبساطی حرارتی،از همان بدو پیدایش به دلیل چگالی پایین وسهولت نصب،هدایت حرارتی پایین،قدرت بالای جذب صوت،عدم تصاعدگازهای سمی در حین اشتعال ،قیمت پایین،عدم جذب صوت،عدم تصاعد گازهای سمی در حین اشتعال،قیمت پایین،عدم جذب آب وداشتن ضریب نفوذپذیری اندک مطرح بوده است.همچنین با استناد به آزمایشهای انجام شده با بلوک های پلی استایرن می توان از اتلاف انرژی کلی۱۵ درصدی درساختمان جلوگیری کرد. لذا با عنایت به رقم ذکرشده می توان گفت که باجداره نمودن دیوارهای ساختمان واستفاده از یک لایه نازک پلی استایرن درداخل دیوار،گام موثری درجهت بهینه سازی مصرف انرژی برداشته می شود. پلی استایرن چه به صورت فوم و چه به صورت معمولی استفاده فراوانی در ساختمان، هواپیما، خودرو و دیگر صنایع دارد و بزرگترین نقص آن آتشگیری و ایجاد گازهای سمی می باشد . هم اکنون در کشور های پیشرفته این نقص با اصلاح ساختار و ترکیب پلیمر رفع گردیده است . از آنجائیکه مواد پلیمری با مصارف عمومی از مقاومت پائینی در مقابل آتشگیری برخوردار هستند و سوختن این پلیمرها سبب ایجاد مواد سمی و مضر، که برای محیط زیست و سلامتی انسان خطرناک است، می شوند و باعث محدودیت استفاده از این مواد در بسیاری از زمینه ها خواهد شد . در این میان پلیمر هایی بر پایه استایرن و پلی اتیلن دارای مشخصه های حرارتی نامناسب از قبیل آتش گرفتن آسان، سوختن سریع و آزاد کردن مقدار زیادی حرارت و دود و … غیره می باشند . برای جلوگیری از این مواد معمولا دو نوع پلیمر بر پایه استایرن و پلی اتیلن به صورت خود خاموش شونده ( Self Extinguishing) و تاخیر دهنده شعله (Flame Retardant) ساخته می شوند. بدین منظور از مواد اصلاح کننده در پلیمر استفاده می شود که معمولا حاوی ترکیبات فسفر، نیتروژن، و یا هالوژن می باشند . این مواد با مکانیزم خاصی( فیزیکی – شیمیایی) باعث به تاخیر افتادن آتشگیری و یا حتی خاموش شدن خود به خود پلیمر می شوند. مناسبترین تاخیر دهنده شعله برای پلیمرهای مذکور ترکیبات هالوژن دار می باشد . نحوه عملکرد این مواد بدین صورت است که در دماهای بالا این مواد براحتی تشکیل هالید هالوژن و هالوژن را می دهند که این مواد به صورت یک لایه جامد بین سطح مواد پلیمری و اکسیژن قرار می گیرند و از اکسیداسیون و سوختن پلیمر جلوگیری می کند . از طرف دیگر چون محصولات حاصل از تجزیه و سوختن مواد پلیمری به صورت گاز می باشند، در اینحالت که هالید هیدروژن نقش اصلی را بازی می کند، رادیکالهای آزاد H و OH که از واکنش سوختن حاصل می شود را بی اثر کرده و تشکیل رادیکالهای آزاد هالوژن با انرژی کمتر را می دهد و در نتیجه از واکنش اکسیداسیون و سوختن جلوگیری می کند . در این طرح سعی بر این است که ضمن ساخت ترکیبات هالوژن دار ( تترا برمو بیس فنل A و پلی استایرن برمینه شده ) و استفاده از خاصیت تقویت کنندگی (Synergism) با اکسید فلزی ( تری اکسید آنتیموان ) و در آوردن این دو افزودنی به صورت مستربچ پلی اتیلن و پلی استایرن به پلیمرها، اضافه کرده و پس از آن مشخصه های آتشگیری پلیمر حاصله از قبیل شاخص اکسیژن (Oxygen Index)، تست آتشگیری بر اساس استاندارد ASTM365 و تستهای U 194 مورد بررسی قرار گیرد و اثر این اصلاح کننده ها بر روی خواص فیزیکی – مکانیکی از قبیل استحکام ضربه ای و نقطه نرم شدن و … بررسی گردد.
ظروف یکبار مصرف فوم پلی استایرن در صنایع مختلف بکار رفته و در ضمن فرآیند تولید محصول پیچیده نبوده و بسیار آسان می باشد. از طرفی با توجه به حجم بالا و وزن کم ظروف یکبار مصرف، هزینه بالایی جهت حمل و نقل این نوع کالا باید پرداخت شود و به همین دلیل تجار تمایلی به واردات این محصول نداشته و کلا تبادلات جهانی آن از رونق چندانی برخوردار نیست. به عبارت دیگر اکثر کشورها نیاز خود را از طریق تولیدکنندگان داخلی تامین می کنند. به طور کلی کشورهای تولیدکننده یا واردکننده مواد بالادست پتروشیمی مانند پلی اتیلن، پلی پروپیلن و پلی استایرن تولیدکننده ظروف یکبار مصرف نیز می باشند.
از طرفی توجه به بهداشت عمومی و جلوگیری از انتقال بیماری ها، گسترش مراکز فروش و ارائه انواع اغذیه و خوراکی های مختلف و لزوم صرفه جویی هرچه بیشتر در وقت (شستشو و ارائه مجدد ظروف) استفاده از ظروف یکبار مصرف را اجتناب ناپذیر ساخته است . ظروف مذکور عمدتاً جهت بسته بندی های مختلف مثل مربا، عسل و ماست، خامه، بستنی، نوشابه و شیرینی و غذا و … مورد استفاده قر ار می گیرند . ظروف یکبار مصرف وظیفه مهمی را در افزایش سطح بهداشت عمومی بازی می کنند.
شکل ظاهری این ظروف تا اندازه ای با سلیقه تولیدکننده و امکانات فنی قالب ساز تغییر می یابد ولی عمدتاً اندازه و ابعاد موجود در بازار مبنای کار تولیدکننده می باشد. برای بسته بندی این نوع ظروف پلاستیکی، بسته بندی اولیه و ثانویه لازم است. بسته بندی اولیه بدین ترتیب می باشد که تعداد ظروف مورد نظر در کیسه های پلی اتیلنی مخصوص گذارده می شوند. بدین ترتیب از نظر نفوذ ذرات گرد و غبار و آلوده کننده های موجود در هوا و نشست آنها بر روی ظروف جلوگیری می شود. آنگاه نظر به شکنندگی و عدم مقاومت در مقابل ضربه ظروف یکبار مصرف و تغییر شکل ظاهری آنها از کارتن های مقوایی جهت چیدن کیسه های پلی اتیلنی حاوی ظروف استفاده می شود و سپس به بازار مصرف ارائه می گردد.
ظروف یکبار مصرف از پلیمرهای مختلفی تولید می شوند که اگر تولیدکنندگان و مصرف کنندگان این ظروف از آگاهی لازم در مورد آنها برخوردار باشند، استفاده از آنها برای مصارف خاص مانعی ندارد، زیرا استفاده نادرست از این ظروف می تواند باعث آزاد شدن مواد آلی و ترکیبات شیمیایی موجود در ظروف به داخل مواد غذایی شود که این مسأله می تواند سلامت مصرف کننده را به خطر بیندازد. به همین دلیل ظروف یکبار مصرف سفید رنگ و فوم دار برای مواد غذایی سرد، گرم و مرطوب مناسب بوده ولی نباید برای مواد غذایی داغ استفاده شود. مثلاً استفاده از این ظروف برای پیتزایی که در دمای ۱۴۰ درجه سانتیگراد طبخ می شود، توصیه نمی شود.

ویژگی های فوم پلی استایرن ضد آتش

– ضد حریق
– عایق حرارتی خوب
– خواص مکانیکی ایده ال (مقاومت در برابر فشار و میرا نمودن شوک وارده).
– غیر حساس بودن به آب
– توانایی قالبگیری و برش در اشکال مختلف
– امکان بازیافت
– هزینه کم به ازای واحد حجم
– بالا بودن نسبت سفتی به وزن به طوری که قطعات ساخته شده دارای وزن کم و استحکام خوب هستند.
– دانسیته پایین

اهمیت استراتژیکی کالا در دنیای امروز

فوم پلی استایرن ضد آتش دارای اهمیت فوق العاده ای در دنیای امروز است، بدین معنی که این محصول با توجه به اهمیت عایق کاریها و سبکی ساختمانها از اهمیت فوق العاده ای برخوردار است. همچنین این محصول با توجه به اینکه ضد آتش می باشد از این حیث نیز اهمیت دارد. بطور خلاصه می توان گفت که این محصول به علت ضد آتش بودن اهمیت بسیار زیادی در مقایسه با سایر رقبای خود دارد و به مرور جای محصولات رقیب را پر خواهد کرد.

کشورهای عمده تولید کننده فوم پلی استایرن

کشورهای بزرگ تولید کننده پلی استایرن عبارتند از : آمریکا، چین، آلمان، فرانسه، کره جنوبی، سنگاپور و ژاپن. اطلاعات دقیقی از میزان تولید فوم پلی استایرن ضد آتش در کشورهای تولید کننده این محصول وجود ندارد ولی با توجه به آمار و ارقام پراکنده تولید حدود ٣٠ درصد تولیدات پلی استایرن در دنیا فوم پلی استایرن انبساطی ضد آتش می باشد. این مقدار حدود ١٣٠٠ هزار تن می باشد. لازم به ذکر است که این مقدار پلی استایرن ضد آتش تبدیل به فوم می شود.

فرآیند تولید فوم پلی استایرن

تولید فوم پلی استایرن منبسط شده شامل سه مرحله است. در مرحله اول، دانه های پلی استایرن حاوی عامل پف زا وارد یک تانک عمودی مجهز به همزن و ورودی بخار می شود. این مرحله را پیش انبساط می نامند و در این مرحله است که دانسیته نهایی فوم تعیین می شود. (Pre-expansion) نامیده می شوند که حجمشان (Prepuff) دانه های منبسط شده در این مرحله اصطلاحاً، پوف اولیه تا ۴٠ برابر قبل از انبساط افزایش یافته است. این دانه ها در این مرحله تا چندین ساعت در ظروف در باز نگه داشته می شوند تا خلاء ایجاد شده در داخل دانه ها با اتمسفر به تعادل برسد.

کاربرد فوم پلی استایرن

ماده عایقکاری پلاستیک سلولی صلب است که به وسیله قالبگیری دانه های پلی استایرن قابل انبساط یا یکی ازکوپلیمرهای آن ساخته میشود که اساسا” دارای یک (۱-۲- ۸۴ بند ۴ ساختار سلولی بسته و پرشده از هواست. ( استاندارد ملی ۸۰ برای اولین بار پلی استایرن توسط یک شرکت آلمانی در سال ۱۹۴۰ برای عایق در صنایع الکتریکی ساخته شد.و در جریان جنگ جهانی دوم جهت ساخت لاستیک مصنوعی از آن استفاده شد . محصولات پلی استایرن در سه گرید تولید می شود.
گرید ۱- مقاوم در برابرضربه که جهت مصارفی مانند : تهیه ظروف , بدنه لوازم خانگی استفاده می شود.
گرید ۲- نوع معمولی که مقاومت کمتری در مقابل ضربه دارد که کاربردهای در صنایع اتومبیل سازی و الکتریکی و غیره دارد.
گرید ۳- پلی استایرن منبسط یا فوم پلی استایرن (پلاستو فوم )
این نوع عایق از مواد یکپارچه به شکل سلول بسته ساخته شده است. میزان هدایت حرارتی این ماده مایق ممکن است در مدت زمان بهره برداری ( افزایش طول عمر ) به علت نفوذ هوا در بین سلولهای آن افزایش پیدا کند. از فومهای پلاستیکی سبک بوده و به راحتی بریده می شود.
در صنایع بسته بندی کار برد وسیعی داشته و به عنوان عایق حرارتی نیز استفاده می شود دامنه استفاده از این فوم در حال افزایش است به عنوان مثا ل اخیرادر سقفهای تیرچه بلوک به جای بلوک سیمانی از بلوک های پلاستو فوم استفاده می شود.

مزایای عمده فوم پلی استایرن

۱- انتقال حرارت کم جهت استفاده عایق حرارتی
۲- جذب خوب انرژی برای بسته بندی مواد
۳- شناوری بالا
۴- بالا بودن نسبت سفتی به وزن به طوری که قطعات ساخته شده دارای وزن کم و استحکام خوب هستند
۵- هزینه کم به ازای واحد حجم
معایب عمده فوم پلی استایرن عبارتند از:
۱- خاصیت اشتعال پذیری وکمک به گسترش حریق
۲-تولید گازهای سمی در هنگام سوختن
۳-انتقال بخار آب و جذب رطوبت
۴-نمی توان در بالاتر از C ˚ ۷۴ درجه سلسیوس به کار برد.
فوم پلی استایرن به طور وسیعی در عایق حرارتی – ۵۴ C˚ تا C ˚ ۷۴ به کار برده شده است که دلائل عمده آن قیمت پائین بوده،در دسترس می باشد و به راحتی ساخته می شود،محکم و پایدار بوده و در برابر تخریب مقاوم است. پلی استایرن اکسترود شده به صورت تخته در اندازه های مختلف جهت ساخت دیوار و عایق بام در دسترس است . دانه های قابل انبساط پلی استایرن را نیز می توان به صورت صفحاتی برای نما در ساختمان سازی ساخته و به کار برد. در مواردی که کاربردعایق حرارتی مورد نظر است مقاومت بالا لازم نبوده و پلی استایرن منبسط به اندازه کافی مقاومت دارد . فوم پلی استایرن را در جرم ویژه های بسیار پائین نیز می توان تولید کرد. ولی کاهش جرم ویژه به افزایش ضریب هدایت حرارتی با کاهش عایق حرارتی و افزایش انتقال بخار آب می انجامد .از این رو از این نوع فوم های بسیار سبک در کارهای بسیار حساس نمی توان استفاده کرد.

کاربردهای EPS:

●بسته بندی
●عایق کاری
●ساختمان سازی
●لیوان ها و ظروف یکبار مصرف
بسیاری از محصولات از قبیل تلویزیون ، یخچال و کامپیوتر و… در EPS های فرم دهی شده ، برای حمل و نقل به بازار ، بسته بندی می شوند. هر کس که به دیوار ، سقف و زمین گرما یا عایق صدا نیازمند است. EPS را ایده آل ، با کاربری آسان در انواع. ساختمان ها ( از خانه ها و دفاتر اداری تا کارخانه ها و مدارس) می یابد: مهندسین عمران از EPS به عنوان ماده ای سبک برای پرکردن فضاهای خالی استفاده می کنند. همچنین به عنوان ماده شناور استفاده می شود. قطعه فرم دهی شده EPS عمدتا برای پوشش سقف ساختمان ها به کار می رود.
خصوصیات و کاربردهای پلی استایرن انبساطی EPS EDT Snow White
گرانول های پلی استایرن EDT Snow White (EPS) بر مبنای سایز استفاده معمولی شامل ۴ نوع۱۰۳،۱۰۴،۱۰۵و۱۰۶ می شود.

معرفی کد آیسیک مرتبط با صنعت تولید فوم پلی استایرن

۱. سقف از پلی استایرن انبساطی نسوز (ضد اشتعال) : ۲۵۲۰۵۱۲۵۵۱
۲. نمای ساختمان از پلی استایرن انبساطی نسوز (ضد اشتعال) : ۲۵۲۰۵۱۲۷۴۹

وضعیت واحد های فعال تولید فوم پلی استایرن

در نمودار زیر تعداد و ظرفیت واحدهای تولید کننده فوم پلی استایرن ضد آتش در کشور به تفکیک استان آمده است .

خلاصه بررسی اقتصادی طرح تولید فوم پلی استایرن

ظرفیت تولید سالیانه : ۸۰۰ تن
نرخ برابری دلار : ۲۷۰۰۰ تومان
مساحت زمین موردنیاز :۳۷۰۰ مترمربع
تعداد نیروی انسانی مورد نیاز : ۳۶ نفر
میزان سرمایه گذاری ثابت : ۲۰ میلیارد تومان
نرخ بازده داخلی : ۳۱ درصد

درصورت تمایل به این مطلب امتیاز دهید: