پلی استایرن توسط پلیمریزاسیون استایرن مونومر، که از مشتقات نفت خام است تولید می‌شود. اگر شما به ساختار شیمیایی پلی استایرن نگاه کنید، خواهید دید که این پلیمر تنها از اتم‌های کربن و هیدروژن تشکیل شده است. بنا بر این در گروه هیدرو کربن‌ها قرار می‌گیرد. اگر پیوندهای موجود در ساختار شیمیایی آن را مشاهده کنید، می‌بینید که اتم‌های کربن توسط پیوند کووالانسی به یک دیگر متصل شده‌اند. در زنجیره‌ی پلی استایرن به هر اتم کربن متناوب، یک گروه فنیل (حلقه‌ی بنزن) متصل شده است. پلی استایرن هیدرو کربنی با زنجیره‌ی بلند است و فرمول شیمیایی آن C8H8)n می‌باشد. آن‌ چه که در زیر مشاهده می‌کنید ساختار شیمیایی پلی استایرن است.

استایرن یک مونومر آروماتیک (معطر) است که به صورت تجاری از نفت مشتق می‌شود. پلی استایرن یک پلیمر وینیل می‌باشد که از طریق پلیمریزاسیون رادیکال آزاد وینیل، از مونومرهای استایرن ساخته می‌شود.

ویژگی‌های پلی استایرن

حالا که با ساختار پلی استایرن آشنا شدیم، بیایید کمی در ویژگی‌های آن عمیق‌تر شویم. در این‌ جا باید نکاتی را در مورد خصوصیات فیزیکی، مکانیکی، بصری، حرارتی، الکتریکی و شیمیایی پلی استایرن بیاموزیم.

خصوصیات فیزیکی

• چگالی پلی استایرن می‌تواند از ۱۰ تا ۵۰ کیلو گرم بر متر مکعب متغیر باشد.
• پلی استایرن پر نشده آمورف (ساختاری بی‌نظم) است و ظاهری شیشه‌ای و درخشان دارد. این پلیمر هم چنین به نام استایرن کریستالی شناخته می‌شود.
• یکی از ویژگی‌های مهم پلی استایرن اکسترود شده (حجم داده شده) توانایی شناور ماندن آن روی آب است. به این ترتیب این ماده انتخاب مناسبی برای ساخت تخته‌های شناور است. اگر تا کنون به استخر شنا رفته و تخته‌های رنگارنگ شنا را دیده باشید، منظور ما را به خوبی متوجه شده‌اید.
• ویسکوزیته‌ی (گران رَوی) پلی استایرن، همانند تمامی سیالات غیر نیوتونی دیگر به نرخ کرنش بستگی دارد (کرنش در اصطلاح فیزیک به تغییر در طول جسم جامد در هر جهت نسبت به طول آن جسم در همان جهت که در اثر اعمال نیرو پدید می‌آید گفته می‌شود). گران رَوی آن عبارت است از نسبت فشار کرنشی به نرخ کرنش.
هدف کلی پلی استایرن(GPPS)، با مقادیر تعیین شده برای خواص فیزیکی آن تعریف می‌شود. این مقادیر را در زیر مشاهده می‌کنید

خواص فیزیکی پلی استایرن، از وجود پیوندهای ضعیف واندرولس میان زنجیره‌های پلیمر نشأت می‌گیرند. با افزایش دما، این پیوندها به مراتب ضعیف‌تر شده و زنجیره‌ها به روی یک‌ دیگر می‌لغزند. به این دلیل است که پلی استایرن در دمای بالاتر از انتقال شیشه‌ای‌اش، بسیار الاستیک و نرم می‌شود.

خصوصیات مکانیکی

خواص مکانیکی یک پلیمر شامل مقاومت، استحکام کششی، مدول‌ها، استحکام ضربه و استحکام فشاری آن است. اشکال کریستالی پلیمر پلی استایرن استحکام ضربه‌ای کمی دارند. پلیمرهای پلی استایرن، در معرض نور آفتاب به علت اکسیداسیون نوری تخریب می‌شوند چرا که خواص مکانیکی آن‌ها تحت تأثیر قرار می‌گیرد. جدول زیر مقادیر خواص فیزیکی پلی استایرن عمومی (GPPS) را نشان می‌دهد.

خواص بصری

GPPS شفاف است در حالی که پلی استایرنِ مقاوم به ضربه (HIPS) (کوپلمیری که از افزودن لاستیک به پلی استایران به هنگام پلیمریزاسیون تشکیل شده) مات می‌باشد. با این حال HIPS ظاهری براق دارد که میزان براق بودن آن با در صد باز تاب نور از سطح پلیمر اندازه‌ گیری می‌شود. آن‌ چه که در جدول زیر آمده مقادیر مشخصات بصری پلی استایرن معمولی است.

خواص حرارتی

خواص حرارتی به ویژگی‌هایی گفته می‌شود که ماده به هنگام قرار گرفتن در معرض گرما از خود نشان می‌دهد. از این دست می‌توان دمای اعوجاج گرمایی، دمای انتقال شیشه‌ای، رسانایی گرمایی و غیره را نام برد. پلی ‌استایرن، ماده‌ی ترمو پلاستیک سختی است (با افزایش دما بدون تغییر شیمیایی ذوب می‌شود) که در دمای معمولی به شکل جامد یا شیشه‌ای است. اما هنگامی که به میزان بیش از دمای انتقال شیشه‌ای‌اش گرم می‌شود، به حالت مایع تبدیل شده و جاری می‌شود؛ در این حالت می‌توان آن را برای قالب گیری یا اکستروژن استفاده نمود. با سرد کردن دو باره، ماده جامد می‌شود. از این ویژگی پلی استایرن برای ریخته گری آن در قالب با جزئیات دقیق استفاده می‌شود. مقادیری که در جدول زیر آمده‌ خواص حرارتی پلی استایرن طبیعی است.

خواص الکتریکی

خواص الکتریکی ویژگی‌هایی هستند که پاسخ ماده را به یک میدان الکتریکی تعیین می‌کنند. در جدول زیر مقادیر این خواص را برای پلی استایرن معمولی مشاهده می‌کنید.