Nhựa PS là gì? Nhựa PS có an toàn không

Các sản phẩm làm từ nhựa PS được ứng dụng phổ biến trong cuộc sống hằng ngày và sản xuất công nghiệp. Tiếp tục kiến thức chuyên môn về nhựa (plastic) để khách hàng hiểu hơn về khái niệm nhựa PS là gì, đặc tính và ứng dụng của loại nhựa này, Thuận Thiên Plastic sẽ chia sẻ một số thông tin liên quan ngay dưới đây. 

Nhựa PS là gì? 

Nhựa PS (Polystiren) là một loại nhựa nhiệt dẻo trong suốt tự nhiên, tồn tại ở dạng thể rắn điển hình như ở dạng vật liệu xốp hoặc cứng. Nhựa PS thường được sử dụng trong nhiều sản phẩm sinh hoạt và tiêu dùng, đặc biệt trong sản xuất bao bì thương mại. Nhưng song song với việc phổ biến rộng rãi thì vật liệu nhựa PS này gây tranh cãi giữa các nhóm môi trường vì nó phân hủy sinh học chậm và ngày càng xuất hiện dưới dạng rác ngoài trời (đặc biệt là ở dạng bọt trôi nổi trong đường thủy và đại dương).

Polystiren (viết tắt và thường gọi là PS) là một loại nhựa nhiệt dẻo, được tạo thành từ phản ứng trùng hợp stiren. Công thức cấu tạo của polystiren là (̵CH[C₆H₅]-CH₂)̵_n

Polystyrene thường được sử dụng trong các ứng dụng thiết bị y tế như ống nghiệm, hoặc các thiết bị hằng ngày như các loại hộp, cốc đựng sữa, mô hình đồ chơi bằng nhựa cứng hay đĩa CD, bàn phím điều khiển game của một thời đã qua.

Điều chế

Nhựa PS (polystyren) được sản xuất dễ dàng bằng phản ứng trùng hợp gốc tự do(free radical polymerization) của styrene sử dụng chất khơi mào gốc tự do. Styrene có hoặc không có chất pha loãng được trộn với chất khơi mào gốc tự do như dibenzoyl peroxide và được đun nóng đến nhiệt độ 120°C. Một số giai đoạn của quá trình trùng hợp dẫn đến một polyme hòa tan trong monome hoặc dung dịch pha loãng. Monomer và chất pha loãng chưa phản ứng được tách ra trong chân không để lại polystyrene có trọng lượng phân tử cao.

Các loại nhựa PS

Nhựa PS được phân làm 2 loại bao gồm: 

• Nhựa HIPS (High Impact Polystyrene): Có khả năng chịu lực tốt, ứng dụng phổ biến để làm vỏ xe máy, vỏ tivi, khay đựng thực phẩm, bánh kẹo… 
• Nhựa GPPS (General Purpose Polystyrene): Trong suốt, không màu, ứng dụng để làm mặt đồng hồ treo tường, cánh quạt, vỏ công tơ điện… 

Nhựa PS có an toàn không

Ở nhiệt độ thường, các sản phẩm từ nhựa PS an toàn, không độc hại, được ứng dụng phổ biến trong đời sống hằng ngày. Tuy nhiên, ở nhiệt độ cao, nhựa PS giải phóng một lượng lớn Monostyren (SM), gây hại cho gan. 

Nếu hít phải SM sẽ gây ra tình trạng chóng mặt, đau đầu, mệt mỏi, kích ứng mắt… Thậm chí, ảnh hưởng đến khả năng sinh sản và tăng nguy cơ ung thư.

Tính chất

Polystyrenes có thể có ba dạng khác nhau. Các dạng này được gọi là polystyrene atactic, isotactic polystyrene, và syndiotactic polystyrene (SPS) (hình bên dưới). Hầu hết polystyrene có sẵn trên thị trường là polystyrene atactic.

Tính chất vật lý 

Nhựa PS là một loại nhựa cứng, trong suốt, không mùi, không màu, khi cháy có ngọn lửa không ổn định. Đây là loại nhựa dễ tạo màu, thẩm mỹ cao, dễ gia công bằng phương pháp ép hoặc ép phun với nhiệt nhiệt độ dao động từ 180 – 200℃. 

Tính chất hóa học 

• Nhựa PS có thể hòa tan trong carbide hydro thơm, carbide hydro clo hóa, aceton. 
• Không hòa tan trong carbide hydro mạch thẳng, rượu thấp (rượu có độ rượu thấp), ete, phenol, axit acetic và nước. 
• Nhựa PS bền vững trong các dung dịch kiềm, axit sulfuric, photphoric và boric với bất kỳ nồng độ nào. 
• Bền với axit clohydric 10–36%, axit acetic 1–29%, axit formic 1–90% và các axit hữu cơ khác. 
• Nhựa PS bền với xăng, dầu thảo mộc và các dung dịch muối. 
• Nhựa PS bị phá hủy bởi axit nitric đậm đặc và các chất oxy hóa khác. 

Tính chất cơ học 

Tính chất cơ học của nhựa PS phụ thuộc vào mức độ trùng hợp. PS có trọng lượng phân tử thấp giòn, độ bền kéo thấp còn PS trọng lượng phân tử tăng lên thì độ bền và nhiệt tăng, độ giòn giảm. 

Nếu vượt quá mức độ trùng hợp nhất định, tính chất cơ học của nhựa PS lại giảm. Nhiệt độ càng tăng, giới hạn bền kéo càng giảm. Khi đạt đến nhiệt độ 80 độ C, độ giãn dài tương đối sẽ bắt đầu tăng lên. Vượt quá nhiệt độ 80 độ C, nhựa PS trở nên mềm, dính như cao su. 

Ngoài ra, nhựa PS còn có một số tính chất cơ học bao gồm: 

• Khối lượng riêng: 1,05–1,06 g/cm³
• Modun đàn hồi kéo: (2,8–3,5).10³ N/mm²
• Độ dai va đập: 12–20 KJ/m²
• Độ cứng Brinel: 140–160 HB
• Nhiệt độ làm việc lâu dài: 70–75 ℃

Độ bền: 

• Khi kéo: 35–59 N/mm²

• Khi nén: 56–133 N/mm²
• Khi uốn: 80–112 N/mm²

Ưu nhược điểm của nhựa PS

Ưu điểm 

• Dễ dàng tạo màu trong quá trình sản xuất để đáp ứng nhu cầu của khách hàng. 
• Phương pháp gia công linh hoạt như ép và ép phun ở nhiệt độ 180 – 200 độ C. 
• Dễ tạo hình sản phẩm nhờ đặc tính cứng, giòn, nhẹ. 
• Không bị hòa tan trong các dung dịch kiềm, axit sunfuric, photphoric, boric
• Khi tiếp xúc với HCl với nồng độ 10% – 36% và các axit gốc hữu cơ khác, nhựa PS khá bền vững. 
• Nhựa PS bền với xăng và các dung dịch muối. 

Nhược điểm 

• Các sản phẩm từ nhựa PS giòn, độ bền thấp, dễ nứt vỡ. 
• Trong môi trường nhiệt độ trên 80 độ C, nhựa PS dễ bị biến dạng. 
• Khả năng kháng các loại hóa chất thấp. 
• Dễ bị tác động khi biến đổi thời tiết. 
• Ở nhiệt độ cao, nhựa PS bị biến đổi cấu trúc phân tử và sinh ra độc hại. 

Ứng dụng nhựa PS

Nhựa PS được ứng dụng rộng rãi trong cuộc sống cũng như sản xuất công nghiệp, cụ thể: 

• Ngành thiết bị điện tử: Nhựa PS được sử dụng để làm đầu nối, ổ cắm, công tắc. 
• Ngành công nghiệp ô tô: Sử dụng nhựa PS làm góc lưới, nắp động cơ lỗ thông nhiệt, gạt nước khung , van hệ thống điều khiển…
• Ngành cơ khí: Dùng để sản xuất trục ổ đĩa vành đai của đoạn video băng ghi âm, thủy ngân đèn bìa, làm chi tiết máy như các bánh răng, cam, vỏ đồng hồ điện tử, máy ảnh…
• Ngành công nghiệp gia dụng: Dùng nhựa PS để sản xuất hộp xốp nhựa đựng thực phẩm như ly, tô chén, cốc, khay nhựa, các loại vỏ nhựa như băng đĩa CD, DVD, vỏ máy vi tính, máy sấy tóc. Ngoài ra, loại nhựa này còn được dùng để làm vỏ các thiết bị nhà bếp, đồ chơi trẻ em.

Dùng sản phẩm nhựa PS cần lưu ý gì? 

Để đảm bảo an toàn, khi sử dụng các sản phẩm làm từ nhựa PS nên lưu ý một số vấn đề dưới đây: 

• Tìm hiểu nguồn gốc, thành phần của sản phẩm nhựa PS trước khi sử dụng. 
• Lựa chọn đơn vị cung cấp sản phẩm làm từ nhựa PS uy tín, chất lượng. 
• Bảo quản hộp nhựa, khay nhựa PS ở nhiệt độ thường vì khi ở môi trường có nhiệt độ trên 80 độ C, nhựa PS có thể sinh ra chất độc hại. 
• Không dùng khay nhựa PS đựng nước sôi, thức ăn có nhiều dầu mỡ, giấm… 
• Không để khay đựng thực phẩm làm từ nhựa PS trong lò vi sóng. 

Bài viết mang tính chất khoa học và ứng dụng củ nhựa PS, hy vọng đọc giả có thêm nhiều thông tin hữu ích, xem thêm những bài viết về kiến thức ngành nhựa của Thuận Thiên Plastic.