Poliestireno (PS): Produção, Mercado, Preço e Propriedades

O que é o Poliestireno (PS)?

É um polímero sintético feito de estireno monómero. O PS é feito pela polimerização do estireno que é um tipo de material de construção usado para produzir uma variedade de produtos plásticos. Também ocorre naturalmente (morangos, canela, café e cerveja).

Este polímero plástico é um termoplástico transparente natural que está disponível em ambas as formas de material sólido, bem como um material de espuma rígida. Geralmente o material de PS é transparente, duro e quebradiço em propriedades.

É comumente usado plástico para produzir uma variedade de produtos do segmento final. A forma sólida do plástico é amplamente utilizada para produzir produtos que requerem clareza. Estes são frequentemente usados com uma combinação de corantes, aditivos e outras formas de plástico para produzir bens como aparelhos eletrônicos, peças de automóveis, vasos de jardinagem, equipamentos etc.

PS é feito de material de espuma e é chamado de Poliestireno Expandido (EPS) ou Poliestireno Extrudido (XPS) que é conhecido por suas propriedades isolantes e amortecedoras.

A forma sólida deste material é comumente usada para aplicações em dispositivos médicos (tubos de ensaio, placas de Petri, etc) ou para itens do dia a dia como detectores de fumo, CDs, recipientes para alimentos, copos de café, etc. A forma de espuma do polímero é comumente usada como material de embalagem para uma variedade de produtos.

Tendência do Preço do Poliestireno

Produção de Poliestireno

É produzido como outros polímeros plásticos através de um processo de polimerização. Este polímero resulta quando os monómeros de estireno se interligam entre si durante a polimerização.

Neste processo a ligação de carbono IT do grupo vinil decompõe-se e forma uma nova ligação de carbono, ligando-se ainda mais ao carbono de outro monómero de estireno na cadeia. A ligação recém-formada é muito mais forte do que a última, por isso se torna difícil despolimerizar o polímero.

É produzida principalmente em duas formas diferentes:

Poliestireno Táctico

Esta é uma forma comercialmente importante de PS produzido. Para produzir grupos fenílicos de PS atactic são distribuídos aleatoriamente em ambos os lados da cadeia do polímero. Este posicionamento aleatório evita que as cadeias se alinhem e proporciona uma quantidade suficiente de regularidade para alcançar a cristalinidade desejada. Este polímero plástico tem uma temperatura de transição vítrea de 90° C e o processo de polimerização é fortemente iniciado pelos radicais livres.

Syndiotactic Polystyrene

Para produzir a polimerização sindiotáctica PS “Ziegler-Natta” é utilizado o processo de polimerização. Neste processo de polimerização, os grupos fenil são posicionados nos lados alternativos da espinha dorsal de hidrocarbonetos. Esta é uma forma altamente cristalina de polímero PS produzido com uma temperatura de transição de 270° C. Estes tipos de PS são actualmente produzidos sob a marca XAREC pela Idemitsu Corporation utilizando catalisador metaloceno para a reacção de polimerização.

Na produção de polímero em geral, são utilizados quatro processos de polimerização e três métodos de formação de espuma. Os três processos inicialmente utilizados são Suspensão em Massa, Emulsão e Polimerização de Solução. O último é – espumação de molde fechado de EPS, extrusão de EPS e extrusão de injeção direta de GPPS.

Capacidade de Produção Global de Poliestireno

Capacidade de PS global em 2016 foi de 14,7 milhões de toneladas. A China foi o país líder com maior capacidade de produção. A Ásia é a região líder, sendo responsável pela maior parte da capacidade de produção global do polímero. Ocupava 55,1% da capacidade de produção.

A região asiática é o maior mercado para o PS plástico também é responsável por mais da metade da capacidade de produção global. A segunda maior região é a América do Norte com 17%, seguida pela Europa com 16,3%.

Previsão do Mercado Global para o Poliestireno

O mercado para o PS está previsto para crescer mais de US$28 bilhões até 2020. O mercado estava em torno de US$ 24bn em 2016 e cruzará US$ 28bn até 2020, de acordo com a análise da indústria. O mercado do plástico PS tem crescido rapidamente desde os últimos anos e também se espera que aumente nos próximos anos.

PS é um plástico versátil com uma série de usos em diferentes mercados de segmentos finais. O PS é amplamente utilizado para produzir produtos de consumo de uso diário como geladeiras, ar condicionado, televisores, computadores e utensílios descartáveis (copos de espuma, pratos e tigelas).

Condutores de mercado

Os principais fatores que impulsionam o mercado de PS são o crescimento da população, o aumento da urbanização e industrialização, o aumento da renda da classe média.

Os setores de embalagens e eletrônicos são dois grandes setores de destaque que testemunharam o crescimento da demanda por PS nos últimos anos e também são esperados para alimentar ainda mais o crescimento do mercado global de PS.

Perspectiva Regional

China deverá ser o maior mercado de PS para o ano (2016-17) que é seguido por outras economias emergentes nas regiões da Ásia-Pacífico.Embora os países da Ásia-Pacífico sejam os maiores consumidores de PS em todo o mundo, espera-se que outros países como África, Europa e América do Sul também tenham maior demanda nos próximos anos.

Constraints

Também está sujeito a certas restrições no período previsto, como flutuação dos preços das matérias-primas (benzeno, monômero de estireno, etc.). Problemas de eliminação relacionados com este material e o seu valor negativo de sucata também podem dificultar o crescimento do mercado.

Leading Players

Os principais players de PS no mercado global são a BASF SE (Alemanha), Styrosolution Group (Alemanha), Videolar S/A. (São Paulo), SABIC (Arábia Saudita), e Formosa Plastic Corporation (Taiwan) entre todos os outros fabricantes.

História do PS Polymer

Foi inicialmente descoberto por Eduard Simon, um boticário de Berlim. De storax, a resina de goma doce turca Liquidambar uma substância destilada de tipo oleoso chamada styrol. Após alguns dias de descoberta, Simon descobriu que o styrol produzido a partir do monómero engrossou devido à oxidação numa forma gelatinosa a que deu o nome de “Styroloxyd”.

Em 1845 o químico John Blyth e outro químico alemão August Wilhelm Von Hofmann representaram a mesma transformação do styrol na ausência de oxigénio. Esta substância foi denominada como “metastyrol”. Mais tarde, a análise descreveu que as propriedades químicas de ambas as substâncias produzidas são as mesmas.

Outras em 1866 Marcelin Berthelot analisou corretamente a formação de metatyrol/resina a partir do styrol pelo processo de polimerização.

Após 80 anos de intervalo de tempo, com base na tese do químico orgânico alemão “Hermann Staudinger (1881-1965)”, descobriu-se que o aquecimento do styrol resulta em uma reação em cadeia que produz várias macromoléculas chamadas de plásticos PS.

Propriedades de plásticos PS

É uma forma versátil de plástico usada para fazer uma variedade de produtos plásticos de segmento final. O polímero PS é um material transparente, amorfo, não polar que pode ser facilmente processado e convertido em um grande número de produtos semi-acabados, como espumas, filmes e folhas. Em termos de volume, é um dos maiores plásticos usados devido às suas propriedades como:

• Tem alta resistência ao impacto e ao calor.
• Estes polímeros são um bom isolante elétrico com excelente clareza óptica.
• PS tem forte resistência química aos ácidos e bases diluídos.
• É um líquido viscoso acima da temperatura do vidro que permite uma fácil fabricação num grande número de produtos acabados.
• São facilmente expansíveis e permitem um bom fluxo.
• Estes materiais são fortemente retardadores de chama na natureza.

Propriedades físicas da PS

• Fórmula química usada para PS é (C8H8)n
• Densidade – 0,96-1.04 g/cm3
• Ponto de fusão é ~ 240 °C (464 °F; 513 K) Para PS isotática
• Solubilidade em água insolúvel
• Solubilidade não solúvel em acetona
• Condutividade térmica do polímero é 0.033 W/ (M-K) (espuma, ρ 0,05 g/cm3)
• Índice de refração é 1,6; constante dielétrica 2,6 (1 kHz – 1 GHz)

Diferentes graus de PS Plásticos

PS é contada entre uma das mais importantes e amplamente utilizadas commodities plásticas do mercado. O volume de produção de copolímeros de PS e estireno está em vários milhões de toneladas por ano globalmente.

Tem sido vendido sob diferentes nomes comerciais, tais como (isopor, Styrofoam, Styropor, Styron, Carinex, Styro-Flex, Cellofoam, Depron XPS, Fostarene, Styraclear, Lustrex1, SABIC PS, e INEOS Styrenics ) globalmente.

Em geral, estes polímeros estão disponíveis em três importantes graus diferentes que são:

GPPS

GPPS também denominado como Crystal-clear PS. Esta forma de plástico é totalmente transparente, rígida e normalmente é PS de baixo custo feita de monômero de estireno. A GPPS é uma forma sólida de PS fabricada na forma de pellets de PS de 2-5 mm.

HIPS

PPS de alto impacto contém normalmente 5 a 10% de borracha (butadieno) e é para produzir produtos que requerem maior resistência ao impacto. HIPS PS é geralmente uma espécie de copolímero de enxerto tendo PS como braços laterais. O processo de enxerto ocorre quando alguns radicais reagem com a dupla ligação do polibutadieno.

EPS

Este tipo de plástico consiste em micro-pellets ou esferas contendo agente de expansão (geralmente pentano). EPS ou espuma de PS é termicamente isolante com alta resistência ao impacto e fácil processamento.

Aplicações do PS Plástico

É uma forma barata e facilmente disponível do polímero. É usado para muitas aplicações, tais como eletrônica, médica, óptica, peças automotivas e embalagem de consumíveis. Um grande número de bens produzidos usando PS são formados por moldagem por injeção, incluindo utensílios de jantar, copos, caixas de CD, recipientes e capas de cosméticos etc.

É largamente usado para produzir dois tipos de produtos semi-acabados – Folha de PS e Espuma de PS. Este produto semi-acabado é amplamente utilizado para produzir produtos finais para uma variedade de segmentos do mercado final.

Poliestireno Folha

PS é amplamente utilizado para produzir folhas de estireno de alto impacto que são mais usados para produzir modelos, protótipos, letreiros, displays, invólucros e muito mais. Estas chapas são de baixo custo e utilizadas para usos gerais. As chapas de PS são preferidas em relação a outra forma de chapas para uma variedade de produtos como são:

• Resistente à água de alta densidade
• Peso leve
• Sensível à temperatura
• Durável
• Não-tóxico e inodoro
• Propriedades de formação de células-excelentes
• Estável dimensionalmente&Baixa absorção de água
• Calor &Selável eletronicamente
• Econômico

Folhas de PS – Propriedades físicas

• Temperatura de formação: 325°F a 350°F
• Temperatura máxima: 180°F

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• Cumpre as normas FDA
• Opaco com acabamento mate

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• Tamanho padrão das folhas vendidas- 40″ x 72

Espuma de poliestireno

Espuma de PS é outra forma do bem semi-acabado do polímero que é mais usado para produzir produtos de consumo do segmento final. As espumas de PS compreendem 95-98% do ar. São bons isolantes térmicos, portanto, são amplamente utilizados como material de isolamento de edifícios.

A propriedade amortecedora da espuma de PS torna-a altamente adequada para a indústria de embalagens. O PS é usado em grande escala na indústria de embalagens.

Propriedades adequadas e baixo custo da espuma plástica provam ser uma forte competição para outras formas de polímeros usados na indústria de embalagens. As espumas de PS também são utilizadas no setor da construção civil para a construção de setores arquitetônicos sem peso, como os pilares ornamentais.

Propriedades Gerais da Espuma de PS

• Peso leve e portátil,
• Facilmente reciclável,
• Pode ser facilmente laminado com resina epóxi,
• As espumas de PS têm alto isolamento térmico,
• É ideal para trabalhos ao ar livre/indoor,
• Resistente à humidade e compressão,
• Baixo preço e altamente durável
• Fabricado em diferentes formas, tamanhos e materiais de compressão.

Espumas PS são normalmente produzidas em duas formas diferentes:

A. Poliestireno expandido (EPS)

EPS é um tipo de espuma rígida, resistente e fechada. É geralmente de aspecto branco e produzido a partir de contas de PS pré-expandidas. O EPS é uma das espumas de PS mais utilizadas na vida quotidiana. A espuma branca é comumente usada para bebidas quentes, em frigoríficos, isolamento e embalagem, etc.

EPS material é barato e leve (15-30 kg por metro cúbico) Não perde sua propriedade fundamental com o tempo e é completamente reciclada e reutilizada para manter o equilíbrio ambiental.

EPS é usado para uma ampla gama de aplicações. É até utilizado para produzir chapas moldadas que são utilizadas para isolamento de edifícios e materiais de embalagem

B. O poliestireno extrudado (XPS)

XPS é outra forma de espuma que oferece maior rugosidade superficial e maior rigidez com condutividade térmica reduzida. A gama de densidade é de cerca de 28-45 kg/m3. Tem quase o mesmo tipo de composição química que o EPS mas produzido com um tipo de tecnologia diferente. O EPS vem em três cores básicas: rosa, azul e verde, etc. É comumente usado para fabricação de painéis de demonstração e na área de construção.

Usos Gerais do Poliestireno

É aplicável a uma variedade de indústrias de usuário final para produzir uma série de bens em diferentes formas. Tornou-se o polímero mais utilizado em várias indústrias, tais como:

Aplicação – É utilizado em vários aparelhos como frigoríficos, ar condicionado, forno, microondas, aspiradores, misturadores, etc. É usado na forma sólida ou de espuma amplamente para a fabricação desses aparelhos, pois é inerte (não reage com materiais), econômico e duradouro.

Automotivo – PS (sólido e espuma) é usado na produção de muitas peças automotivas, incluindo botões, painéis de instrumentos, guarnições, painéis de portas que absorvem energia e até mesmo espuma amortecedora de som.

Electrónica – É utilizada para a caixa e também em outras partes de televisores, computadores e diferentes tipos de equipamentos informáticos, onde a combinação de forma, função e estética é necessária

Serviço Alimentar – O PS detém uma quota importante no sector da embalagem em comparação com os seus concorrentes. É amplamente utilizado em embalagens de alimentos, pois isola melhor, mantém os alimentos frescos por muito tempo e é rentável.

Insulamento – A espuma de PS leve provou ser excelente isolamento térmico em várias aplicações, tais como paredes de edifícios, telhados, refrigeração, congeladores e até mesmo em instalações de armazenamento industrial a frio. É preferida para isolamento por ser mais inerte, durável e resistente a danos causados pela água.

Medicinal – Devido à sua clareza e facilidade de esterilização, a PS é utilizada para uma ampla gama de usos médicos, incluindo bandejas de cultura de tecidos, tubos de ensaio, placas de petri, componentes de diagnóstico e outros dispositivos médicos de teste.

Packaging- É um material altamente utilizado e preferido no sector da embalagem. É amplamente utilizado para proteger produtos de consumo como caixas de CD e DVD, embalagens de espuma de amendoim para o transporte de mercadorias, embalagens de consumíveis, bandejas de carne e aves e também caixas de ovos, etc. Eles são um material adequado para embalagem como proteção de bens contra danos e deterioração.

Desvantagens do PS Plástico

Embora seja o termoplástico mais usado e também preferido em relação a outros concorrentes para uma série de usos, ainda tem certas limitações no uso que são:

• É inflamável, mas também estão disponíveis classes retardadas.
• São pouco resistentes aos solventes e podem ser atacados por muitos químicos.
• Os homopolímeros são frágeis na natureza.
• Submetidos ao stress e à fissura ambiental.
• Têm pouca estabilidade térmica.

Reciclagem de plásticos PS

Usualmente, não é aceite na recolha de resíduos nos centros de reciclagem. Diferentes centros e técnicas são utilizados para a reciclagem de PS. Em alguns países como a Alemanha, existe uma lei que exige que os fabricantes assumam completamente a responsabilidade de reciclar ou eliminar qualquer material de embalagem de PS que vendam.

Reciclagem destes produtos plásticos requer um alto investimento para montar compactadores e sistemas logísticos para realizar o processo. A forma reciclada do material é utilizada com os novos materiais de PS produzidos para produzir folhas e espumas de PS.

Reparas de PS recicladas individualmente podem ser utilizadas para produzir produtos como roupas, cabides, bancos de jardim, vasos de flores, brinquedos, réguas, corpos de agrafadores, recipientes de mudas, molduras de quadros e molduras arquitectónicas de etc.