6. 고분자 소개 - 폴리스티렌 (Polystyrene)

 

폴리스티렌 (Polystyrene)

 

 

① 폴리스티렌 (Polystyrene)이란?

 

폴리스티렌(Polystyrene)은 스티렌 모노머를 중합하여 만들어진 폴리머로, 가벼우면서도 단단하고 투명한 성질을 가지고 있습니다. 폴리스티렌은 널리 사용되는 폴리머 중 하나로, 다양한 용도로 활용됩니다. 폴리스티렌은 주로 경제적이고 가벼워서 다음과 같은 용도로 주로 이용됩니다.

- 포장 재료: 폴리스티렌은 경제적이고 가벼워서 다양한 포장 재료로 많이 사용됩니다. 식품용 용기, 컵, 트레이, 포장 박스, 보호 패딩 등에 사용됩니다. 폴리스티렌은 제품을 외부 충격이나 온도 변화로부터 보호하고, 신선도를 유지하는 역할을 합니다.

- 건축 및 단열재: 폴리스티렌은 건축 분야에서 절연재로 널리 사용됩니다. 벽, 천장, 지붕 등의 단열재로 사용되어 열 손실을 줄이고 에너지 효율을 향상시킵니다. 폴리스티렌 단열재는 건물 내부의 온도 조절과 에너지 절약에 기여합니다.

- 가정용품: 폴리스티렌은 가볍고 내구성이 있으며, 다양한 가정용품에 사용됩니다. 컵, 그릇, 플레이트, 식기류, 욕실 용품, 수납 상자 등에 사용되며, 경제적이고 손쉽게 구할 수 있는 제품입니다.

- 전자 제품: 폴리스티렌은 전자 제품의 부품으로 사용됩니다. 컴퓨터, 텔레비전, 가전 제품의 외부 케이스, 스위치 패널, 키보드 등에 사용되며, 경량성과 내구성을 제공하여 제품을 보호하고 사용자에게 편의성을 제공합니다.

- 플로팅 재료: 폴리스티렌은 높은 부력을 가지고 있어 플로팅 재료로 사용됩니다. 레저용 플라이팅 장비, 보트, 플로팅 보호막, 둥글게 만들어진 보호용 패킹 등에 사용됩니다.

- 예술 및 공예: 폴리스티렌은 예술 및 공예 작품에 사용되기도 합니다. 손쉽게 가공할 수 있고 다양한 형태로 조형할 수 있어, 조각 작품, 모형, 미니어처 등에 활용됩니다.

 

 

② 폴리스티렌의 특성

 

- 가벼움: 폴리스티렌은 가볍고 경제적인 재료로, 이로 인해 포장 재료로 많이 사용됩니다. 식품용 용기, 컵, 트레이 등의 형태로 사용되며, 가벼움과 내구성을 결합하여 제품을 적절하게 보호합니다.

- 절연성: 폴리스티렌은 열과 전기를 잘 차단하는 특성을 가지고 있어, 절연재로 널리 사용됩니다. 건축 분야에서는 폴리스티렌 단열재가 벽, 천장, 지붕 등에 사용되어 열 손실을 줄이고 에너지 효율을 향상시킵니다.

- 투명성: 폴리스티렌은 투명한 성질을 가지고 있어 시각적으로 제품을 보여줄 수 있는 용도로 사용됩니다. 투명한 컵, 용기, 디스플레이 등에 널리 사용됩니다.

- 적절한 강도: 폴리스티렌은 적절한 강도를 가지고 있어 가볍고 내구성이 있는 제품을 만들 수 있습니다. 이러한 특성으로 인해 가정용품, 사무용품, 전자제품 등에 사용됩니다.

- 가공성: 폴리스티렌은 다양한 가공 방법에 적합하며, 주사 주형, 발포 주형, 캐스팅, 절단 등 다양한 방법을 통해 다양한 형태의 제품을 생산할 수 있습니다.

 

 

③ 폴리스티렌의 가공 방법

 

- 사출 성형 (Injection Molding): 사출 성형은 가장 일반적인 폴리스티렌 가공 방법 중 하나입니다. 폴리스티렌을 고열로 용융시킨 후, 사출 성형 기계를 통해 형틀에 플라스틱을 주입하여 원하는 형상의 부품을 만들어냅니다. 이 방법은 대량 생산에 적합하며, 다양한 형태와 크기의 제품을 만들 수 있습니다.

- 발포 성형 (Foam Molding): 폴리스티렌은 발포 성형을 통해 폴리스티렌 폼(스티로폼)을 만드는 데 사용됩니다. 발포제를 혼합하여 폴리스티렌을 용융시키고, 압력을 가하여 폼 형태로 팽창시킵니다. 폴리스티렌 폼은 경량이면서 단열성과 충격 흡수성이 뛰어나므로, 포장재, 단열재, 충격 흡수재 등에 널리 사용됩니다.

- 압출 성형 (Extrusion Molding): 압출 성형은 폴리스티렌을 소재로 사용하는 가공 방법 중 하나입니다. 폴리스티렌을 플라스틱화하여 압출기에서 압력을 가해 연속적으로 튜브, 시트, 필름, 프로파일 등의 형태로 만들어냅니다. 압출 성형은 다양한 형태의 긴 부품을 생산하는 데 적합합니다.

- 성형 폼 (Molded Foam): 폴리스티렌은 성형 폼 제품을 만드는 데에도 사용됩니다. 폴리스티렌 비구를 형틀에 넣고 고열로 용융시킨 후 냉각하여 형상을 고정시킵니다. 성형 폼은 자동차 시트, 가구 패딩, 외피 등에 사용되며, 편안한 쿠션감과 충격 흡수 기능을 제공합니다.

- 절단 (Cutting): 폴리스티렌은 절단이 비교적 간단하게 이루어질 수 있습니다.