طرح توجیهی پلیمر SBS | پلی استایرن بوتادی ان استایرن

طرح توجیهی پلیمر SBS | پلی استایرن بوتادی ان استایرن 

پلی (استایرن-‌بوتادی ان-‌استایرن)، یا SBS، لاستیک سختی است که برای ساخت لوازمی از قبیل تخت کفش‌ها، ناحیه‌ی عاج تایر و در سایر جاهایی که دوام و ماندگاری، عامل مهمی است، از آن استفاده می‌شود. این ماده نوعی از کوپلیمر است که کوپلیمر قطعه‌ای نامیده می‌شود.

زنجیر اصلی آن از سه قطعه تشکیل شده است. قطعه‌ی اول، زنجیری بلندی از پلی‌استایرن است؛ قطعه‌ی میانی، زنجیری بلندی از پلی‌بوتادی‌ان و قطعه‌ی پایانی هم بخش بلند دیگری از پلی‌استایرن است،

پلی‌استایرن، پلاستیکی سخت و چقرمه است که موجب دوام SBS می‌شود. پلی‌بوتادی‌ان حالت لاستیکی دارد و این پلیمر به SBS خواص شبه‌لاستیکی می‌بخشد. علاوه بر این، زنجیرهای پلی‌استایرن معمولاً دور هم جمع می‌شوند و تشکیل خوشه می‌دهند.

در این صورت ممکن است گروه‌های استایرن دو سر زنجیری کوپلیمر، در دو خوشه متفاوت قرار بگیرند و در نتیجه خوشه‌های مختلف به وسیله‌ی زنجیرهای پلی‌بوتادی‌ان لاستیکی به هم گره می‌خورند. این امر، پلیمر را قادر می‌سازد که پس از کشیده شدن، بتواند شکل خود را حفظ کند. SBS  از طریق واکنشی به نام پلیمریزاسیون آنیونی زنده تولید می‌گردد.

SBS  همچنین نوعی از ماده‌ای ویژه به نام ترموپلاستیک‌الاستومر است. این مواد در دمای اتاق مانند لاستیک‌های الاستومری رفتار می‌کنند، ولی پس از حرارت دادن، می‌توان آن‌ها را مثل پلاستیک‌ها تحت فرآیند قرار داد. بیشتر انواع لاستیک‌ها را به دلیل اتصالات عرضی، به سختی می‌توان فرآیند نمود؛ اما SBS و سایر ترموپلاستیک ‌الاستومرها بدون شبکه‌ای شدن حالت لاستیکی دارند و این امر موجب می‌شود تا بتوان آن‌ها را به راحتی به شکل‌های مختلف فرآیند نمود.

محصول تولیدی طرح یکی از اشکال پلیمری می‌باشد.

عمده‌ی پلیمرهای تولیدی از نوع ترموپلاستیک می‌باشند، بدین معنا که می‌توان پلیمر را پس از شکل‌گیری بارها و بارها ذوب و مجدداً تغییر شکل داد.

این خاصیت فرآوری و بازیابی پلیمر را تسهیل می‌کند. گروه دیگر از پلیمرها، ترموست‌ها، از قابلیت ذوب مجدد برخوردار نمی‌باشند. پس از شکل‌گیری این گروه از پلیمرها، گرمایش مجدد پلیمر نهایتاً تنها به تنزل کیفی آن منجر می‌شود. هر پلیمر دارای خصوصیاتی متمایز است، اما در برخورداری از برخی خصوصیات پلیمرها مشابه یکدیگر می‌ باشند:

پلیمرها می‌توانند نسبت به مواد شیمیایی بسیار مقاوم باشند. کافی است کلیه شوینده‌های خانه خود که در پکیج‌ه ای پلاستیکی نگهداری می‌شوند را در نظر آورید. با خواندن برچسب هشدار دهنده‌ی روی این پکیج‌ها به اهمیت نیاز به مقاوم بودن پکیج‌های پلاستیکی پی خواهیم برد. در عین حال که حلّال‌ ها موجب حل شدن برخی پلاستیک‌ ها می‌شوند، دیگر پلاستیک‌ها پکیج‌هایی امن و غیرقابل تجزیه در مقابل حلّال‌های قدرتمند تشکیل می‌دهند.

پلیمرها می‌توانند عایق الکتریکی و حرارتی باشند. گشتی در خانه شما می‌تواند درک این مفهوم را تقویت کند، چراکه مشاهده خواهید نمود که کلیه‌ی لوازم خانگی، اتصالات، پریزهای برق و سیم‌کشی‌ها از جنس مواد پلیمری و یا توسط آن‌ها عایق‌بندی شده‌اند. مقاومت حرارتی نیز با مشاهده دسته‌های پلیمری کتری و ظروف طبخ غذا به خوبی قابل تشخیص است.

به طور کلی، پلیمرها سبک و از استحکامی قابل توجه برخوردارند. طیف محصولات ساخته شده از پلیمرها را که از اسباب‌ بازی تا چارچوب ایستگاه‌های فضایی و یا از فیبرهای نایلونی ظریف برخی جوراب‌ها تا الیاف کولار استفاده شده در جلیقه‌ های ضد گلوله را شامل می‌ شوند، در نظر آورید.

برخی پلیمرها روی آب شناور و برخی دیگر در آن فرو می‌روند؛ اما در مقایسه با چگالی سنگ، بتون، استیل، مس و یا آلومینیوم، کلیه پلاستیک‌ها سبک‌وزن محسوب می‌شوند.

پلیمرها می‌توانند به طرق مختلف فرآوری شوند. اکسترودرها می‌توانند فیبرهای نازک، لوله‌های سنگین، فیلم و یا بطری‌های غذایی را تولید کنند. دستگاه‌های تزریق می‌توانند اجزای درهم‌ تنیده و یا پنل‌های بزرگ بدنه خودروها را تولید نمایند. پلاستیک‌ها می‌توانند به دوک‌های پلاستیکی و یا پس از ترکیب با حلّال‌ها به چسب‌ و رنگ تبدیل شوند. اِلَستومر و برخی دیگر از پلاستیک‌ها بسیار انعطاف‌پذیر بوده و از ظرفیت کششی بالایی برخوردارند.

برخی پلاستیک‌ها، مانند بطری‌ های نوشیدنی، در حین فرآوری و به منظور حفظ شکل آن‌ها تحت کشش قرار می‌ گیرند. برخی دیگر از پلاستیک‌ها مانند پلی‌استر، پلی‌ اورتان و پلی‌ اتیلن می‌توانند به فرم اسفنجی تبدیل شوند.

پلیمرها موادی با طیفی نامحدود از مشخصه‌ و رنگ می‌ باشند. آن‌ها از خصوصیات لاینفک بسیاری برخوردارند که می‌ توان این خصوصیات را با طیف وسیعی از افزودنی‌ها و در جهت افزایش کارآیی و تنوع‌شان، بهبود بخشید. از نظر ظاهری، پلیمرها می‌توانند درست مشابه فیبرهای پنبه، ابریشم و پشم، چینی، مرمر، آلومینیوم و روی ظاهر شوند.

پلیمرها معمولاً، اما نه همیشه، از نفت خام به دست می‌آیند. بسیاری از پلیمرها از واحد‌های مکرر مشتق شده از گاز طبیعی، زغال سنگ و نفت خام حاصل می‌شوند.

اما گاهی می‌توان این واحدها را از مواد قابل بازیابی مانند اسید پلی‌لاکتیک ذرت و یا سلولزیک‌های پنبه‌دانه به دست آورد. برخی پلاستیک‌ها همواره از مواد قابل بازیابی مانند استات سلولز که در ساخت دسته پیچ‌گوشتی‌ و یا روبان‌های هدیه استفاده می‌گردد، ساخته می‌شوند.

پلیمرها می‌توانند در ساخت اقلامی که مشابه ساخته شده‌ ای با مواد دیگر از آن‌ها وجود ندارد مورد استفاده قرار گیرند. آن‌ها می‌توانند به شکل فیلم‌های شفاف و مقاوم در برابر آب تولید گردند.

الاستومرهای ترموپلاستیک استایرینی یا همان کشپارهای گرمانرم ساخته شده بر پایه ی استایرن (SBS)، گروه بی نظیری از مواد را به خود اختصاص می‌دهند که در حدود سال 1965 معرفی شدند.

آن‌ها بسیاری از خواص لاستیک‌های ولکانیزه، همچون نرمی، انعطاف پذیری و جهندگی را در عمل از خود نشان می‌دهند. ولیکن همانند بسپارهای گرمانرم فرآیند شده اند. الاستومرهای ترمو پلاستیک استایرینیک را می‌توان با تجهیزات فرایندی متداول ویژه قالب‌گیری تزریقی پلاستیک‌های فرآیند نمود و مواد بر جای مانده از فرایند و دور ریز اعم از پلیسه ها و قطعات نیم ساخته را معمولاً دوباره می‌توان بازیافت نمود.

سرعت تولید بالا و قیمت پایین رزین SBS، موجب شده است تا رشد بازار الاستومر ترموپلاستیک، سریعتر اتفاق افتد و توسعه قابل توجهی پیدا کند. ولیکن به واسطه اینکه تبدیل به شکل نهایی برگشت پذیر است (که می‌تواند سبب افت خواص شود)، بعضی از خواص SBS به هنگام کاربرد نهایی همانند مانایی فشاری، مقاومت در برابر حلال و بیشترین دمای مجاز در حین کار، معمولاً به خوبی لاستیک‌ های گرماسخت نیست.

از SBS در جاهایی که خواص فیزیکی_مکانیکی در حین مصرف یا به هنگام کاربرد نهایی اهمیت کمتری دارد، مثل کفش، عایق بندی سیم، چسب‌ها، مخلوط کردن پلیمرها، درزگیر ها و پوشش‌ها، استفاده می‌شود.

SBS ها، به خاطر ساختار شیمیایی آن خواص ترموپلاستیک دارند. آن‌ها ترکیبات چند فازی دارند که در آن فازها، از طریق هم بسپارش دسته ای یا کوپلیمریزاسیون BLOCK، به طور شیمیایی با یکدیگر پیوند برقرار کرده اند. حداقل یکی از فازها، پلیمری استایرینی است که در دمای اتاق سخت می‌باشد ولیکن وقتی حرارت داده شود به سیال تبدیل می‌شود. این در حالی است که فاز دیگر، ماده‌ی نرم تری است که در دمای اتاق، شبیه لاستیک عمل می‌کند و رفتار لاستیک مانند دارد.

اغلب پلیمرها به لحاظ ترمودینامیکی با سایر پلیمر ها ناسازگار هستند و چنین مخلوط‌هایی در عمل به دو فاز غیر قابل امتزاج جدا می‌شوند.این ویژگی‌ها حتی وقتی که ماتریس پلیمری بخشی از همان درشت مولکول واحد می‌باشد، نیز وجود دارد. همانطور که در مورد کوپلیمرهای دسته ای پلی (استایرن_b_الاستومر_b_استایرن) دیده می‌شود.

بیشتر مولکول‌های پلیمری SBS در نواحی یا قلمروهای مختلف، بخش‌ها یا سگمنت های پلی استایرن انتهایی خودشان را دارند.در دمای اتاق، این نواحی پلی استایرینی، سخت می‌باشند و به‌ عنوان اتصالات عرضی عمل می‌کنند که زنجیره‌های الاستومری را به یکدیگر متصل نموده و یک شبکه سه بعدی را پدید می‌ آورند، ولی در الاستومرهای ترموپلاستیک، وقتی که ماده حرارت می‌ بیند یا در حلال‌ها حل شده است، قلمروها، استحکام خود را از دست می‌دهند و موجب جریان یافتن پلیمر می‌شوند.

وقتی که مذاب پلیمر دوباره سرد می‌شود یا حلال تبخیر می‌شود، قلمروها دوباره سخت می‌شوند و شبکه دوباره به حالت اولیه خود برگشته و شکل یا هویت و ماهیت ابتدایی خود را باز میابند.

مهمترین خاصیت این نوع پلیمرها برای مقاصد تجاری، تشابه ساختاری آن ها، حداقل در دمای اتاق به لاستیک‌های ولکانیزه می‌باشد.

SBS ها در دمای اتاق، استحکام کششی در دامنه 560_3,500 psi دارند و درصد ازدیاد طول آن‌ها در نقطه شکست در محدوده 250_820% قرار دارد. دو دلیل برای بالا بودن این مقادیر وجود دارد:

• نواحی پلی استایرینی سخت به‌عنوان فیلتر تقویت کننده عمل می‌کنند.
• با در نظر گرفتن استحکام کششی افزایش یافته.

می‌توان این طور نتیجه گیری کرد که زنجیرهای در هم گره خورده و بهم پیچیده بر روی هم می‌لغزند و در اثر لغزش آن ها بر روی یکدیگر، تنش کششی بیشتری باید اعمال شود تا پارگی یا شکست رخ دهد.

نشان داده شده است که در مواد دارای ساختار ثابت پلی استایرینی، مدول کششی و استحکام کششی پلیمرهای دسته ای استایرینیک، مستقل از وزن مولکولی می‌باشند و به آن بستگی ندارد.البته تا مادامی که وزن مولکولی ساختار پلی استایرن، برای تشکیل یک پیوند قوی و ایجاد یک ناحیه ساختاری کاملاً مجزا، به اندازه کافی بالا باشد.

این مواد بایستی در مقابل تخریب اکسایشی و در برخی از موارد نیز در برابر نور خورشید بسته به کاربرد نهایی آن حفاظت شوند. ترکیباتی از فنلهای ممانعت شده و تیو دی پروپیونات که به‌طور همزمان در فرمولاسیون افزوده می‌شوند، می‌ توانند آنتی اکسیدان های مؤثری باشند.همچنین ترکیباتی از بنزو تری آزول ها و آمینهای ممانعت شده، به‌عنوان پایدارکننده های UV مؤثری در برابر تابش فرابنفش عمل می‌نمایند.

برای محصولاتی که لازم نیست در برابر نور شفاف باشند، می‌توان از پیگمان های تیتانیم دی اکسید (Tio2) و کربن بلاک نیز به‌عنوان محافظ های مؤثر UV استفاده کرد.

بسیاری از انواع الاستومر های ترموپلاستیک استایرینی، به این دلیل تولید می‌شوند که شرایط ویژه متناسب با کاربرد نهایی قطعه را فراهم آورند.

کوپلیمرهای دسته‌ای استایرینیک چند منظوره و با کاربرد عمومی که به هنگام آمیزه سازی شدن، با پایداری بهبودیافته، در عمل محلول می‌باشند، برای پوشش‌های سیم و کابل و کاربردهای پزشکی مورد استفاده قرار می‌گیرند.کامپاند های سخت و صلب برای استفاده در قالب‌گیری تزریقی و اکستروژن، تهیه می‌شوند.

همانند اغلب لاستیک‌های ولکانیزه شده و برخلاف بیشتر بسپارهای گرمانرم (ترموپلاستیک ها) الاستومر های ترمو پلاستیک استایرینی، وقتی که محصول فقط به‌صورت پلیمر خالص تهیه می‌شود، هیچ کاربرد تجاری ندارد.

بسته به شرایط ویژه برای هر کاربرد نهایی محصول، ناگزیر پلیمر خالص بایستی با پلیمرهای دیگر، روغن‌ها، فیلرها و افزودنی‌های متناسب با کاربرد نهایی، آمیزه سازی شوند.

تقریباً در همه موارد، مقدار کوپلیمر دسته ای در محصولات به دست آمده، کمتر از 50% می‌باشد.

مزایای SBS:

• خواص مکانیکی خوب و ازدیاد طول بالا در دمای اتاق.
• رزین‌های SBS قیمت پایینی دارند.
• از تجهیزات فرآیندی بسپارهای گرمانرم برای فرایند نمودن آن‌ها می‌توان استفاده کرد.
• مواد اضافی بر جای مانده از فرآیند را می‌توان دوباره بازیافت نمود.
• افزودنی عالی در آمیزه کاری که به منظور اصلاح کننده ضربه به فرمولاسیون اضافه می‌شود.
• معایب و محدودیت‌های SBS:
• خواص مانایی فشاری ضعیف.
• مقاومت ضعیف در مقابل حلال.
• مقاومت ضعیف در دمای بالا.
• فقط برای کاربردهای غیر بحرانی می‌توان از آن استفاده کرد.یعنی در جاهایی که حساسیت کاری در مصرف نهایی آن وجود نداشته باشد.

1-1- نام و کد آیسیک SBS | پلی استایرن بوتادی ان استایرن

کد آیسیک محصولات تولیدی طرح به شرح زیر می‌ باشد:

جدول 1: کد آیسیک محصولات طرح (ماخذ: وبسایت بهین‌یاب وزارت صنعت، معدن و تجارت)

2-1- شماره تعرفه گمرکی پلیمر SBS

با توجه به بررسی‌ های انجام شده محصول طرح دارای کد تعرفه مجزا برای واردات و صادرات نمی‌باشد و طی سال‌ های گذشته از کد تعرفه کلی برای این نوع محصول استفاده شده است

جدول 2: شماره تعرفه گمرکی محصولات طرح

3-1- شرایط واردات و صادرات پلی استایرن بوتادی ان استایرن

با توجه به ماهیت طرح شرایط واردات و صادرات این نوع محصولات طی سالهای گذشته به کشور صورت گرفته است و ممنوعیتی برای این امر موجود نمی باشد.

4-1- بررسی و ارائه استاندارد  ملی

با توجه به بررسی های انجام شده استاندارد داخلی برای این نوع محصولات موجود نمی باشد

5-1- بررسی و ارائه اطلاعات لازم در زمینه قیمت تولید محصولات در داخل و همچنین قیمت جهانی پلی استایرن بوتادی ان استایرن

پارامترهای مختلفی بر قیمت محصول مؤثرند که برخی از پارامترهای مهم در ذیل شرح داده شده است:

• قیمت مواد اولیه مصرفی که یکی از مهم‌ترین هزینه‌های متغیر تولید می‌باشد و نقش عمده‌ای را در تعیین قیمت تمام شده محصول دارد.
• منطقه جغرافیایی احداث واحد به خصوص از لحاظ دسترسی به منابع تأمین مواد اولیه و کانون‌های مصرف محصول، هزینه‌های مربوط را تحت تأثیر قرار خواهد داد.
• نوع تکنولوژی مورد استفاده از طریق تأثیر بر سرمایه‌گذاری، کیفیت محصول تولیدی، میزان ضایعات و … بر قیمت فروش محصول مؤثر خواهد بود.
• هزینه نیروی انسانی مورد نیاز تأثیر مستقیم در هزینه‌های متغیر تولید و قیمت تمام شده محصول دارد.
• ظرفیت تولید واحد بر روی قیمت فروش محصول مؤثر است، به این ترتیب که افزایش ظرفیت تولید از طریق سرشکن نمودن هزینه‌های سربار باعث کاهش قیمت تمام شده محصول می‌گردد.

با توجه به نکات فوق، قیمت فروش محصول تولید شده علاوه بر این که می‌بایست هزینه‌های تولید را تأمین نماید، باید در حدی باشد که بتوان سهمی از بازار را بدست آورد.

قیمت فروش محصولات طرح به شرح جدول 3 می‌باشد.

جدول 3: قیمت فروش محصولات طرح

شایان ذکر است قیمت محصول در طرح، با درصد قابل رقابتی با نمونه های وارداتی پیش بینی شده است

6-1- توضیح موارد مصرف و کاربرد محصول مورد نظر در داخل و کشورهای منطقه

محصول تولید طرح می‌تواند در بخش‌های مختلف صنعت شیمیایی و مواد کشور باعث بالا رفتن کیفیت و تولید محصولات جدید گردد.

به‌صورت کلی کاربرد محصول طرح به شرح زیر می‌باشد.

• جایگزین لاستیک ولکانیزه شده.
• قطعات SBS که به روش قالب‌گیری تزریقی شکل داده و فرآیند شده اند به دمای کاربرد نهایی متوسطی نیاز دارند، به‌عنوان مثال برای صنایع کفش، بسته بندی مواد غذایی و صنایع پرده و مبلمان.
• اکستروژن ورقه‌ها، لوله‌ها و پوشش‌های سیم.
• اصلاح کننده ضربه برای آمیزه کاری.
• چسب‌ها، درزگیرها و پوشش‌ها.
• افزایش دهنده شاخص ویسکوزیته برای روغن‌های روان کننده.
• آمیزه‌های پلیمری یا مخلوط های پلیمری.
• در نقش اصلاح کننده برای مواد گرماسخت 

7-1- بررسی کالاهای جایگزین و تجزیه و تحلیل و اثرات آن بر مصرف پلی استایرن بوتادی ان استایرن

SBS همچنین نوعی از ماده‌ای ویژه به نام ترموپلاستیک ‌الاستومر است. این مواد در دمای اتاق مانند لاستیک‌های الاستومری رفتار می‌کنند، ولی پس از حرارت دادن، می‌توان آن‌ها را مثل پلاستیک‌ها تحت فرآیند قرار داد. بیشتر انواع لاستیک‌ها را به دلیل اتصالات عرضی، به سختی می‌توان فرآیند نمود؛ اما SBS و سایر ترموپلاستیک ‌الاستومرها بدون شبکه‌ای شدن حالت لاستیکی دارند و این امر موجب می‌شود تا بتوان آن‌ها را به راحتی، به شکل‌های مختلف فرآیند نمود.

سایر پلیمرهایی که به‌عنوان لاستیک کاربرد دارند، موارد زیر را شامل می‌شود:

• پلی‌ایزوپرن
• پلی‌بوتادی‌ان
• پلی‌ایزوبوتیلن
• پلی‌یورتان ها
• پلی‌کلروپرن
• سیلیکون

8-1- اهمیت استراتژیکی کالا در ایران و کشورهای منطقه

محصول مورد بررسی در طرح، با توجه به جایگزینی با مواد فلزی، یکی از استراتژیک ترین  مواد در تولید انواع محصولات می باشد، زیرا با توجه به ماهیت محصول، از  وزن کمتری نسبت به سایر رقبای خود برخوردار می باشد که این یکی از اصلی ترین فاکتورهایی است که باعث جایگزینی این محصولات با انواع جایگزین های فلزی می شود