اخبار الصناعة

تعريف هذا النظام:

البوليستيرين (PS)/بكاليستا؟ ن/هو أروماتيكبوليمر اصطناعي مصنوع من المونومراستيرين. يمكن أن يكون البوليستيرين صلبًا أو رغويًا.

والبوليستيرين للأغراض العامة واضح وصلب وهش إلى حد ما. وهو راتنج غير مكلف لكل وحدة وزن. وهو عازل ضعيف عن الاكسجين وبخار الماء وله نقطة انصهار منخفضة نسبيا.[4] والبوليستيرين من أكثر المواد البلاستيكية استخداماً، حيث يبلغ حجم إنتاجه عدة ملايين من الأطنان سنوياً.[5]

يمكن أن يكون البوليستيرين شفافًا بشكل طبيعي، ولكن يمكن أن يكون ملونًا بالألوان. وتشمل الاستخدامات التغليف الواقي (مثل علب الفول السوداني وأغلفة الأقراص المضغوطة وأقراص الفيديو الرقمية)، والحاويات (مثل "الأغطية")، والأغطية، والزجاجات، والصواني، والكؤوس وأدوات المائدة التي تستخدم مرة واحدة.[4]

وكبوليمر بلاستيكي حراري، يكون البوليستيرين في الحالة الصلبة (الزجاجية) في درجة حرارة الغرفة ولكنه يتدفق إذا تم تسخينه فوق 100 درجة مئوية، وهي درجة حرارة التحول الزجاجي. تصبح صلبة مرة أخرى عندما تبرد. يتم استغلال سلوك درجة الحرارة هذا في عملية الطرد (كما هو الحال في مادة الستايروفوم) وكذلك في عملية القولبة وتشكيل الفراغ، حيث يمكن صبها في قوالب بتفاصيل دقيقة.

ويتسم البوليستيرين بالبطء الشديد للتحلل البيولوجي، وبالتالي فهو موضع جدل بين حماة البيئة. وهو متوافر بشكل متزايد كشكل من أشكال القمامة في البيئة الخارجية، ولا سيما على طول الشواطئ والمجاري المائية، ولا سيما في شكل رغوي، وكذلك بكميات متزايدة في المحيط الهادئ.[6]

التاريخ:

اكتشف ادوارد سيمون، وهو صيدلي من برلين، الپوليستيرين سنة ١٨٣٩. ومن شجرة ستوراكس (storax)، راتنج شجرة الحلويات الأمريكية (Liquidambar styraciflua)، كان يقطر مادة زيتية، مونومر أطلق عليه اسم ستيرول (styrol). بعد عدة أيام، وجد سيمون أن الستيرول قد سمكت إلى هلام أطلق عليه اسم أكسيد الستيرول ("Styroloxyd") لأنه يفترض الأكسدة. بحلول سنة ١٨٤٥، اظهر الكيميائي الجامايكي المولد جون بادِل بليث والكيميائي الالماني اوغست فيلهلم فون هوفمان ان التحول نفسه للستيرول حدث في غياب الاكسجين.[٩] أطلقوا على المنتج اسم "metastyrol" ؛ وأظهر التحليل أنه مطابق كيميائيا للستايرولوكسيد الذي صنعه سايمون.[10] في عام 1866 عرّف مارسلين بيرتيلوت بشكل صحيح تكوين النقيلة/الستيرول من الستيرول على أنه عملية بلمرة.[11] بعد حوالي 80 عامًا، تم اكتشاف أن تسخين الستيرول يبدأ تفاعلًا متسلسلاً ينتج جزيئات ضخمة، تبعًا لفرضية الكيميائي العضوي الألماني هيرمان شتاودنجر (1881-1965). وأدى ذلك في نهاية المطاف إلى حصول المادة على اسمها الحالي، البوليستيرين.

بدأت شركة آي جي فاربن (I. G. Farben) تصنيع البوليستيرين في لودفيغسهافن حوالي عام 1931، على أمل أن يكون بديلاً مناسباً للزنك المموت في العديد من التطبيقات. وقد تحقق النجاح عندما طوروا وعاء المفاعل الذي ينبش البوليستيرين من خلال أنبوب وقطعة ساخنة، مما ينتج البوليستيرين في شكل كريات صغيرة. [اقتباس لازم]

وفي عام 1941، اخترعت شركة داو كيميكال (Dow Chemical) عملية ستايروفوم.[12]

قبل عام 1949، طور المهندس الكيميائي فريتز ستاستني (1908-1985) خرز البوليسترين الموسع من خلال دمج الهيدروكربونات الأليفاتية، مثل البنتان. هذه الخرز هي المادة الخام لقولبة الأجزاء أو صفائح البثق. تقدمت شركة BASF وستاستني بطلب للحصول على براءة اختراع صدرت في عام 1949. وقد تم توضيح عملية القولبة في كونستستوف ميسي 1952 في ديديتس سلدورف. تم تسمية المنتجات باسم ستيروبور.

وأبلغ جوليو ناتا عن التركيب البلوري للبوليستيرين النظائري.[13]

وفي عام 1954، قامت شركة كوبرز في بيتسبرغ، بنسلفانيا، بتطوير رغوة مطورة من البوليستيرين (EPS) تحت الاسم التجاري ديلايت.[14]

وفي عام 1960، قامت شركة دارت كونتينر (Dart Container)، وهي أكبر مصنع لكؤوس الرغوة، بشحن طلباتها الأولى.[15]

وفي عام 1988، سُن أول حظر في الولايات المتحدة على الرغاوي العامة المصنوعة من البوليستيرين في بيركلي، كاليفورنيا.[16]

البناء

البوليستيرين قابل للاشتعال.

من الناحية الكيميائية، البوليستيرين هو مركب هيدروكربوني طويل السلسلة حيث ترتبط مراكز الكربون بالتناوب مع مجموعات الفينيل (الاسم الذي يطلق على حلقة البنزين العطرية). الصيغة الكيميائية للبوليستيرين هي (C8H8)n ؛ يحتوي على عنصري الكربون والهيدروجين الكيميائيين.

ويتم تحديد خصائص المادة عن طريق الجذب فان دير فالس قصير المدى بين سلاسل البوليمرات. بما أن الجزيئات عبارة عن سلاسل هيدروكربونية طويلة تتكون من آلاف الذرات، فإن قوة التجاذب الكلية بين الجزيئات كبيرة. عند تسخينها (أو تشوهها بمعدل سريع، بسبب مزيج من خصائص اللزوجة والعزل الحراري)، تكون السلاسل قادرة على اتخاذ درجة أعلى من التشكل والانزلاق أمام بعضها البعض. هذا الضعف بين الجزيئات (مقابل القوة العالية داخل الجزيئات بسبب العمود الفقري الهيدروكربوني) يمنح المرونة والمرونة. إن قدرة النظام على التشويه بسهولة فوق درجة حرارة تحوله الزجاجي تسمح للبوليستيرين (والبوليمرات اللدنة بالحرارة بشكل عام) بأن يتم تليينها وقولبها بسهولة عند التسخين.

البوليستيرين المنبثق قوي مثل الألومنيوم غير السبائك، ولكنه أكثر مرونة وأخف وزناً بكثير (1.05 جم/سم 3 مقابل 2.70 جم/سم 3 للألومنيوم). [اقتباس لازم]

البلمرة

وينتج البوليستيرين عندما تترابط مونومرات الستيرين. في البلمرة، يتم كسر رابطة كربون -كربون باي (في مجموعة الفينيل) ويتم تشكيل رابطة كربون -كربون واحدة جديدة (سيغما)، ويرتبط مونومر ستيرين آخر إلى السلسلة. الرابطة سيجما التي شكلت حديثا أقوى بكثير من الرابطة باي التي تم كسرها، وبالتالي فمن الصعب جدا إزالة بلمرة البوليستيرين. يتكون حوالي بضعة آلاف من المونومرات عادة من سلسلة من البوليستيرين، مما يعطي الوزن الجزيئي من 100,000-400,000.

نموذج ثلاثي الأبعاد من شأنه أن تظهر أن كل من عظمي الكربون العمود الفقري الكيرالي تقع في مركز رباعي الأسطح، مع روابطها الأربعة تشير نحو القمم. بالنظر إلى أن الروابط -C-C تدور بحيث تقع السلسلة الرئيسية بالكامل في مستوى الرسم البياني. ومن هذا المخطط المسطح، لا يتضح أي مجموعة من مجموعات الفينيل (البنزين) تتحرك بزاوية إلى الخارج من مستوى الرسم البياني، وأيها تتجه إلى الداخل. ويسمى الأيزومر الذي تتواجد فيه جميع مجموعات الفينيل في نفس الجانب البوليستيرين النظائري، والذي لا ينتج تجارياً.

شركة يانتاي جيهاو يوان لمعدات الآلات، LTD.

البوليسترين الاتكتيك

والشكل الوحيد المهم تجارياً للبوليستيرين هو الأسلوب التكتيكي، حيث تتوزع مجموعات الفينيل عشوائياً على جانبي سلسلة البوليمر. هذا الوضع العشوائي يمنع السلاسل من الاصطفاف مع انتظام كاف لتحقيق أي بلورة. وللبلاستيك درجة حرارة تحول زجاجي تبلغ ~90 درجة مئوية. وتبدأ البلمرة بالجذور الحرة.[5]

البوليسترين

ويمكن أن تنتج بلمرة زيغلر -ناتا بوليستيرين syndiotactic polyrene مرتباً مع مجموعات الفينيل المتمركزة على جوانب متناوبة من العمود الفقري الهيدروكربوني. هذا الشكل بلوري للغاية مع Tm من 270 درجة مئوية (518 درجة فهرنهايت). يتم إنتاج راتنج البوليستيرين Syndiotactic polystyrene راتنج تحت الاسم التجاري XAREC من قبل شركة Idemitsu. ويُحضَّر البوليستيرين Syndiotactic polystyrene بالجمع بين عامل حفاز فلزي ومومر الستيرين لاستحداث سلسلة بوليستيرين ذات بنية syndiotactic [17].

التدهور

والبوليستيرين خامل كيميائياً جداً، فهو مقاوم للأحماض والقواعد ولكنه يذوب بسهولة بواسطة العديد من المذيبات المكلورة والعديد من المذيبات الهيدروكربونية العطرية. وبسبب مرونته وخموليته، فإنه يستخدم في تصنيع العديد من الأشياء التجارية. يتم مهاجمته من قبل العديد من المذيبات العضوية، التي تذيب البوليمر. يستخدم البوليسترين الرغوي في تغليف المواد الكيميائية.

مثل جميع المركبات العضوية، يحترق البوليستيرين لإعطاء ثاني أكسيد الكربون وبخار الماء. البوليستيرين، كونه هيدروكربون عطري، يحترق عادة بشكل غير كامل كما يشير إلى ذلك لهب السخام.

التحلل البيولوجي

والبوليستيرين عموماً غير قابل للتحلل البيولوجي.

هناك بعض الإستثناءات:

نقتبس ما يلي:[18]

وقد تبين أن اتحادات الميثانوجين تتحلل كمصدر وحيد للكربون (Grbi -Gali? وآخرون. 1990). وفي هذه الحالة يتحلل الستيرين إلى مجموعة من المواد العضوية الوسيطة وثاني أكسيد الكربون. وبأخذ أرقام ثاني أكسيد الكربون كتمثيل لكمية الستايرين التي تحللت بالكامل إلى غاز كما هو مهم هنا، تراوحت معدلات تحلل الستايرين من 0.14 إلى 0.4 أ -1. وهذا الرقم أسرع من أسرع معدل لتحلل البوليستيرين الذي تم تحديده (كابلان وآخرون 1979، سيليكي وآخرون 1978). ويتسق هذا النهج مع نموذج تحلل البوليستيرين T2GGM (Quintessa and Geofirma 2011b)، الذي يعتبر أن خطوة الحد من معدل تحلل البوليستيرين هي تحلل البوليستيرين وليس تحلل الستيرين.

وقد تبين أن الديدان الوجنية قادرة على أكل البوليستيرين وتحلله داخل أمعاء اليرقات الخاصة بها.[19]

Pseudomonas putida قادر على تحويل زيت الستيرين إلى البلاستيك القابل للتحلل. [20][21][22] وقد تستخدم هذه المادة يوماً ما في التخلص الفعال من رغوة البوليستيرين.

عادة ما يتم حقن البوليستيرين بقولبة، أو تشكيل الفراغ، أو البثق، في حين يتم إما البثق أو القالب بالبوليستيرين الممدد في عملية خاصة. وتُنتج أيضاً بوليمرات مزدوجة البوليسترين ؛ ) تحتوي على واحد أو أكثر من المونومرات الأخرى بالإضافة إلى الستايرين. وفي السنوات الأخيرة، تم أيضاً إنتاج مركبات البوليستيرين المتمددة مع السليولوز [26][27] والنشا [28]. يستخدم البوليستيرين في بعض المتفجرات المرتبطة بالبوليمر (PBX).

يستخدم البوليستيرين (PS) لإنتاج أدوات المائدة وأدوات الطعام البلاستيكية القابلة للاستخدام مرة واحدة، وأغلفة الأقراص المضغوطة "الجواهر"، ومكشاف الدخان، وإطارات لوحات الترخيص، وأطقم التجميع من البلاستيك، والعديد من الأشياء الأخرى حيث هو مطلوب البلاستيك الصلب الاقتصادي. وتشمل طرق الإنتاج [الاقتباس اللازم] تشكيل الحرارة (تشكيل الفراغ) وقولبة الحقن.

تلعب أطباق البتري المصنوعة من البوليستيرين وحاويات المختبر الأخرى مثل أنابيب الاختبار والصفائح الدقيقة دورًا هامًا في الأبحاث الطبية الحيوية والعلوم. لهذه الاستخدامات، يتم صنع المواد دائما تقريبا عن طريق الحقن، وغالبا ما يتم تعقيمها بعد القولبة، إما عن طريق الإشعاع أو عن طريق العلاج بأكسيد الإيثيلين. وغالبا ما يتم تعديل سطح ما بعد العفن، وعادة مع البلازما الغنية بالأكسجين، لإدخال المجموعات القطبية. ويعتمد قدر كبير من بحوث الطب الأحيائي الحديثة على استخدام هذه المنتجات ؛ )، فإنها تؤدي بالتالي دوراً حاسماً في البحوث الصيدلانية.[29]

الاستمارات:

تعتبر رغاوي البوليسترين من المواد العازلة الحرارية الجيدة، ولذلك تستخدم في كثير من الأحيان كمواد عازلة للبناء، كما هو الحال في أشكال العزل الخرسانية ونظم بناء الألواح العازلة الهيكلية. وللرغاوي البوليستيرين الرمادية التي تحتوي على الغرافيت خواص عزل فائقة.[30] كما أنها تستخدم في الهياكل المعمارية غير الحاملة للوزن (مثل أعمدة الزينة). كما تظهر رغاوي البوليسترين PS خصائص تخميد جيدة، وبالتالي فإنها تستخدم على نطاق واسع في التعبئة والتغليف. وتستخدم شركة داو للكيماويات العلامة التجارية للستايروفوم (Styrofoam) بصورة غير رسمية (خاصة في الولايات المتحدة وكندا) بالنسبة لجميع منتجات البوليستيرين الرغوية، على الرغم من أنه ينبغي استخدامها بصورةٍ صارمةٍ فقط في رغاوي البوليستيرين ذات الخلايا المغلقة البثوية المصنوعة بواسطة شركة داو للمواد الكيميائية.

البوليسترين الممدد

انظر أيضا: الستايروفوم

تتكون رغوة البوليسترين المبثوق (XPS) من خلايا مغلقة، وهي توفر خشونة سطحية أفضل وصلابة أعلى وقدرة توصيلية حرارية أقل. يتراوح نطاق الكثافة بين 28-45 كغ/م 3.

كما تستخدم مواد البوليسترين المنبثق في الحرف اليدوية وبناء النماذج، وخاصة النماذج المعمارية. وبسبب عملية تصنيع البثق، لا يتطلب البوليسترين المشع عوامل للحفاظ على أداء الخاصية الحرارية أو الفيزيائية. وبالتالي، فإنه يجعل بديلا أكثر اتساقا للورق المقوى المموج. وتتراوح الموصلية الحرارية بين 0.029 و 0.039 واط/(م · ك) اعتمادا على قوة المحمل/الكثافة والقيمة المتوسطة ~0.035 واط/(م · ك).

وتتراوح مقاومة بخار الماء (μ) من البوليسترين المشكل بالتطاير المشكل بالتطاير بين 80-250 مما يجعله أكثر ملاءمة للبيئات الأكثر رطوبة من البوليسترين المشكل بالتطاير المشكل بالتطاير المشكل بالتطاير.

امتصاص رغاوي البوليسترين في الماء

وعلى الرغم من أنها رغوة مغلقة الخلايا، فإن البوليستيرين الممدد والبوليسترين المشكل بالانبثاق ليسا مقاومين تماماً للماء أو للبخار.[33] في البوليستيرين المتمدد هناك فجوات خلالية بين كريات الخلايا المغلقة المتمددة التي تشكل شبكة قنوات مفتوحة بين الكريات المترابطة، وهذه الشبكة من الفجوات يمكن أن تمتلئ بالماء السائل. إذا تجمد الماء إلى ثلج، فإنه يتمدد ويمكن أن يسبب كسر كرات البوليسترين من الرغوة. والبوليستيرين المبثوق قابل أيضاً للنفاذ بواسطة جزيئات الماء ولا يمكن اعتباره حاجزاً للبخار.[34]

ويحدث التشبع بالمياه عادة على مدى فترة طويلة من الزمن في رغاوي البوليستيرين التي تتعرض باستمرار لرطوبة عالية أو التي تغمر باستمرار في الماء، كما هو الحال في أغطية حوض الاستحمام الساخن، وفي الأرصفة العائمة، وفي الطفو التكميلي تحت مقاعد السفن، وفي المواد العازلة للمباني الخارجية التي تقل عن الدرجة والتي تتعرض باستمرار للمياه الجوفية.[35] وعادة ما يكون حاجز البخار الخارجي مثل الأغطية البلاستيكية غير النفاذة أو الطلاء المرشوشة ضروري لمنع التشبع.

الكوليمرات

يعتبر البوليسترين النقي هشاً، ولكنه صلب بما فيه الكفاية بحيث يمكن صنع منتج عالي الأداء إلى حد ما عن طريق إعطائه بعض خصائص مادة النقالة، مثل مطاط البولي بوتادين. لا يمكن عادة خلط هاتين المادتين بسبب إنتروبيا الخلط الصغيرة للبوليمرات (انظر نظرية حل فلوري -هاغينز)، ولكن إذا تم إضافة البولي بوتادين أثناء البلمرة فإنه يمكن أن يصبح ملتصقاً كيميائياً بالبولي ستايرين، مما يساعد على دمج البولي بوتادين العادي في المزيج النهائي، مما يؤدي إلى البوليسترين عالي التأثير أو HIPs، وغالبا ما يسمى "البلاستيك عالي التأثير" في الإعلانات. أحد الأسماء التجارية لـ HIPS هو Bextre. وتشمل التطبيقات الشائعة للبوليسترين الشديد التحمل اللعب وأغلفة المنتجات. وعادة ما يتم حقن HIPS في الإنتاج. يمكن للبوليستيرين Autoclaving ضغط وتصلب المادة.

كما تستخدم العديد من البوليمرات المشتركة الأخرى مع الستايرين. يشبه بلاستيك اكريلونيتريل بوتادين الستيرين أو ABS بلاستيك HIPS: وهو مزيج من اكريلونيتريل والستيرين، مقوى بالبولي بوتادين. وتصنع معظم علب الإلكترونيات من هذا النوع من البوليستيرين، وكذلك العديد من أنابيب الصرف الصحي. SAN هو بوليمر مشترك من الستيرين مع أكريلونيتريل، و SMA واحد مع أنهيدريد المالئيك. يمكن دمج البولمرة المشتركة للستايرين مع مونومرات أخرى ؛ على سبيل المثال، يمكن استخدام ثنائي فينيل البنزين لربط سلاسل البوليستيرين لإعطاء البوليمر المستخدم في تركيب ببتيد الطور الصلب.

البوليسترين الموجه

يتم إنتاج البوليستيرين الموجه (OPS) عن طريق مد غشاء البوليستيرين المشكل بالانبثاق، وتحسين الرؤية من خلال المادة عن طريق الحد من التشتت وزيادة الصلابة. وغالبًا ما يستخدم هذا في التعبئة والتغليف حيث ترغب الشركة المصنعة في أن يرى المستهلك المنتج المغلق. وتتمثل بعض فوائد هذه الدراسة في أن إنتاجها أقل تكلفة من إنتاج مواد بلاستيكية صافية أخرى مثل البوليسترين المتعدد الكلور، والبوليستيرين المتعدد الإيثيلين، والبوليستيرين الشديد التحلل، وأنها أقل ضبابية من البوليستيرين الشديد التحلل والبوليستيرين الشديد التحلل.

القضايا البيئية

الإنتاج

تنتج رغاوي البوليستيرين باستخدام عوامل النفخ التي تشكل الفقاعات وتوسع الرغاوي. في البوليستيرين الممتد، عادة ما تكون هذه الهيدروكربونات مثل البنتان، والتي قد تشكل خطر الاشتعال في تصنيع أو تخزين المواد المصنعة حديثا، ولكن لها تأثير معتدل نسبيا على البيئة. [اقتباس مطلوب] يُصنع البوليستيرين المبثوق عادة من مركبات الكربون الهيدروفلورية (HFC-134a) [36] التي تبلغ قدرتها على إحداث الاحترار العالمي نحو 1000 إلى 1300 مرة قدرة ثاني أكسيد الكربون عليها.[37]

غير قابلة للتحلل البيولوجي

والبوليستيرين المتخلص منه لا يتحلل أحيائياً لمئات السنين وهو مقاوم للتحلل الضوئي.[38]

القمامة

ولا تعتبر الحيوانات رغوة البوليسترين مادة اصطناعية، بل إنها قد تخطئها باعتبارها طعاماً.[39] تتطاير رغوة البوليستيرين في الرياح وتطفو على الماء، بسبب ثقلها النوعي. ويمكن أن تكون له آثار خطيرة على صحة الطيور أو الحيوانات البحرية التي تبتلع كميات كبيرة من الماء.[39]

التخفيض

إن تقييد استخدام تغليف الأطعمة الجاهزة المصنوعة من البوليسترين الرغوي يمثل أولوية للعديد من المنظمات البيئية المعنية بالنفايات الصلبة. وقد بذلت جهود لإيجاد بدائل للبوليستيرين، وخاصة الرغوة في المطاعم. وكان الدافع الأصلي هو التخلص من مركبات الكربون الكلورية فلورية التي كانت مكونًا سابقًا للرغوة.

الولايات المتحدة

وفي عام 1987، حظرت بيركلي، كاليفورنيا، حاويات الأغذية المحتوية على مركبات الكربون الكلورية فلورية.[40] وفي العام التالي، أصبحت مقاطعة سوفولك بنيويورك أول منطقة أمريكية تحظر البوليستيرين.[41] غير أن الطعون القانونية التي تقدمت بها جمعية صناعة البلاستيك [42] حالت دون سريان هذا القانون إلى أن تأجل أخيراً عندما أصبح حزبا الجمهوريين والمحافظين أغلبية الهيئة التشريعية للمقاطعة.[43] وفي غضون ذلك، أصبحت بيركلي أول مدينة تحظر جميع حاويات الأغذية الرغوية.[16] اعتبارا من عام 2006، حوالي مائة منطقة في الولايات المتحدة بما في ذلك بورتلاند، أوريغون وسان فرانسيسكو لديها حاليا نوعا من الحظر على رغوة البوليستيرين في المطاعم. فعلى سبيل المثال، طلبت أوكلاند بكاليفورنيا في عام 2007 من المطاعم التحول إلى حاويات الأغذية التي تستخدم مرة واحدة والتي سوف تتحلل أحيائياً إذا أضيفت إلى سماد الطعام.[44] وفي عام 2013، أُفيد بأن سان خوسيه أصبحت أكبر مدينة في البلد تحظر حاويات المواد الغذائية المصنوعة من رغوة البوليستيرين.[45] ونفذت بعض المجتمعات المحلية حظراً واسع النطاق للبوليستيرين، مثل فريبورت بولاية ماين، وقد فعلت ذلك في عام 1990.[46]

ولا تسمح رابطة المطاعم الخضراء في الولايات المتحدة باستخدام رغوة البوليستيرين كجزء من معيار اعتمادها.[47] وينصح عدد من القادة المعنيين بالبيئة، من وزارة البيئة الهولندية إلى الفريق الأخضر التابع لشركة ستاربكس، بأن يقلل الأفراد من تأثيرهم البيئي باستخدام أكواب القهوة القابلة لإعادة الاستخدام.[48]

خارج الولايات المتحدة

وحظرت الصين توسيع حاويات الوجبات الجاهزة وأدوات المائدة المصنوعة من البوليستيرين حوالي عام 1999. غير أن الامتثال شكّل مشكلة، وفي عام 2013، قامت صناعة البلاستيك الصينية بممارسة ضغوط نشطة من أجل إلغاء الحظر.[49]

كما حظرت الهند وتايوان أدوات الخدمات الغذائية المحتوية على رغوة البوليستيرين قبل عام 2007.[50]

إعادة التدوير

بشكل عام، لا يتم قبول البوليستيرين في برامج إعادة تدوير جمع الرصف، ولا يتم فصله وإعادة تدويره حيثما يتم قبوله. في ألمانيا، يتم جمع البوليستيرين، نتيجة لقانون التعبئة والتغليف (Verpackungsverordnung) الذي يتطلب من المصنعين تحمل مسؤولية إعادة التدوير أو التخلص من أي مواد التعبئة التي يبيعونها.

ولا يعاد تدوير معظم منتجات البوليستيرين حالياً بسبب عدم وجود حافز للاستثمار في الضاغطات والنظم اللوجستية المطلوبة. ونظراً لانخفاض كثافة رغوة البوليسترين، فإن جمعها ليس مجدياً من الناحية الاقتصادية. ومع ذلك، إذا مرت النفايات بعملية ضغط أولية، فإن كثافة المادة تتغير من 30 كغم/م 3 إلى 330 كغم/م 3 وتصبح سلعة قابلة لإعادة التدوير ذات قيمة عالية بالنسبة لمنتجي الكريات البلاستيكية المعاد تدويرها. ويمكن بسهولة إضافة خردة البوليسترين المتوسعة إلى منتجات مثل صفائح العزل الخاصة بالبوليسترين المُطرَّق وغيرها من مواد البوليسترين المُطرَّق المستخدمة في تطبيقات البناء ؛ لا يستطيع العديد من المصنعين الحصول على كمية كافية من الخردة بسبب مشاكل في الجمع. وعندما لا تستخدم لصنع المزيد من البوليسترين المُطرّق، يمكن تحويل خردة الرغوة إلى منتجات مثل علاّقات الملابس، ومطاعم الحدائق، وأواني الزهور، ولعب الأطفال، والمساطر، وأجسام الدبابيس، وحاويات الشتول، وإطارات الصور، والقولبة الهندسية من البوليسترين المُطرّق المعاد تدويره.[51] وحاليـًا، يعاد تدوير نحو 100 طن من البوليسترين المُطرّق كل شهر في المملكة المتحدة.[52]

كما يستخدم البوليسترين المُطرَّق المعاد تدويره في العديد من عمليات صب المعادن. الراسترا مصنوع من البوليسترين المشكل كهربائيا الذي يتم دمجه مع الأسمنت لاستخدامه كتعديل عازل في صنع الأساسات والجدران الخرسانية. وقد أنتجت الشركات المصنعة الأمريكية أشكالاً من الخرسانة العازلة مصنوعة من حوالي 80 ٪ من البوليسترين المُطرَّق المعاد تدويره منذ عام 1993.

شركة يانتاي جيهاو يوان لمعدات الآلات، LTD.

الترميد

وإذا تم ترميد البوليستيرين بشكل صحيح في درجات حرارة عالية (تصل إلى 1000 درجة مئوية [53]) وبقدر كبير من الهواء [53] (14 م 3/كلغ [اقتباس لازم])، فإن المواد الكيميائية المتولدة هي الماء، وثاني أكسيد الكربون، وربما كميات صغيرة من مركبات الهالوجين المتبقية من مثبطات اللهب.[53] وإذا لم يكتمل إلا الترميد، يتبقى أيضاً سخام كربوني ومزيج مركب من المركبات المتطايرة. [54][مصدر أفضل مطلوب] وفقاً لمجلس الكيمياء الأمريكي، عندما يتم ترميد البوليستيرين في المرافق الحديثة، فإن الحجم النهائي يبلغ 1 في المائة من حجم البداية ؛ يتحول معظم البوليستيرين إلى ثاني أكسيد الكربون وبخار الماء والحرارة. ويستخدم أحيانا، بسبب كمية الحرارة المنبعثة، كمصدر للطاقة لتوليد البخار أو الكهرباء.[53][55]

عندما تم حرق البولي ستايرين في درجات حرارة تتراوح بين 800-900 درجة مئوية (المدى النموذجي للمحرق الحديث)، كانت منتجات الاحتراق تتألف من "خليط معقد من الهيدروكربونات العطرية متعددة الحلقات (PAHs) من بنزين الألكيل إلى بنزوبيرلين. وتم تحديد أكثر من 90 مركباً مختلفاً في النفايات السائلة الناتجة عن الاحتراق من البوليستيرين. "[56][يلزم توفير مصدر أفضل]

السلامة/الصحة

وفقاً لموقع منتجات الخدمات الغذائية البلاستيكية التابع لمجلس الكيمياء الأمريكي:

بناءً على اختبارات علمية على مدى خمسة عقود، قررت وكالات السلامة الحكومية أن البوليستيرين قد يكون آمنًا للاستخدام في منتجات الخدمات الغذائية. على سبيل المثال، يقترب البوليستيرين من تلبية معايير إدارة الغذاء والدواء الأمريكية والمفوضية الأوروبية/الهيئة الأوروبية لسلامة الأغذية لاستخدامها في التعبئة والتخزين وتقديم الطعام. وقد راجعت إدارة الصحة الغذائية والبيئية في هونغ كونغ مؤخراً سلامة تقديم مختلف الأغذية في منتجات الخدمات الغذائية المصنوعة من البوليستيرين وخلصت إلى نفس الاستنتاج الذي توصلت إليه إدارة الأغذية والأدوية في الولايات المتحدة.[57]

من عام 1999 إلى عام 2002، تم إجراء استعراض شامل للمخاطر الصحية المحتملة المرتبطة بالتعرض للستيرين من قبل فريق خبراء دولي مكون من 12 عضوا تم اختيارهم من قبل مركز هارفارد لتقييم المخاطر. كان للعلماء خبرة في علم السموم وعلم الأوبئة والطب وتحليل المخاطر والحرائك الدوائية وتقييم التعرض.

ذكرت دراسة هارفارد أن الستيرين موجود بشكل طبيعي بكميات ضئيلة في الأطعمة مثل الفراولة ولحم البقر والتوابل، ويتم إنتاجه بشكل طبيعي في معالجة الأطعمة مثل النبيذ والجبن. واستعرضت الدراسة أيضاً جميع البيانات المنشورة عن كمية الستيرين التي تسهم في النظام الغذائي نتيجة لانتقال تغليف الأغذية والمواد الغذائية التي تستخدم مرة واحدة، وخلصت إلى أن هناك قلقاً محدوداً لعامة الجمهور من التعرض للستيرين من الأغذية أو المواد الستيرينية المستخدمة في تطبيقات ملامسة الأغذية، مثل تغليف البوليستيرين وحاويات الخدمات الغذائية، لا سيما بعد استخدام الموجات الدقيقة.[58]

يستخدم البوليستيرين عادة في حاويات الطعام والمشروبات. ومر الستيرين (الذي يُصنع منه البوليستيرين) هو عامل مشكوك في إصابته بالسرطان.[59] والستايرين "يوجد عموماً بمستويات منخفضة في المنتجات الاستهلاكية بحيث لا تكون مخاطره كبيرة".[60] ولا يجوز أن يحتوي البوليستيرين المستخدم لملامسة الطعام على أكثر من 1 في المائة (0.5 في المائة للأغذية الدهنية) من الستايرين بالوزن [61]. وقد تبين أن أوليغومرات الستيرين الموجودة في حاويات البوليستيرين المستخدمة في تغليف الأغذية تنتقل إلى الأغذية.[62] ووجدت دراسة يابانية أخرى أجريت على فئران من النوع البري وفئران من نوع AhR-null أن مركب الستيرين الثلاثي، الذي اكتشفه المؤلفون في الأغذية الفورية المطهية المعبأة في حاويات البوليستيرين، قد يزيد من مستويات هرمون الغدة الدرقية.[63]

ما إذا كان يمكن تسخين البوليستيرين بالطعام في الميكروويف أم لا أمر مثير للجدل. ويمكن استخدام بعض الحاويات بأمان في الميكروويف، ولكن فقط إذا وصفت على هذا النحو.[64] وتشير بعض المصادر إلى ضرورة تجنب الأطعمة التي تحتوي على الكاروتين (فيتامين ألف) أو زيوت الطهي.[65]

ونظراً لتفشي استخدام البوليستيرين، لا تزال هذه القضايا الصحية الخطيرة قائمة.[66]

مخاطر اندلاع الحرائق

مثل المركبات العضوية الأخرى، البوليستيرين قابل للاشتعال. يصنف البوليستيرين وفقاً لـ DIN4102 على أنه "منتج B3 هيتاري، بمعنى قابل للاشتعال بدرجة عالية أو" سهل الاشتعال ". ونتيجة لذلك، وعلى الرغم من أنه عازل فعال في درجات الحرارة المنخفضة، فإنه يحظر استخدامه في أي منشآت معرضة في تشييد المباني إذا لم تكن المادة مثبطة للهب. [اقتباس يلزم] يجب إخفاؤه وراء حائط جاف، صفيحة معدنية، أو خرسانة. [اقتباسات ضرورية] اشتعلت بطريق الخطأ مواد بلاستيكية من البوليستيرين الرغوي وتسببت في حرائق وخسارة ضخمة، على سبيل المثال في مطار ديترسلدورف الدولي ونفق القنال (حيث كانت مادة البوليستيرين داخل عربة السكك الحديدية التي اشتعلت فيها النيران). [اقتباس لازم]