PS樹脂 - 汎用プラスチックのトップ5に入る

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2025年7月10日 プラスチック・スペシャリスト
PS樹脂、すなわちポリスチレン(Polystyrene)は、スチレンを主原料として重合された熱可塑性樹脂で、5大汎用プラスチックのひとつに数えられ、多くの優れた特性を持ち、多くの分野で広く使用されている。
物性から見ると、PS樹脂は光沢のある透明なビーズ状または粒状の固体で、密度は約1.04~1.09g/cm³、透明度は88%~92%、屈折率は1.59~1.60で、外観は非常に美しい。溶融温度は150 - 180℃、熱分解温度は300℃、熱変形温度は70 - 100℃、長期使用温度は60 - 80℃であり、使用温度条件によってはPS樹脂が活躍する場面もあります。PS樹脂は電気絶縁性、体積抵抗率、表面抵抗率に優れています。体積抵抗率と表面抵抗率は非常に高く、温度や湿度の変化に影響されないだけでなく、コロナ放電にも影響されないので、電子機器や電化製品の分野では非常に便利です。射出成形、押出成形、ブロー成形、発泡成形、熱成形、接着、コーティング、溶接、機械加工、印刷など、さまざまな方法でさまざまな部品に加工でき、特に射出成形に適しています。また、PS樹脂は着色しやすく、カラフルな製品に仕上げることができるだけでなく、剛性と耐薬品性が高く、鉱物油、有機酸、アルカリ、塩、低級アルコール、およびそれらの水溶液にも耐えることができる。しかし、脆くて割れやすい、衝撃強度が低い、耐熱性が低い、沸騰水に対する耐性がない、低温・低荷重でしか使用できない、耐日光性が低い、引火性があるなどの欠点もあり、燃焼すると黒煙が出て特殊な臭いがする。
製造方法としては、主に単独重合法と懸濁重合法がある。この方法では、スチレンモノマーを少量の添加剤と開始剤とともに予備重合釜に供給し、95〜115℃で予備重合を行い、転化率が20%〜35%に達した時点で塔型反応器に供給して連続重合を行い、重合温度を170℃程度まで徐々に上げて完全転化させる。未反応のスチレンは塔頂から回収され、ポリマーは塔底から排出され、ペレット化のために押し出される。懸濁重合法は、スチレンをモノマーとし、水を媒体とし、ゼラチン、澱粉、ポリビニルアルコールなどの保護ガム、あるいは炭酸マグネシウム、珪酸マグネシウムなどの不溶性無機塩を分散媒とし、無水マレイン酸-スチレン共重合体ナトリウム塩を共分散媒とし、過酸化ベンゾイルを開始剤とし、約85℃で重合を開始するが、100℃のオートクレーブでも重合できる。また、オートクレーブ中で100℃以上の高温で重合させ、最後に水洗、分離、乾燥して無色透明の微細ビーズ樹脂を得ることもできる。
特性や用途の違いにより、PS樹脂は主に汎用ポリスチレン(GPPS)、高衝撃ポリスチレン(HIPS)、発泡ポリスチレン(EPS)に分けられる。汎用ポリスチレンは熱可塑性樹脂で、光沢のある透明で、電気絶縁性、加工流動性、剛性、耐薬品性が良いが、脆くて割れやすく、衝撃強度が低く、主に射出成形部品、AV製品、照明製品、透明文房具、食品、化粧品容器などのディスプレイ製品の製造に使われる。高衝撃ポリスチレンは、衝撃強度を向上させるために、ポリブチルゴム粒子などのポリスチレンに添加されるが、製品は透明ではなく、一般的に製品の高い耐衝撃性の必要性などの電子製品のシェル、カセットレコーダーのシェル、日用品、家電製品や小型電動工具のシェルの製造に使用されます。発泡ポリスチレンはPS樹脂に低沸点の物理発泡剤を添加し、加工時に加熱発泡させるもので、軽量、断熱、遮音、耐衝撃などの特徴がある。
実用化の面では、PS樹脂の姿はいたるところで目にすることができる。電子・電気製品の分野では、優れた電気絶縁性により、コネクタ、スイッチ部品、小型電気カバーなどの製造に使用され、機器電流の安定した伝送を確保することができます。日用品の分野では、加工が容易なGPPSは、透明カップ、カトラリー、文房具用品などの生産の特性を着色することが容易で、理想的な材料です。建築材料の分野では、EPSは建物の断熱に使用することができ、建物のエネルギー消費量を削減し、PS樹脂はまた、屋内および屋外の装飾のための模造石、模造木材の装飾パネルで作ることができる;包装業界では、PS樹脂の成形が良好であり、使い捨ての弁当箱、食品包装フィルム、包装容器などを作ることができ、製品の保護と表示の役割を果たす;医療業界では、健康基準に沿ったPS材料は、医療機器のシェル、使い捨て注射器の部品などを作ることができます。医療業界では、衛生基準に適合するPS材料は、医療器具のシェル、使い捨て注射器の部品などを作るために使用することができます。
科学技術の絶え間ない進歩に伴い、PS樹脂もまた、化学的改質や物理的改質によって絶えず改良と革新を重ね、その性能を高め、様々な産業のニーズによりよく応えられるよう応用範囲を広げ、現代生活において重要な役割を果たし続けている。