公開日:2023.02.17

更新日:2024.10.31

ポリスチレンってどんなプラスチック?やさしく解説(かいせつ)

ポリスチレンってどんなプラスチック?やさしく解説(かいせつ)!

わたしたちのらしをゆたかにしてくれるプラスチック。私たちの回りには、数えきれないほどのプラスチック製品せいひんがあります。

プラスチックにはさまざまな種類しゅるいがありますが、代表てきなプラスチックはおよそ100種類あるとされています。

また、そのうち私たちの身の回りで広く使われているプラスチックにしぼると、その数は30種類ほどあるとされています。

この記事では、その中でも非常ひじょうに多く使われている「ポリスチレン」というプラスチックにスポットライトを当て、その特徴とくちょうや、どんな製品に使われているのかを説明せつめいします。

この記事を読んで、ポリスチレンへの理解りかいを深めてください!

ポリスチレンってどんなプラスチック?

ポリスチレンは、プラスチックの種類しゅるいの一つです。英語では「polystyrene」と書くので、「PS」と表記されることもあります。

 

ポリスチレンは「スチロール樹脂じゅし」ともばれ、梱包材こんぽうざいの「発泡はっぽうスチロール」でおなじみのプラスチックです。

 

ポリスチレンは1839年に発見され、1930年代には実用化されました。プラスチック製品せいひん原料げんりょうとしては、もっとも古いものとされています。

 

その後も研究が進み、用途ようとに合わせてさまざまな種類のポリスチレンができるようになり、普及ふきゅうが進みました。

 

まずは、ポリスチレンとはどんなプラスチックなのかを簡単かんたん説明せつめいします。

ポリスチレンの構造(こうぞう)

最初さいしょに、ポリスチレンの構造を知りましょう。

 

プラスチックの構造を知るとき、かならず出てくるのが「モノマー」という物質ぶっしつです。

 

モノマーとは、プラスチックを構成こうせいしている最小さいしょう基本きほん物質で、「単量体たんりょうたい」ともいいます。

 

モノマーはプラスチックの種類ごとにことなりますが、ほとんどのモノマーは、水素すいそ炭素たんそむすびついた、簡単かんたんな構造をしているてい分子化合物(少ない分子で結びついている化合物)です(例外れいがいもあります)。

 

そのモノマーが、いくつも重なり合うことで、こう分子化合物(たくさんの分子が結びついている化合物)ができあがります。

 

これをポリマーといいます。このポリマーが、プラスチックの本体となります。

 

ちなみに、モノマーがいくつも重なり合うことを「重合じゅうごう」といい、ポリマーはモノマーに対して「重合たい」ともよばれます。

 

ポリスチレンのモノマーは「スチレン」という物質で、これがポリスチレンの基礎きそ原料げんりょうとなります。

 

つまり、モノマーのスチレンが重合してできたポリマーが、ポリスチレンというわけです。

ポリスチレンの化学式と構造(こうぞう)

スチレンの化学式は「C8H8」で、炭素たんそ8を持つ炭化たんか水素すいそです。

 

ポリスチレンは、スチレンの重合体で、「(C8H8n」という化学式で表されます。

 

そして構造式は、このように表されます。

プラスチック画像

国内生産のプラスチック原材料の1(わり)がポリスチレン

わたしたちの身の回りで広く使われているプラスチックは30種類ほどあります。

 

その中でも、とくに使われているのが、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリ塩化えんかビニルの4種類で、「4大汎用はんようプラスチック」とよばれています。

 

日本におけるプラスチック原材料の生産実績じっせきのデータから見てみましょう。

 

2023年、日本国内で887万トンのプラスチック原材料ざいりょうが生産されました。そのうちポリスチレン類(ABSを含む)の生産りょうは92万トンで、これは、日本国内で生産されたプラスチック原材料のやく1割に相当します。

樹脂別生産比率

ポリスチレンの原料(げんりょう)や作り方

ここでは、ポリスチレンの原料や作り方について説明せつめいします。

プラスチックの原料は「ナフサ」

ほとんどのプラスチックは(バイオマスプラスチックなど一部の例外れいがいのぞいて)、石油からできています。

 

地下からされたままの石油は「原油」とよばれ、真っ黒でドロドロとした液体えきたいです。

 

この原油を、精製せいせいプラントで加熱かねつ蒸留じょうりゅうすると、蒸気じょうきになります。その蒸気をやしていくと、ガソリンや灯油とうゆ、軽油といった、さまざまな成分せいぶんの油に分離ぶんりされます。

 

その一つが「ナフサ」という油です。このナフサが、プラスチックの原料となります。

ポリスチレンの作り方

ナフサは液体えきたいですが、800℃以上いじょうの高温のの中に送りこむと、「ねつ分解ぶんかい反応はんのう」という反応を起こします。

 

すると、「エチレン」や「プロピレン」などさまざまなモノマーや、ベンゼンなどの化合物が作られます。

 

次に、ナフサからできたエチレンとベンゼンを化学反応させると、エチルベンゼンという物質ができます。

 

そしてエチルベンゼンから水素すいそのぞくと、スチレンというモノマーができあがります。

 

そしてスチレンを重合すると、ポリスチレンができあがります。

ポリスチレンにはどんな特徴(とくちょう)があるの?

プラスチック画像

ポリスチレンのいちばんの特徴は、加工かこうがしやすく、形の再現性さいげんせいいということです。そのため、食品容器ようきや電気製品せいひんなどさまざまな用途ようとで、幅広はばひろく使用されています。

 

ただし、常用じょうよう耐熱たいねつ温度(短時間たえる温度)は70〜90℃と、ねつにはあまり強くありません。

 

プラスチック素材そざいの中には、ポリエチレンのように接着性せっちゃくせいが悪いものもあります。しかしポリスチレンはポリエチレンとちがい、接着性は高いといえます。

 

それは、プラ板やプラモデルの材料ざいりょうにポリスチレンが使われることが多いことからもわかるでしょう。

 

ポリスチレンには、ポリスチレンをそのまま使った「汎用はんようポリスチレン」と、発泡はっぽう成形せいけいされ断熱だんねつ保温性ほおんせいにすぐれた「発泡ポリスチレン(発泡スチロール)」があります。

それぞれのポリスチレンの特徴をみてみましょう。

ポリスチレンのおもな特徴とくちょう

名前汎用(はんよう)ポリスチレン発泡(はっぽう)ポリスチレン
おもな特徴

透明とうめい剛性ごうせいがあるGPグレードと、にゅう白色はくしょくたい衝撃性しょうげきせいをもつHIグレードがある

・着色がしやすい

・電気を通さない(絶縁性ぜつえんせい

・水にしず

・軽くて剛性がある

断熱 だんねつ 保温性 ほおんせい すぐ れている

・水に

ポリスチレンにはどんな製品(せいひん)に使われている?

プラスチック画像

ポリスチレンは、安全な食品包装ほうそう材料ざいりょうとして各国かっこくで使用がみとめられています。日本では、ポリスチレンの60%が、食品包装の用途ようとで使われています。

 

ポリスチレンは食品の包装やカップめんの容器ようき、工業用の部材ぶざいなど、わたくしたちの身近な製品に使われていますが、毒性どくせいの問題はないので、安心して使うことができます。

 

またそのほか、CDケースなどにも使われています。

ポリスチレンが使われているおもな製品せいひん

名前汎用(はんよう)ポリスチレン発泡(はっぽう)ポリスチレン
おもな特徴

・OA機器ききやテレビのハウジング

・CDケース

・食品容器ようき

・プラ板

・プラモデル

など

梱包こんぽう緩衝材かんしょうざい

・食品包装ほうそう材料

・魚箱(トロ箱)

・食品用トレイ

・カップめん容器

・たたみのしん

など

ポリスチレンのリサイクル

プラスチックは、かぎりある資源しげんである石油から作られています。また、プラスチックは自然界しぜんかい分解ぶんかいされず、ゴミとして自然界に出てしまうと、環境かんきょう破壊はかいにつながります。

 

使い終わったプラスチックを、資源として再利用さいりようすることは、わたしたちの未来みらいらしを守るために非常ひじょうに大切なことです。

プラスチックのリサイクルの現状(げんじょう)

(はい)プラスチックの中のポリスチレンの割合(わりあい)

2022年の国内の廃プラスチック排出はいしゅつりょうは、823万トンでした。

 

このうち、ポリスチレンは97万トンをしめています。これは、廃プラスチックの約12%にのぼります。

廃プラ排出量の表

(はい)プラスチックは3つの方法(ほうほう)でリサイクルされる

廃プラスチックのリサイクル方法は、新しいプラスチック製品せいひん再生品さいせいひん)の原料げんりょうとして利用りようされる「マテリアルリサイクル」、化学技術ぎじゅつによって製品の原料げんりょうにしたり燃料ねんりょうえる「ケミカルリサイクル」、そしてマテリアルリサイクルもケミカルリサイクルもできないプラスチックをやしてねつエネルギーとして利用する「サーマルリサイクル」の3種類しゅるいがあります。

 

廃プラスチックの有効ゆうこう利用率りようりつ(3つのリサイクルの合計)は、2022年で87%となっています。

ポリスチレンとマテリアルリサイクル

上の図からもわかるとおり、2022年に排出はいしゅつされた廃プラスチックのうち、180万トンがマテリアルリサイクルされました。

 

その内訳うちわけを見てみると、もっとも多くマテリアルリサイクルされているのは指定ペットボトル用のポリエチレンテレフタレート(PET樹脂じゅし)で、53万トン(約30%)です。

 

ポリスチレン類は15万トン(約8%)がマテリアルリサイクルされています。

リサイクル比率

リサイクルで(わたし)たちにできること

プラスチックのリサイクルは、リサイクル業者の人たちが行うことで、私たちは直接ちょくせつ、プラスチックのリサイクルをすることはできません。

 

しかし、リサイクルの手助けをすることはできます。それは、使い終わったプラスチックは、住んでいるまちの分別ルールを守って、正しくごみ出しをしましょう。

 

リサイクルされたプラスチックは、さまざまな形で、また私たちの役に立ってくれます。

(はい)プラスチックの分別は「識別(しきべつ)マーク」を参考(さんこう)

ポリスチレンは、さまざまなプラスチック製品せいひんで使われています。そのためかならずしも、すべてのポリスチレン製品が資源しげんとしてリサイクルできるわけではありません。

 

リサイクルできるプラスチック製品には、容器ようき包装ほうそうリサイクルほうにのっとって、識別しきべつマークがついています。

 

代表てきな識別マークは、ペットボトルの「PET」、ペットボトルをのぞくプラスチック製容器包装の「プラ」です。

 

リサイクルできるポリエチレンのプラスチック製品には、「プラ」の識別マークがあります。

 

この識別マークが付いているときは、プラスチック製容器包装としてごみ分別し、資源として出しましょう。

 

ちなみに、100%ポリスチレンでできているプラスチック製品には、「プラ」の識別マークの下に小さく「PS」と記入されていることがあります。

写真のペットボトルでは、ボトル本体がポリエチレンテレフタレート(PET)で、キャップがポリエチレン(PE)。そして、ラベルがポリスチレン(PS)でできていることがわかります。

 

本体はペットボトルとして資源に出し、ポリエチレンのキャップとラベルのポリスチレンは「プラ」の識別マークがついているので、プラスチック製容器包装として資源で出すことができます。

 

ごみや資源の分別ルールは、住んでいるまちによってことなります。

 

はいプラスチックをごみや資源として分別するときは、まちで出されている「家庭ごみ・資源の分別早見表」などを見て、キチンと確認かくにんするようにしましょう。

まとめ

今回は、プラスチックのポピュラーな種類しゅるいの一つ、ポリスチレンについて学びました。

おなじみの発泡はっぽうスチロールや、CDケースなど、さまざまなプラスチック製品せいひんにポリスチレンは使われています。

ポリスチレンをはじめとしたプラスチックが、わたしたちのらしを便利べんりにしてくれていることを、この記事で知っていただけるとうれしいです。

そして、プラスチック製品は大切に使い、使い終わったものは住んでいるまちの分別ルールを守って、正しくごみ出しをしましょう。

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