Was ist Polystyrol?
Polystyrol ist eine Polymerverbindung, die durch Polymerisation von Styrol gewonnen wird, das chemisch aus Rohöl oder Naphtha synthetisiert wird.
Es wird auch als Polystyrol oder Styrolharz bezeichnet. Polystyrol wurde erstmals in den 1930er Jahren in Deutschland industriell hergestellt. Später wurde es auch in den USA industriell hergestellt, doch kam die Produktion eine Zeit lang zum Stillstand, da sich das Land mitten im Zweiten Weltkrieg befand.
Erst nach dem Krieg wurde die Produktion wieder aufgenommen.
Anwendungen von Polystyrol
Polystyrol ist ein vielseitiger Kunststoff mit einer breiten Palette von Verwendungsmöglichkeiten. Hierzu zählen Kunststoffteile in Haushaltsgeräten, Lebensmittelverpackungen, Briefhüllen, Computergehäuse, CD-Hüllen, Kugelschreiberschäfte und andere Gegenstände, die eine hohe Transparenz und Steifigkeit erfordern, sowie Diffusions- und Lichtleiterplatten für LCD-Displays. Das Anwendungsspektrum ist breit gefächert.
Geschäumtes Polystyrol, dem ein Treibmittel zugesetzt wird, lässt sich während des Formprozesses leicht aufschäumen und wird für Gegenstände verwendet, die seine wärmeisolierenden Eigenschaften nutzen, wie z. B. Nudelbehälter, Lunchboxen und Behälter für Fertiggerichte in Supermärkten sowie Dämmstoffe für Baumaterialien.
Arten von Polystyrol
Zu den Polystyrolarten gehören Polystyrol für allgemeine Zwecke, geschäumtes Polystyrol, schlagfestes Polystyrol und biaxial orientierte Polystyrolplatten.
1. Allzweck-Polystyrol
Polystyrol für allgemeine Verwendungszwecke wird ausschließlich aus Styrol hergestellt und wird aufgrund seines niedrigen Preises und seiner ausgewogenen physikalischen Eigenschaften in vielen Bereichen eingesetzt. Es hat eine ausgezeichnete Transparenz, eine gute Maßhaltigkeit und lässt sich leicht einfärben. Da Styrol der einzige Rohstoff ist, ist es ein leicht recycelbares Material.
Auf der anderen Seite hat es Schwächen wie eine im Vergleich zu anderen Kunststoffen niedrigere Hitzebeständigkeit von 60-80°C, geringe Schlagzähigkeit, hohe Säure- und Laugenbeständigkeit, aber geringe Ölbeständigkeit.
2. Geschäumtes Polystyrol
Expandiertes Polystyrol ist ein Material, das aufschäumt und sich ausdehnt, wenn es bei der Formung des Endprodukts erhitzt wird. Es ist besser bekannt als expandiertes Polystyrol. Bei der Herstellung von Polystyrol wird dem Rohmaterial ein Schaumstoff zugesetzt, der es beim Erhitzen während des Formprozesses zum Schäumen bringt. Als Schaumstoff hat es hohe Wärmedämmeigenschaften und ist leicht, so dass es in allen Bereichen des täglichen Bedarfs und als Baumaterial weit verbreitet ist.
3. Schlagfestes Polystyrol
Schlagfestes Polystyrol verbessert die Schlagzähigkeit von allgemeinem Polystyrol durch Zugabe von Gummibestandteilen wie Polybutadien während der Polymerisation von Polystyrol. Die Schlagzähigkeit ist zwar 5-10 Mal höher als die von herkömmlichem Polystyrol, aber es gibt auch Nachteile wie geringere Steifigkeit und Transparenz. Die Formbarkeit und die chemische Beständigkeit entsprechen denen von Polystyrol für den allgemeinen Gebrauch.
Mischungen dieses schlagfesten Polystyrols mit allgemeinem Polystyrol weisen Eigenschaften auf, die zwischen diesen beiden liegen, und es gibt eine Vielzahl von Typen.
4. Biaxial orientierte Polystyrolplatten
Biaxial verstreckte Polystyrolplatten werden durch weiteres Verstrecken von extrudierten Polystyrolplatten in Längs- und Querrichtung hergestellt. Die biaxiale Streckung führt zu einer molekularen Orientierung, die die Festigkeit und Schlagzähigkeit verbessert, ohne die Transparenz und chemische Beständigkeit zu beeinträchtigen. Es wird hauptsächlich als Verpackungsmaterial für Lebensmittel verwendet, z. B. als transparente Deckel für Lunchpakete in Supermärkten und Lebensmittelgeschäften.
Weitere Informationen über Polystyrol
Herstellungsverfahren für Polystyrol
Zu den industriellen Herstellungsverfahren für Polystyrol gehören die Massenpolymerisation, Lösungspolymerisation, Emulsionspolymerisation und Suspensionspolymerisation. Das Rohmaterial Styrol wird durch thermische Synthese von Benzol und Ethylen gewonnen.
1. Die Massenpolymerisationsmethode
Bei dieser Methode wird dem Styrolmonomer ein Polymerisationsinitiator zugesetzt, das dann erhitzt und in seiner ursprünglichen Form polymerisiert wird.
2. Lösungspolymerisationsverfahren
Das Styrolmonomer wird in einem reaktionsinerten organischen Lösungsmittel gelöst, ein Polymerisationsinitiator wird zugesetzt und die Polymerisation wird erhitzt.
3. Emulsionspolymerisationsverfahren
Bei dieser Methode werden Styrolmonomer, Tensid, wasserlöslicher Polymerisationsinitiator und Wasser gemischt und in Wasser emulgiert, das dann zur Polymerisation erhitzt wird.
4. Suspensionspolymerisationsverfahren
Bei dieser Methode werden Styrolmonomer, Suspensionsstabilisator, Polymerisationsinitiator und Wasser gemischt und das Gemisch in Suspension in Wasser erhitzt und polymerisiert.