Polystyrol

keine

Strukturformel
Polystyrene.png
Allgemeines
Name	Polystyrol
Andere Namen	Styropor, Styrodur, PS-E
Summenformel	(C₈H₈)_n
CAS-Nummer	9003-53-6
Kurzbeschreibung	amorpher, transparenter Thermoplast · Polymer
Eigenschaften
Molmasse	104,15 g/mol
Aggregatzustand	fest
Dichte	1050 kg/m³
elektrische Leitfähigkeit (σ)	10^-16 S/m
Wärmeleitfähigkeit	0,08 W·m^-1·K^-1
Sicherheitshinweise
Gefahrensymbole

R- und S-Sätze	keine
Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet. Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen.

Polystyrol (Kurzzeichen PS, gelegentlich auch Polystyren genannt) ist ein amorpher, transparenter Thermoplast. Es ist ein weit verbreiteter Kunststoff, der in vielen Bereichen des täglichen Lebens zum Einsatz kommt.

Polystyrol wird entweder als thermoplastisch verarbeitbarer Werkstoff oder als Schaumstoff eingesetzt. Bekannte Handelsnamen für Polystyrol sind Luran, Lustron, Styropor, Styrodur, Styroflex und Sagex (letzterer in der Schweiz).

Eigenschaften

Polystyrol ist gegen Laugen und Mineralsäuren beständig, gegenüber Benzin, Keton und Aldehyden nicht, außerdem ist es UV-empfindlich. Die Dichte von solidem Polystyrol liegt zwischen 1,04 und 1,09 g/cm³, aufgeschäumtes Polystyrol hat eine Dichte zwischen 0,02 und 0,06 g/cm³.

Polystyrol ist glasklar, hart, spröde und formstabil. Polystyrol ist gegenüber wässrigen Lösungen gut beständig. PS ist jedoch gering beständig gegenüber Lösungsmitteln.

Solides Polystyrol ist hart und schlagempfindlich. Es erzeugt spröden Klang beim Beklopfen (Butterdosen), ist glasklar, in allen Farben einfärbbar und nicht alterungsbeständig (Rissbildung). Es ist wenig wärmebeständig und nur bedingt bis 70 °C einsetzbar. Aufgrund beschleunigter Alterung sollte Polystyrol aber nicht über 55 °C erhitzt werden. Die Kristallitschmelze beginnt bei 90 °C.

Polystyrol verbrennt mit leuchtend gelber, stark rußender Flamme und einem blumigen, süßlichen Geruch nach Benzol. Die Dämpfe sollten nicht eingeatmet werden, sie sind möglicherweise gesundheitsschädlich, weil sie neben anderen Zersetzungsprodukten auch Styrol enthalten können (siehe auch: Physiologische Wirkung).

Geschäumtes Polystyrol hat im Vergleich zu solidem Polystyrol eine geringere mechanische Festigkeit und Elastizität. Es ist weiß und undurchsichtig und hat eine sehr geringe Wärmeleitfähigkeit. Um große Mengen Schaumpolystyrol zu zersetzen, benötigt man nur wenig Aceton. Das Aceton setzt bei dem aufgeschäumten Stoff das eingeschlossene Treibgas wieder frei.

Solides Polystyrol neigt sehr stark zur Spannungsrissbildung.

Physiologische Wirkung

Thermoplastisches Polystyrol ist physiologisch unbedenklich und auch für Lebensmittelverpackungen uneingeschränkt zugelassen.

Beständigkeit gegen Chemikalien

Die chemische Beständigkeit von Polystyrol ist temperaturabhängig. Nachfolgend ist eine grobe Charakterisierung der Beständigkeit gegen einige wichtige Klassen von Chemikalien bei Raumtemperatur angegeben:

Stoffklasse	Beständigkeit
Aldehyde	*
aliphatische Alkohole	***
Ester	*
Ether	*
Ketone	*
Kohlenwasserstoffe aliphatisch	*
Kohlenwasserstoffe aromatisch	*
Laugen	***
Oxidationsmittel	*
schwache Säuren	**
starke Säuren	**

"*" = schlechte bis gar keine Beständigkeit gegen die Stoffklasse (schon einmalige, kurzzeitige Exposition kann das Material schädigen)

"**" = gute/eingeschränkte Beständigkeit gegen die Stoffklasse (Material ist für eine eingeschränkte Zeit beständig und wird u.U. nur reversibel geschädigt)

"***" = gute Beständigkeit gegen die die Stoffklasse (auch lange Exposition fügt dem Material keinen Schaden zu

Typen – Herstellung und Verarbeitung

Polystyrol wird durch Polymerisation des Monomers Styrol gewonnen, welches außergewöhnliche Polymerisationseigenschaften aufweist.

Polystyrol kann vollständig recycled werden.

Schaumstoffe

Schaumpolystyrol ist besonders unter dem Handelsnamen Styropor (® BASF) bekannt geworden. Seit den 1990er Jahren nimmt der IVH (Industrieverband Hartschaum e. V.) die Rechte am Namen Styropor wahr. Nur die Hersteller von PS-E (Expandierter Polystyrol-Hartschaum) dürfen danach ihr Material Styropor nennen. Diese Hersteller unterwerfen sich den besonderen Qualitätsanforderungen des IVH.

Je nach Herstellungsart wird zwischen dem eher grobporigen PS-E, z. B. Styropor (® BASF), und dem feinporigeren XPS (Extrudierter Polystyrol-Hartschaum), z. B. Styrodur (® BASF) unterschieden. XPS wird aufgrund seiner hohen Druckfestigkeit und geringen Wasseraufnahme beispielsweise bei der Dämmung von Gebäuden gegen Erdreich eingesetzt.

Charakteristisch für PS-E ist der Aufbau aus etwa 2-3 mm großen, zusammengebackenen Schaumkugeln, die z. B. beim Brechen einer Polystyrolplatte deutlich zu Tage treten.

Folien und Platten

Für Verpackungszwecke werden auch transparente Folien aus Polystyrol hergestellt. Folien und Platten werden durch Extrusion hergestellt.

Verwendung

In der Elektrotechnik wird Polystyrol wegen der guten Isolationseigenschaft verwendet. Außer der Isolation von Kabel wird es zur Herstellung von Schaltern, Spulenkörpern und Gehäusen für Elektrogeräte verwendet. Polystyrol wird für Massenartikel, im Bauwesen als Dämmstoff, als Modell und Kulissenbau, Feinwerktechnik, Schaugläser und für Feststoffrettungswesten verwendet. Als Lebensmittelverpackung ist Schaumpolystyrol uneingeschränkt zugelassen, zum Beispiel in Joghurtbechern, Blister-Verpackungen etc.

Geschäumtes Polystyrol wird als schockdämpfendes Verpackungsmaterial oder zur Wärmedämmung für Gebäude eingesetzt.

Da Schaumpolystyrol sehr gut mit einer Thermosäge geschnitten werden kann, und zugleich sehr preiswert ist, hat es sich als Baumaterial im (Architektur-)modellbau etabliert.

Polystyrol ist auch einer der Grundstoffe von Napalm-B, welches in Brandbomben Verwendung findet.

Gereckte Polystyrolfolie (Handelsnamen: Styroflex, Trolitul) wird zusammen mit Aluminium- oder Zinnfolie zur Herstellung von Kondensatoren für die Hochfrequenztechnik verwendet.

Weblinks

Kunststoff | Schaum

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