Polystyrol
Polystyrol (skr. PS) ist ein Polymer, der durch Polymerisation Styrols (Vinylbenzol) entsteht. Er ist sehr verbreitet, aufgrund seiner Wärmeisolationseigenschaften und Schutzfunktion wird er als Wärmedämmung und Verpackungsmaterial verwendet. Er gehört in die Gruppe der Polyolefine. Wir unterscheiden zwei Grundarten von Polystyrol — den standardmäßigen thermoplastischen Polystyrol (schwer) und geschäumten Polystyrol (leicht).
Polystyrol wird unter mehreren Namen verkauft: Luran, Lustron, Styropor, Styrodur, Styroflex und Sagex.
Geschichte
Polystyrol wurde erstmals zufällig im Jahr 1839 vom deutschen Apotheker Eduard Simon hergestellt. Bei der Destillation von Styrax (Harz des Ostlichen Ambrosiabäumes — Liquidambar orientalis) erhielt er eine ölartige Flüssigkeit, die er Styrol nannte. Einige Tage später stellte Simon fest, dass das Öl gelierte. Er vermutete, dass es sich um Oxidation des Styrols durch Sauerstoff handelte, und nannte die feste Substanz Styroloxid. Im Jahr 1845 stellten jedoch der englische Chemiker John Blyth und der deutsche Chemiker August Wilhelm von Hofmann fest, dass dieselbe Umwandlung von Styrol auch ohne Sauerstoff stattfindet und nannten das Produkt Metastyrol. Spätere Analysen zeigten, dass Metastyrol und Styroloxid identische Verbindungen sind. Im Jahr 1866 stellte Marcelin Berthelot richtig fest, dass Metastyrol durch Polymerisation aus Styrol entsteht.
Später stellte sich heraus, dass bereits das Erwärmen von Styrol eine Kettenreaktion auslöst, deren Produkt eine makromolekulare Substanz ist. Dies führte zur heutigen Bezeichnung der Verbindung — Polystyrol. Das deutsche Unternehmen IG Farben begann mit der Produktion von Polystyrol um das Jahr 1931.
Eigenschaften[bearbeiten | Quelle bearbeiten]
Polystyrol ist transparent, hart und gleichzeitig sehr spröde. Es ist nicht beständig gegen Benzin, Ketone (z. B. Aceton) und Aldehyde (Polystyrol ist generell wenig beständig gegen organische Lösungsmittel). Darüber hinaus ist es relativ empfindlich gegenüber UV-Strahlung. Dichte des Standardpolystyrols liegt zwischen 1,04 und 1,09 g/cm³. Beim geschäumten Polystyrol, bei dem der größte Teil des Volumens Luft ist, beträgt sie nur 0,02 bis 0,06 g/cm³.
Standardpolystyrol ist hart, stoßempfindlich und seine Eigenschaften verschlechtern sich im Laufe der Zeit und unter Wettereinflüssen schnell (es wird spröde, es entstehen viele Risse). Die Temperaturbeständigkeit ist ebenfalls sehr gering — es ist bis 70 °C verwendbar, aufgrund der schnellen Alterung wird es jedoch nur bis 55 °C verwendet. Kristallmehlung beginnt bereits bei 90 °C, Glasübergang bei 95 °C.
Polystyrol brennt mit einem gelben, sehr rauchenden Flammen, begleitet von einem süßlichen Geruch nach Benzol. Die Verbrennungsprodukte sind bei Einatmen gesundheitsschädlich.
Geschäumtes Polystyrol hat im Vergleich zum klassischen Polystyrol noch geringere mechanische Festigkeit und Elastizität. Es ist weiß, undurchsichtig und zeichnet sich durch eine sehr geringe Wärmeleitfähigkeit und Dichte aus.