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PS / Polystyrol

Polystyrol oder PS ist vielfältig einsetzbar

Polystyrol ist ein transparenter Werkstoff, der in geschäumtem Zustand weiß wird und zu den Thermoplasten zählt. Expandiertes Polystyrol ist als meist weißes Dämmmaterial oder Verpackungsmaterial unter dem Produktnamen Styropor bekannt. In extrudierter Form werden Schaumstoffe daraus hergestellt. Es besitzt eine hohe Steifigkeit und Härte, ist wegen seiner geringen Zähigkeit bei Schlagbeanspruchung aber bruchempfindlich. Das Material lässt sich problemlos kleben und ist dimensionsstabil. Es enthält keine Weichmacher oder anderen Additive. Als Folie ist es in verschiedenen Varianten erhältlich, die je nach Einsatzgebiet modifiziert werden können.

Taktizität von Polystyrol

Mit der Taktizität wird bei Polystyrolen die Stellung der Phenylgruppe (C6H5) bezeichnet. Beim ataktischen Standardpolystyrol sind die Phenylgruppen unregelmäßig angeordnet. Syndiotaktische Polystyrole verfügen auf beiden Seiten der Kette über regelmäßig angeordnete Phenylgruppen. Und bei den isotaktischen Polystyrolen sind die Phenylgruppen regelmäßig angeordnet und in eine Richtung ausgerichtet. Die Taktizität wirkt sich auf die physikalischen Eigenschaften des Polystyrols aus. So ist zum Beispiel isotaktisches PS wegen seiner geringen Kristallisationsgeschwindigkeit für die industrielle Verarbeitung nicht interessant, syndiotaktisches wird bei einigen Spezialanwendungen eingesetzt, während ataktisches Polystyrol ein kostengünstiger Kunststoff mit breitem Einsatzbereich ist.

Physikalische und chemische Eigenschaften von PS

Das harte und spröde Material aus unmodifizierten Polystyrolen ist durchlässig für Sauerstoff und Wasserdampf. Expandiert hat es eine sehr geringe Wärmeleitfähigkeit, was seinen Einsatz als Dämmstoff im Bauhandwerk erklärt.
Gegenüber Laugen und Säuren ist PS gut beständig, ebenso gegenüber heißem Wasser und Kühlmittel. Von Lösungsmitteln wie Benzin wird es aber angegriffen. Außerdem ist es empfindlich gegen UV-Einstrahlung. Bei Lichteinwirkung versprödet es, bekommt Spannungsrisse und verrottet schließlich. Beim Verschweißen mit Hilfe von Methylenchlorid wird es angelöst und unter Druck fast nahtlos verbunden.

Die Herstellung von Polystyrol

Polystyrole werden durch Polymerisation des ungesättigten, aromatischen Kohlenwasserstoffs Styrol gewonnen. Dabei wird wie auch bei Polyvinylchlorid (PVC), Polyethylen (PE) und Polypropylen (PP) eine Kettenpolymerisation ausgelöst. Styrol wird durch Dehydrierung aus Ethylbenzol gewonnen.
Extrudierbares Polystyrol wird als Granulat an Verarbeiter geliefert und trägt die Bezeichnung XPS. Es wird zu diversen Kunststoffteilen oder Behältern, zum Beispiel Lebensmittelverpackungen verarbeitet. Unter der Bezeichnung EPS wird expandierbares Polystyrol als Granulat geliefert. Die Granulatkügelchen werden während der Polymerisation mit Gaseinschlüssen ausgestattet. Beim Verarbeiter wird dieses EPS-Granulat durch Wasserdampf auf über 100 °C erwärmt. Das Gas im Granulat expandiert, während die Blasen weich werden und verschmelzen. Beim Abkühlen entsteht ein sehr leichter, fest geformter Körper.

Verarbeitung und Einsatzgebiete von Polystyrolfolie

Polystyrolfolie ist transparent und findet vor allem in der Verpackungsindustrie Verwendung. Gereckte Polystyrolfolie wird auch in der Elektrotechnik angewendet, etwa bei der Herstellung von Kondensatoren. Druckfarben und Klebstoffe haften gut an Polystyrolfolien und sie zeichnen sich durch eine sehr geringe Feuchtigkeitsaufnahme aus. Polystyrolfolie ist warm verformbar und gesundheitlich unbedenklich. Die Oberfläche ist sehr glatt und die Folie verfügt über eine sehr gute Lichtdurchlässigkeit. Die Folie ist chemikalienbeständig und gut stanzbar. Sie wird in der Lebensmittelindustrie zum Beispiel als Trennfolie zwischen Wurst-, Käse- oder Fleischscheiben verwendet, weil sie als geruchlose und geschmacksneutrale Folie über hohe Eigensteifigkeit und, daraus resultierend, eine sehr gute Planlage verfügt. Schnittkanten fransen nicht aus und splittern nicht, so dass eine Verunreinigung verpackter Lebensmittel ausgeschlossen ist. Auch als Fensterfolien für Briefkuverts und Isolierfolie für Kabel wird Polystyrolfolie eingesetzt.

Anwendungsbereiche von EPS

Geschäumtes Polystyrol kennt jeder Mann und jede Frau von den Formteilen in der Verpackungsindustrie. Vom Computerbildschirm bis zu Waschmaschine werden Geräte, die gut geschützt transportiert werden sollen, in Styropor verpackt. Dabei wird der Produktname Styropor auch für EPS-Schäume anderer Hersteller verwendet. Neben der Verpackungsindustrie wird EPS auch im Bauwesen und in der Modellschreinerei sowie im hobbymäßigen Modellbau breit eingesetzt. Hartschaum aus PS lässt sich aber nicht nur durch das oben beschriebene Verfahren aus expandierbarem Granulat herstellen, sondern auch durch eine spezielle Art der Extrusion. Dabei wird Polystyrolgranulat zusammen mit einem Treibmitel unter Wärmezufuhr aufgeschäumt und wie beim Extrudieren üblich durch eine Öffnung gepresst. So entsteht ein XPS-Hartschaum, der feinporig und homogen ist und zudem eine geschlossene Oberfläche besitzt. Er ist dadurch dicht gegenüber Luft und Wasser und wird deswegen häufig im Bauwesen verwendet.

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