PS / Polystyrol

Styropor ist ein bekannter Produktname von Polystyrol in expandierter Form. Es ist jedermann als Verpackungsmaterial in Formteilen oder als Chips sowie als Dämmstoff in der Bauindustrie bekannt. Umgangssprachlich wird der Begriff Styropor auch für die Polystyrolschäume anderer Hersteller eingesetzt. Polystyrol ist ein transparenter Thermoplast, der beim Schäumen weiß wird. Durch Extrusion lässt sich aus Polystyrol auch Schaumstoff und Folie herstellen. Polystyrol wird durch Polymerisation aus Styrol hergestellt, einem ungesättigten, aromatischen Kohlenwasserstoff. Die Kurzbezeichnung für Polystyrol ist PS. Expandiertes Polystyrol, also Styropor und ähnliche Produkte anderer Hersteller, wird als EPS bezeichnet. Extrudiertes Polystyrol ist unter der Bezeichnung XPS bekannt.

Unmodifiziertes Polystyrol ist hart, spröde und durchlässig für Wasserdampf und Sauerstoff. Das expandierte Material verfügt über sehr geringe Wärmeleitfähigkeit. Diese Eigenschaft wird beim Einsatz als Dämmstoff im Bauhandwerk genutzt. Polystyrol ist gegenüber Laugen und Säuren gut beständig, auch gegenüber heißem Wasser und Kühlmittel. Von Benzin und anderen Lösungsmitteln wird es aber angegriffen. Auch UV-Einstrahlung schädigt das Material. Unter Lichteinwirkung versprödet Polystyrol, es treten Spannungsrisse auf, schließlich verrottet das Material. Das Verschweißen ist mit Hilfe von Methylenchlorid möglich. Der Hilfsstoff löst Polystyrol an und unter Druck werden Polystyrolteile fast nahtlos miteinander verbunden.

In expandierbares Polystyrol wird während des Polymerisationsprozesses Gas eingeschlossen. In Form von kleinen Kügelchen wird es an Hersteller ausgeliefert. Bei der Herstellung von EPS für Formteile, Dämmchips oder Dämmplatten werden die Kügelchen unter Wasserdampfeinfluss auf über 100° Celsius erwärmt. Das in den Kügelchen verschlossene Gas expandiert und der Kunststoff bläht sich auf. Dabei erweichen auch die Ränder der Gasblasen und verschmelzen miteinander. In eine Form eingebracht, entsteht so ein Festkörper, der ganz unterschiedlich geformt sein kann. Einfache rechteckige Formen aus denen Dämmplatten geschnitten werden, sind ebenso möglich wie komplexe geometrische Formen. Die Dichte des Polystyrols kann im Produktionsprozess gesteuert werden. So liegt sie für Dämmplatten bei ca. 15 kg/m³, während kompakteres Material beispielsweise für die Dämpfung in einem Fahrrad- oder Skihelm bei ca. 90 kg/m³ liegt.

Auch durch Extrusion kann unter Zuführung von Wärme und einem Treibmittel ein Polystyrolschaum hergestellt werden. Der durch eine definierte Öffnung ausgeschobene XPS-Hartschaum ist homogen, feinporig und besitzt meist eine geschlossene Oberfläche sowie eine geschlossenzellige Struktur. Das führt dazu, dass XPS-Hartschaum gegenüber Wasser und Wasserdampf als dicht eingestuft wird. Das Material nimmt nur eine geringe Wassermenge auf. Es liegt in vielen Farben vor und wird in den meisten Produktnamen durch ein angehängtes XPS als extrudiertes Polystyrolmaterial gekennzeichnet. Beispiele sind rosafarbene Austrotherm XPS oder gelbes URSA XPS. Aber auch Produktnamen ohne das Kürzel kommen vor wie Styrodur von BASF in der Farbe Grün oder lilafarbenes Jackodur von JACKON Insulation.

Für den Einsatz im Baubereich wird geschäumtes Polystyrol an die jeweilige Verwendung angepasst. Platten, die zur Wärmedämmung eingesetzt werden, müssen schwer entflammbar ausgerüstet sein. Der Dämmwert ist umso höher, je leichter und feinporiger das Dämmmaterial ist. Durch Versetzen mit Graphit kann die Wärmeleitfähigkeit noch weiter herabgesetzt und der Dämmwert dadurch erhöht werden. Solche Dämmplatten sind grau. Für die Trittschalldämmung muss das Material elastisch sein und Schwingungen aufnehmen können. Für die Dämmung von Fundamenten oder Kellerwänden von außen, bei denen das Dämmmaterial mit Feuchtigkeit in Berührung kommt, werden Dämmplatten mit besonders geringer Wasseraufnahme eingesetzt. So bleibt der Dämmwert auch in feuchter Umgebung hoch.

Transparente Polystyrolfolie findet vor allem in der Lebensmittelverpackung, aber auch in der gesamten Verpackungsindustrie Verwendung. Die Folie ist geruchlos, geschmacksneutral und chemikalienbeständig. Sie ist gesundheitlich unbedenklich und wird zum Beispiel in der Lebensmittelindustrie als Trennfolie zwischen Wurst-, oder Käsescheiben verwendet. Polystyrolfolie hat eine hohe Eigensteifigkeit und verfügt deswegen über eine eine sehr gute Planlage. Sie ist gut stanzbar, Schnittkanten splittern nicht und fransen nicht aus. So kann die Verunreinigung verpackter Lebensmittel durch Splitter- oder Faserteile aus der Folie ausgeschlossen werden. Geformte Schalen aus EPS oder XPS werden auch für die Verpackung von Fleisch- oder Wurstwaren verwendet. Ebenso im Bereich von To-Go-Verpackungen und Menüboxen für gelieferte oder im Restaurant mitgenommene, warme Speisen.

Gereckte Polystyrolfolie findet auch in der Elektrotechnik Anwendung, zum Beispiel als Isolierfolie bei der Herstellung von Kondensatoren oder Kabeln. Polystyrolfolien haben eine geringe Feuchtigkeitsaufnahme. Sie sind warm verformbar und Druckfarben und Klebstoffe haften gut auf der Folie. Verschiedene Klebebänder werden deswegen auf Polystyrolgrundlage gefertigt. Polystyrolfolie verfügt über eine sehr gute Lichtdurchlässigkeit, die Oberfläche ist sehr glatt. In Briefkuverts mit Sichtfenster wird Polystyrolfolie als Fensterfolie eingesetzt.

Im Bereich Lebensmittelverpackung und Sichtfensterfolien gibt es verschiedene Alternativen zu Polystyrolfolie. Da ist einerseits das sehr vielfältig einsetzbare BOPET-Material, das es in den verschiedensten Ausführungen gibt. Aber auch Folien aus PLA (Polymilchsäure) oder CDA (Cellulosediacetat) sind lebensmittelecht und können für verschiedene Bereiche als Alternativen zu Polystyrolfolien eingesetzt werden. Vorteil der letzten beiden Alternativen ist ihre Kompostierbarkeit und die Herstellung aus nachwachsenden Rohstoffen. Um die hohe Steifigkeit von Polystyrolfolie zu erreichen, müssen die alternativ verwendeten Folien dementsprechend ausgerüstet werden.