Polystyrol

Strukturformel des Styrolmonomers

Polystyrol (kurz PS, gelegentlich auch Polystyren genannt) 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 geschäumtes Polystyrol sind Styropor und Styrodur.

Solides (thermoplastisches) Polystyrol

Bei diesen Werkstoffen unterscheidet man Standard-Polystyrol von schlagzähem Polystyrol.

Standard-Polystyrol (GPPS = General Purpose Polystyrene) ist hochtransparent, sehr steif, aber spröde. Bekannt ist es z. B. von CD-Boxen.

Schlagzähes Polystyrol (HIPS = High Impact Polystyrene) ist nicht transparent, sondern opak und zeichnet sich durch hohe Schlagfestigkeit aus. Bekannt ist es als Gehäusewerkstoff (Telefone, Drucker, Fernsehgehäuse etc.) oder von Spielzeugen (z. B. Lego).

Eigenschaften

Polystyrol ist sehr gut spritzbar, schweißbar und klebwillig.

Solides Polystyrol neigt sehr stark zur Spannungsrissbildung.

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 ist gegen Laugen und Mineralsäuren beständig, gegenüber Benzin und Keton nicht, außerdem ist es UV-empfindlich.

Polystyrol kann vollständig recycled werden.

Physiologische Wirkung

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

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.

Polystyrol entwickelt beim Verbrennen stechend riechende Dämpfe, die aber nicht giftig sind. 1967 wurden in der staatlichen Versuchsanstalt Wien Versuchstiere den Verschwelungsgasen von Holz, Filz, Leder, Kork, Schafwolle und verschiedenen Typen von Polystyrol-Hartschaum ausgesetzt. Ergebnis: Polystyrol-Hartschaum war das einzige Material, bei dem alle Versuchstiere überlebten.

Verwendung

Polystyrol wird für Massenartikel, im Bauwesen als Dämmstoff, als Modell und Kulissenbau, Feinwerk- und Elektrotechnik, Schaugläser, Spulenkörper und für Feststoffrettungswesten verwendet. Als Lebensmittelverpackung ist Schaumpolystyrol uneingeschränkt zugelassen, zum Beispiel in Joghurtbecher, Blister-Verpackungen etc.

Solides Polystyrol ist im Modellbau ist er weit verbreitet, etwa bei Gebäudebausätzen, Figuren, Autos oder Kleinteilen.

Geschäumtes Polystyrol (Schaumstoff)

Je nach Herstellungsart wird zwischen dem eher grobporigen EPS (Expandierter Polystyrol-Hartschaum), 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.

Eigenschaften

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 aufzulösen, benötigt man nur ein paar Liter Aceton. Das Aceton setzt bei dem aufgeschäumten Stoff die eingeschlossene Luft wieder frei. Mit einer Menge von 10 Litern Aceton lassen sich etliche Kubikmeter Schaumpolystyrol auflösen.

Verwendung

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

Sowohl Styropor / EPS als auch Styrodur / XPS werden in der Geländegestaltung bei Modellbahnen verwedet. Styrodur / XPS kann man dabei schnitzen und mit dem Beitel bearbeiten, so dass sich insbesondere Felsen gut gestalten lassen. Beide Materialien sind sehr leicht, was besonders bei Modulanlagen von Vorteil beim Transport ist. Da Schaumpolystyrol sehr gut mit einer Thermosäge geschnitten werden kann, und zugleich sehr preiswert ist, hat es sich als Baumaterial im (Architektur-)modellbau etabliert.

Weblinks

• Polystyrol in der deutschsprachigen wikipedia
• Brandgase und Brandverhalten (Polystyrol Hartschaum für Bauzwecke)
• IVH e.V. (Styropor)
• BASF (Styrodur)
• Infrarot und Ramanspektrum von Polystyrol