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Standardthermoplaste - Polystyrol (PS)

Polystyrol (PS)

Auszug aus
Georg Abts

Kunststoff-Wissen für Einsteiger

09/2016, 264 Seiten, € 35,00
ISBN: 978-3-446-45041-7
S. 111-112

Die auf Styrol (Vinylbenzol) aufgebauten Kunststoffe, die auch unter dem Namen Styrenics zusammengefasst werden, sind mit etwa 10% Anteil an der Gesamtproduktionsmenge die viertgrößte Gruppe aller Kunststoffe. Bei der Polymerisation von Vinylbenzol sind die großen Phenylgruppen statistisch verteilt, wodurch ataktisches und somit amorphes und transparentes Polystyrol entsteht. Verwendet man Ziegler-Natta-Katalysatoren, erhält man dagegen isotaktische und opake Typen. Mit Metallocen-Katalysatoren gewinnt man syndiotaktische PS-Typen, die sich durch eine sehr hohe Wärmeformbeständigkeit auszeichnen. Sie sind kristallin und opak und treten in Wettbewerb mit beispielsweise Polyamid oder Polyphenylensulfid .

Eigenschaften

Die Dichte von Styrolpolymeren liegt zwischen 1030 und 1050 kg/m3 . PS besitzt eine hohe Steifigkeit, mittlere Härte und Festigkeit, aber nur geringe Schlagzähigkeit. Der Dauergebrauchstemperaturbereich liegt etwa zwischen –10 °C und +80 °C. Spezialtypen erreichen –30 bis +70 °C, kurzfristig bis +90 °C. PS ist chemisch beständig gegen Säuren und Basen, jedoch nicht bei hohen Konzentrationen, sowie gegen Fette und Öle. PS ist nicht beständig gegen Oxidationsmittel sowie aliphatische, aromatische oder chlorierte Kohlenwasserstoffe und neigt stark zu Spannungsrissbildung. PS ist in vielen Estern, Ketonen sowie in aromatischen und chlorierten Kohlenwasserstoffen vollständig löslich.

Das glasklare Polymer zeichnet sich durch hohe Oberflächengüte und Lichtdurchlässigkeit aus. Bei ansonsten etwas ungünstigeren elektrischen Isoliereigenschaften im Vergleich mit Polyethylen ist es aufgrund guter dielektrischer Eigenschaften insbesondere für die Hochfrequenztechnik geeignet und besitzt gute Strahlenbeständigkeit, neigt aber wie alle Kunststoffe stark zu elektrostatischer Aufladung. PS ist brennbar und nicht witterungsbeständig.

Anwendungsgebiete

PS wird hauptsächlich für Lebensmittelverpackungen und – in geschäumter Form (PS-E, expanded) – für Schall- und Wärmedämmung sowie für Verpackungen verwendet. Neben chemischen Treibmitteln werden auch rein physikalische Treibmittel wie Kohlendioxid oder Cyclopentan eingesetzt, die bei der Herstellung von Blöcken und Platten in den Extruder eindosiert werden. Die Druckentlastung der Schmelze nach Verlassen der Düse führt zu einer Entspannung und damit zum Aufblähen.

Die Entwicklung schlagfester Typen (PS-HI, high impact) durch Modifikation mit Kautschuk ermöglicht auch den Einsatz für Gehäuse in der Elektronikindustrie. Kautschuk reduziert zwar die Steifigkeit, erhöht aber die Schlagfestigkeit, insbesondere bei niedrigen Temperaturen, sowie die Spannungsrissbeständigkeit.

Styrol und Butadien lassen sich in beliebigem Verhältnis miteinander copolymerisieren, in der Kautschukindustrie dominieren dabei insbesondere Copolymerisate mit 23,5 % Styrol. Styrol-Butadienkautschuk (SBR) stellt den mengenmäßig wichtigsten Synthesekautschuk dar. Styrol-Butadien-Styrol-Block-Copolymere (SBS) waren die ersten thermoplastischen Elastomere. Sie sind hoch transparent und besitzen ein hohes Rückstellvermögen. Sie finden Verwendung für transparente Folien, beispielsweise für die Verpackung von Fleischwaren, oder zur Herstellung weicher, flexibler Spielwaren. Die mangelnde Schlagfestigkeit und geringe chemische Beständigkeit des Polystyrols führte zu einer Reihe weiterer Modifikationen und Copolymere (z. B. ABS, SAN, und ASA). Sie zählen wie PS-HI und syndiotaktisches Polystyrol bereits zu den technischen Thermoplasten.

Auszug aus
Georg Abts

Kunststoff-Wissen für Einsteiger

09/2016, 264 Seiten, € 35,00
ISBN: 978-3-446-45041-7
S. 111-112

Georg Abts, Kunststoff-Wissen für Einsteiger, Carl Hanser Verlag, 09/2016; S. 117-118

Weiterführende Information
  • Standardthermoplaste - Polystyrol (PS)

    Styrol-Copolymere (ABS, ASA)

    Polystyrol ist das Basismaterial für zahlreiche Copolymere wie ABS und ASA. In vielen Anwendungsfällen werden die Copolymere auch mit anderen Thermoplasten zu so genannten Blends gemischt, um bestimmte Materialeigenschaften zu erzielen.   mehr

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