Polystyren

Z Wikipedie, otevřené encyklopedie
Skočit na: Navigace, Hledání
Možná hledáte: anglickou zpěvačku Poly Styrene.
strukturní vzorec styrenu

Polystyren (PS) vzniká jako produkt polymerace styrenu. Do skupiny polystyrenových hmot patří standardní (krystalový, čirý) polystyren, houževnatý PS, zpěňovatelný PS (EPS), vytlačovaný pěnový PS (XPS) a kopolymery.

Veřejnosti je nejvíce znám jako pěnový tepelně izolační polymerní materiál. Takový výklad významu slova „polystyren“ je ovšem nedostatečný a neúplný. Polystyren je jedním z nejrozšířenějších tepelně zpracovatelných plastů, tzv. termoplastů. Objemem zpracování ho předstihují jen polyethylen, polypropylen a polyvinylchlorid (PVC).

Historie[editovat | editovat zdroj]

Poprvé byl izolován kapalný styren monomer z pryskyřice borovice Eduardem Simonem již v roce 1839. Uložený vzorek náhodně zpolymerizoval, ale praktické aplikace se PS dočkal až v roce 1931, kdy jeho průmyslovou výrobu zahájil německý chemický koncern IG Farben.[1]Historie polystyrenu

Polystyren byl objeven v roce 1839 Eduardem Simonem, berlínským lékárníkem. Izoloval ho ze storaxu , pryskyřice tureckého stromu Liquidambar orientalis. Destiloval olejovitou kapalinu, monomer, který pojmenoval styrol. O několik dní později, jak styrol tuhnul hlavně díky vzdušnému kyslíku a měnil se v „puding“, napadlo ho zdvojit oxid této sloučeniny (styroloxid). Od roku 1845 jamajčan a chemik John Buddle Blyth a němec, chemik August Wilhelm von Hofmann si všimli, že stejně se látka chová i za nepřítomnosti vzduchu. To, s čím experimentovali pojmenovali metastyrol. Bylo to chemicky identické se styroloxidem, jak ukázala později chemická analýza. Výrobu metylstyrolu/oxidstyrolu jako polymerační proces popisuje v roce 1866 Marcelin Berthelot. O 80 let později bylo objeveno, že zahříváním styrolu začíná polymerace, která končí zrozením makromolekuly. (Tak jak se domníval i německý chemik Hermann Staudinger). Tak byla tato látka pojmenována polystyren, tak jak ji pojmenováváme dodnes.

Společnost I.G.Farbena začala polystyren vyrábět v továrně na Ludwigshafenu kolem roku 1931. Doufal, že v mnohém nahradí tehdy používaný zinek. Vynalezli veliký vyhřívaný průduch, který odděloval výsledný polystyren teplým vzduchem a krájel ho na malé kousky.

Od roku 1941 je vyráběna polystyrenová pěna. Před rokem 1949, chemik a inženýr Fritz Stastný (1908-1985) začal vyrábět styrenovou drť využitím alifatických uhlovodíků jako je pentan. Tato drť je surovinou, která tuhne v listy. Stastny a BASF požádali o udělení patentu a ten byl udělen v roce 1949. Jak tuhne polystyren mohli na vlastní oči vidět návštěvníci Kunstoff Messe 1952 v Dusseldorfu. Produkt, který vznikal byl pojmenován styropor. Struktury podobné polystyrenu byly popisovány i Guliem Nattem. V roce 1954, společnost Koppers , a.s. V Pittsburgu, Pennsylvania, vyvinuly polystyrenovou expandující pěnu.

V roce 1960, Dart Container, největší výrobce polystyrenových šálků, prodal svou první dodávku.

Vlastnosti[editovat | editovat zdroj]

Polystyren je poměrně tvrdý, ale křehký plast, který dobře odolává kyselinám a zásadám. Při stárnutí křehne a vytvářejí se v něm trhliny. Neodolává organickým rozpouštědlům, zejména benzínu, aldehydům a ketonům. Je citlivý vůči UV záření a málo odolný vůči teplotě (jen asi do 70 stupňů Celsia) Uvolňuje se z něj nezreagovaný monomer styren, který je toxický a karcinogení.[1] Jde také o velmi hořlavý materiál, který nemusí vždy vyhovovat zejména z důvodů předepsané požární bezpečnosti.

Používané druhy[editovat | editovat zdroj]

  • Standardní polystyren (krystalový PS, GPPS) je čirý a křehký.
  • Houževnatý polystyren (HPS, IPS, HIPS) je zpravidla zakalený (vliv přidaného kaučuku). Oba uvedené druhy PS jsou vyráběny ve formě granulí (malých válečků nasekaných ze struny) nebo pelet (zakalené hrany), které jsou baleny a expedovány v pytlích á 25 kg uložených a fixovaných na paletách nebo ve speciálních autocisternách.
  • Pěnový polystyren vzniká tepelným zpracováním zpěňovatelného polystyrenu
  • Zpěňovatelný polystyren (EPS). Ten je vyráběn a dodáván ve formě malých, mléčně zakalených perel nasycených pod tlakem lehkým uhlovodíkem (nadouvadlem).

Použití v potravinářství[editovat | editovat zdroj]

Z polystyrenu se vyrábí např. obaly nebo jednorázové nádobí (talíře, kelímky, misky, příbory aj.). Vzhledem k jeho dobré barvitelnosti je k dispozici v řadě odstínů.

Použití ve stavebnictví[editovat | editovat zdroj]

Desky[editovat | editovat zdroj]

Polystyrenová deska

Ve stavitelství se používá polystyren zejména v deskách o plošném rozměru 0,5 x 1,0 metru. Tloušťky jsou různé - dle potřeby (cca od jednoho do několika centimetrů). Osvědčil se takto například v tepelných izolacích domů (fasád) nejčastěji EPS 70 F, nebo EPS 100 F - kontaktní zateplovací systém. Číslo značí pevnost v tlaku v kPa (kilopascal) - 50, 70, 100, 150, 200 až 250.

Označení písmeny:

  • Z - základní - do podlah, kde není vyžadovaná vysoká přesnost v rozměrech desky
  • S - stabilizovaný - použití pro tepelné izolace střech
  • F - fasádní - pro kontaktní zateplování. Zde se požaduje maximální přesnost rozměrů desek (tolerance v úhlopříčkách desky max. 2 mm)
Polystyrenové vločky

Drcený[editovat | editovat zdroj]

Drcený polystyren se může přidávat do betonů podlah (polystyrenbeton) - snížení hmotnosti, zlepšení tepelně-izolačních vlastností.

Extrudovaný polystyren[editovat | editovat zdroj]

Zpravidla desky 1250 x 600 mm, nejčastěji s polodrážkou nebo kolmou hranou, pro použití na sokl se zdrsněným povrchem pro lepší přilnutí lepidla (Styrodur). Nenasákavý, různé barevné provedení. Vyrábí se extruzí (vytlačováním) taveniny krystalového polystyrenu za současného sycení vzpěňovadlem, které po uvolnění tlaku umožní na konci vytlačovací hubice napěnění materiálu. Extrudovaný polystyren (XPS) je podobný deskám, vyrobeným ze zpěňovatelného polystyrenu (EPS). Technologie výroby desek je ale odlišná. Oba druhy výrobků mají ale základ v polystyrenu.

Kvůli vysoké hořlavosti plastické hmoty se do ní přidávají bromované zpomalovače hoření, zejména hexabromcyklododekan (HBCD).

Polystyrenový odpad

Značný problém představuje polystyrenový odpad.

Použití standardního (krystalového polystyrenu)[editovat | editovat zdroj]

Ze standardního polystyrénu se vyrábějí např. čiré výrobky, které vzhledem připomínají plexisklo - příkladem mohou být různé obaly, zkumavky používané ve zdravotnictví a v laboratořích, Petriho misky, spektrofotometrické kyvety atd. Nevýhodou polystyrenu je jeho křehkost a malá tepelná odolnost (při teplotě kolem 70 °C se výrobky z polystyrenu deformují). Polystyren pohlcuje UV záření kratší než asi 320 nm.

Polystyren není zrovna umělá hmota, je to pevný, snadno lámavý, levný plast. Používá se k výrobě modelů, vyložených tašek, nebo na drobnosti. Je to syntetický aromatický polymer, utvářený monomerem styrenem, petrochemickou kapalinou. Polystyren je pěnou nebo pevnou látkou . Obecně polystyren je tvrdý a lámavý. Na váhu je to skutečně levná izolační pryskyřice. Na druhou stranu je málo odolný proti kyslíku, vodním parám a má relativně nízký bod tání. Polystyren je jeden z nejužívanějších plastů, řádově se vyrábí několik tisíc milionů (miliard) kilogramů za rok. Polystyren se vyrábí čirý, ale může být obarven barvivy. Jeho použití známe z praxe jako součást profesionálních obalů (průmyslově dovážené buráky, cédéčka a DVDéčka, přepravky, víka, láhve, podnosy, štamprlata, nože.) Za tepla tvarovatelný polymer, polystyren je pevnou látkou za pokojové teploty, ale začne se tavit jakmile ho začnete ohřívat nad 100 stupňů Celsia, je to teplota tavení skla. Znovu ztuhne, jak ho začnete chladit. Toto na teplotě závislé chování materiálu dělá z jeho výroby husarský kousek, stejně jako z jeho zpracování teplým vzduchem. Můžete ho zase jednou hodit do kompostu (do eko-odpadu), nevadí to. Přesto jeho biodegradace je spíše pomalá a pravděpodobně už jste měli možnost najít ho na pláži, kde ho vyplavilo moře.

Reference[editovat | editovat zdroj]

  1. a b Miroslav Šuta: Chemické látky v životním prostředí a zdraví, Ekologický institut Veronica, Brno 2008, ISBN 978-80-87308-00-4

František Vörös: Z historie výroby českého styrenu a kompaktních plast, Plasty a kaučuk, 2012, č. 1-2, s.7

Externí odkazy[editovat | editovat zdroj]

Logo Wikimedia Commons
Wikimedia Commons nabízí obrázky, zvuky či videa k tématu