Spezifisches Gewicht von Polystyrol und seine funktionellen Kennwerte
Polystyrol wird durch Polymerisation von Styrol hergestellt — daher stammt auch der Name des Endprodukts. Styrol, als Ausgangsbasis für Polystyrol, ist eine farblose Flüssigkeit, die in Wasser unlöslich ist und nur gegenüber alkoholischen und etherischen Lösungen löslich ist. Zu den Vorteilen dieser Kunststoffart gehören absolute Wasserbeständigkeit, eine hohe Beständigkeit gegen chemische Stoffe und Transparenz.
Die Herstellung von Polystyrol erfolgt mit mehreren Methoden:
- Polymerisation reiner Monomere (Blockformungsverfahren).
- Polymerisation in Lösungsmitteln.
- Polymerisation in einer wässrigen Emulsion.
Dank seiner einzigartigen Eigenschaften lässt sich Polystyrol gut verarbeiten. Am beliebtesten ist das Spritzgussverfahren, das unter Druck erfolgt. In diesem Prozess werden pulverförmiges und granuliertes Polystyrol verwendet.
Es wird breit für Bauzwecke eingesetzt. Am häufigsten wird es verwendet als:
- Farbige Verkleidungsfliesen für Räume mit erhöhter Feuchtigkeit und stärkerer Verschmutzung
- Poröse Platten zur Wärme- und Schalldämmung
- Latexfarbe für den Innenausbau
- Folien zur Feuchtigkeitsisolierung
- Dank seiner hohen Lichtdurchlässigkeit eignet sich Polystyrol gut als Glasersatz
Funktionelle Kennwerte von Polystyrol.
Je nach Herstellungsverfahren unterscheidet man Block- und Emulsionspolystyrol. Bei normaler Temperatur haben Polystyrole eine elastische Form. Das spezifische Gewicht von Polystyrol beträgt 1,05 g/cm³, während das spezifische Gewicht von Styrol — dem Rohstoffbestandteil — nur 0,909 g/cm³ beträgt.
| Material | Spezifisches Gewicht (g/cm³) |
| Polystyrol | 1,05 |
| Rohstoffbestandteil von Polystyrol | 0,909 |
Mit diesem Wert kann das Gewicht von 1 m³ Polystyrol berechnet werden: Bei dichtem Polystyrol beträgt es etwa 1050 kg. Beim Erwärmen auf etwa 90–100 °C erweicht Polystyrol und wird formbarer; das hängt mit dem Glasübergang des Materials zusammen und nicht mit einem gewöhnlichen Schmelzen. Die Lichtdurchlässigkeit ist sehr hoch — bis zu 90 % der Sonnenstrahlen. Etherische, aromatische und einige kohlenwasserstoffhaltige Lösungsmittel können Polystyrol schädigen oder lösen, daher sollte die Verträglichkeit mit Lösungsmitteln separat geprüft werden. Ein wesentlicher Unterschied zwischen Polystyrolen, die mit verschiedenen Methoden hergestellt werden, ist die Molekülmasse des Polystyrols:
- Blockpolystyrol — Molekülmasse 300000–500000.
- Bei Verwendung einer wässrigen Emulsion — 70000–200000.
Dieser Kennwert hat bei der Nutzung eine wesentliche Bedeutung. Polystyrole mit niedriger Molekülmasse sind spröde und wenig fest. Beim Einkauf sollte auf diesen Wert geachtet werden: Für einen festen und langlebigen Baustoff sollte er mindestens 100000 betragen.
Methoden der Polystyrolherstellung.
Am häufigsten werden das kontinuierliche Blockformungsverfahren und das Verfahren der wässrigen Emulsion eingesetzt. Beim ersten Verfahren wird Styrol in erhitzte Formen gegossen und verdichtet, wodurch ein transparenter und fester Werkstoff entsteht. Das Endmaterial nimmt die Form des Behälters an, in dem der Aushärtungsprozess stattgefunden hat. Am häufigsten werden als Behälter längliche rechteckige Formen — Blöcke — verwendet. Bei diesem Herstellungsverfahren erhält Polystyrol im Unterschied zu anderen Methoden eine erhebliche Molekülmasse. Dieser Effekt ist durch den Einsatz niedriger Temperaturen beim Erhitzen des Rohstoffs möglich — von 30 bis 40 °C.
Bei anderen Verfahren zur Herstellung von Polystyrol kann die Temperatur im Bereich von 60–90 °C liegen. Außerdem wird dem Rohstoff ein Initiator zugesetzt — Benzoylperoxid, das den Aushärtungsprozess beschleunigen kann. Leider hat dieses Verfahren einen wesentlichen Nachteil: die Möglichkeit der Rissbildung im Polystyrol.
Das Verfahren zur Herstellung von Polystyrol mittels wässriger Emulsion hat Vorteile:
- Das Endprodukt entsteht in Form eines feinen Pulvers
- Der Produktionsprozess läuft in kurzer Zeit ab
- Nach Abschluss der Produktionsprozesse enthält Polystyrol keine Monomere
Häufige Fragen
Wie viel wiegt 1 m³ Polystyrol?
Bei dichtem Polystyrol mit einer Dichte von etwa 1,05 g/cm³ wiegt 1 m³ ungefähr 1050 kg. Expandiertes Polystyrol wiegt pro Kubikmeter deutlich weniger, weil ein großer Teil des Volumens aus geschlossenen Luftzellen besteht.
Warum unterscheidet sich das Gewicht von dichtem Polystyrol und EPS so stark?
Dichtes Polystyrol ist ein massiver Polymerwerkstoff, während expandiertes Polystyrol eine Zellstruktur hat. Durch den hohen Luftanteil wiegen EPS-Platten und -Blöcke bei gleichem Volumen wesentlich weniger.
Bei welcher Temperatur beginnt Polystyrol zu erweichen?
Allgemeines Polystyrol beginnt etwa im Bereich von 90-100 °C deutlich zu erweichen. Das ist nicht dasselbe wie Schmelzen, daher sollten Sorte und Einsatzbedingungen bei Wärmebelastung berücksichtigt werden.