Soortelijk gewicht van polystyreen en functionele eigenschappen

Polystyreen wordt geproduceerd door polymerisatie van styreen; daarvan komt ook de naam van het eindproduct. Styreen, de basisstof voor polystyreen, is een kleurloze vloeistof die niet oplosbaar is in water en alleen gevoelig is voor alcohol- en etheroplossingen. Voordelen van dit type kunststof zijn volledige waterbestendigheid, aanzienlijke weerstand tegen chemische stoffen en transparantie.

Polystyreen wordt op verschillende manieren geproduceerd:

• polymerisatie van zuivere monomeren, oftewel blokvorming;
• polymerisatie in oplosmiddelen;
• polymerisatie in waterige emulsie.

Door zijn eigenschappen kan polystyreen goed worden verwerkt. De populairste methode is spuitgieten onder druk, waarbij poedervormig en gegranuleerd polystyreen wordt gebruikt.

Het wordt veel toegepast in de bouw. Meestal wordt het gebruikt als:

• gekleurde wandtegel voor ruimten met hoge vochtigheid en vervuiling;
• poreuze plaat voor warmte- en geluidsisolatie;
• latexverf voor binnenafwerking;
• folie voor vochtisolatie;
• vervanger van glas, dankzij de hoge lichtdoorlaatbaarheid.

Functionele eigenschappen van polystyreen

Afhankelijk van de productiemethode onderscheidt men blok- en emulsiepolystyreen. Bij normale temperatuur is polystyreen elastisch. Het soortelijk gewicht van polystyreen bedraagt 1,05 g/cm³, terwijl het soortelijk gewicht van styreen als grondstof 0,909 g/cm³ is.

Met deze waarde kan het gewicht van 1 m³ polystyreen worden berekend: voor dicht polystyreen is dit ongeveer 1050 kg. Bij verhitting tot ongeveer 90-100 °C wordt polystyreen zachter en beter vervormbaar; dit hangt samen met de glasovergang van het materiaal en niet met gewoon smelten. De lichtdoorlaatbaarheid is zeer hoog, tot 90% van het zonlicht. Etherische, aromatische en sommige koolwaterstofoplosmiddelen kunnen polystyreen aantasten of oplossen, daarom moet de compatibiliteit met oplosmiddelen afzonderlijk worden gecontroleerd. Een belangrijk verschil tussen polystyreen uit verschillende productiemethoden is de molecuulmassa:

• blokpolystyreen: molecuulmassa 300000-500000;
• bij gebruik van waterige emulsie: 70000-200000.

Deze waarde is belangrijk tijdens gebruik. Polystyreen met lage molecuulmassa is bros en minder sterk. Bij aankoop van duurzaam bouwmateriaal moet deze waarde bij voorkeur minimaal 100000 bedragen.

Productiemethoden van polystyreen

Meestal worden de continue blokvormingsmethode en de waterige-emulsiemethode toegepast. Bij de eerste methode wordt styreen in verwarmde vormen gegoten en verdicht, waardoor een transparant en hard materiaal ontstaat. Het eindmateriaal neemt de vorm aan van de houder waarin de uitharding plaatsvond. Meestal worden langwerpige rechthoekige vormen gebruikt: blokken. Bij deze methode krijgt polystyreen een hoge molecuulmassa. Dit effect ontstaat door het gebruik van lage temperaturen bij het verwarmen van de grondstof: 30 tot 40 °C.

Bij andere productiemethoden kan de temperatuur tussen 60 en 90 °C liggen. Daarnaast wordt een initiator toegevoegd, benzoylperoxide, die het uithardingsproces kan versnellen. Het nadeel is de mogelijkheid dat er scheuren in polystyreen ontstaan.

De productie van polystyreen via waterige emulsie heeft voordelen:

• het eindproduct krijgt de vorm van fijn poeder;
• het productieproces verloopt in korte tijd;
• na afloop van de productie bevat polystyreen geen monomeren.