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Polystyrol ist ein Vinylpolymer. Was seine Struktur anbelangt, handelt es sich dabei um eine lange Kohlenwasserstoffkette mit einer Phenylgruppe an jedem zweiten Kohlenstoffatom. Polystyrol wird durch Polymerisation von Monomerstyrol produziert.
Ähnlich mancher anderer Erfindungen wurde Polystyrol per Zufall entdeckt. Ein deutscher Pharmazeut, Eduard Simon, entdeckte es 1839 beim Destillieren eines Monomers von Styrax, einem Harz des Liquidambar orientalis (orientalischer Amberbaum) und nannte es Styrol. Einige Tage später hatte sich das Styrol in ein Gelee verdickt. Simon nahm an, dass diese Verdickung auf die Oxidation zurückzuführen war und benannte es Styrol Oxide (Styroloxyd). 1845 wiesen der englische Chemiker John Blyth und der deutsche Chemiker August Wilhelm von Hofmann nach, dass der gleiche Prozess auch ohne Vorhandensein von Sauerstoff abläuft und nannten diese Substanz Metastyrol. Spätere Analysen kamen zu dem Schluss, dass es chemisch identisch mit Styroloxyd war. Im Jahre 1866 erkannte Marcelin Berthelot diese Transformation von Styrol in Metastyrol als einen Polymerisationsprozess.
Es brauchte ungefähr weitere 50 Jahre, bis der deutsche Chemiker Hermann Staudinger feststellte, dass das Erhitzen von Styrol eine Kettenreaktion auslöst, welche Makromoleküle produziert. Das gab schließlich der Substanz ihren jetzigen Namen, Polystyrol. 1922 publizierte Hermann Staudinger seine Theorien über Polymere, welche besagten, dass Kautschuk seine Elastizität durch lange, sich wiederholende Monomerketten erhält und dass Materialien, die mittels thermischer Bearbeitung von Styrol hergestellt werden, ähnlich dem Kautschuk sind. Dies waren die Hochpolymere, einschließlich Polystyrol. 1953 erhielt Hermann Staudinger für seine Forschung den Nobel Preis für Chemie. |
1931 begann IG Farben mit der Produktion von Polystyrol in Ludwigshafen, Deutschland in der Erwartung, damit einen geeigneten Ersatz für Zinkdruckguss in einer Reihe von Anwendungen zu erhalten. Sie waren damit erfolgreich, als sie einen Reaktorbehälter zur Extrusion von Polystyrol durch ein erhitztes Rohr mit Schneideeinrichtung entwickelten, der Polystyrol in Pelletform produzierte.
Polystyrol ist einer der am extensivsten verwendeten Kunststoffe mit einem Verbrauch von mehreren Milliarden Kilos pro Jahr.
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PS Eigenschaften
Polystyrol ist ein Thermoplast mit festem oder glasigem Zustand bei Raumtemperatur, das bei Erhitzung über seine Glasübergangstemperatur (ungefähr 100°C) fließt und wieder fest wird, wenn es abkühlt. Pures, festes Polystyrol ist hart und farblos, doch kann Polystyrol auch transparent sein oder in vielen verschiedenen Farben hergestellt werden. Die Flexibilität von Polystyrol ist begrenzt.
Pluspunkte von Polystyrol sind: es ist billig, fest, transparent, hat eine gute Formbeständigkeit und ist einfach zu formen. Außerdem bietet es gute elektrische Eigenschaften, niedrigen dielektrischen Verlust und ausgezeichnete Resistenz gegen Gammastrahlung.
Seine Nachteile sind, dass es brüchig, empfindlich gegen UV-Degenerierung und leicht entzündbar ist und eine dürftige chemische Resistenz, speziell gegenüber organischen Verbindungen, bietet.
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PS Anwendungen
Polystyrol ist in unserem täglichen Leben ziemlich häufig zu finden. Das Gehäuse Ihres Computers ist höchstwahrscheinlich aus Polystyrol hergestellt, Modellautos werden aus Polystyrol gemacht und in Form von Schaum (Styrofoam™ ist der Markenname von Dow Chemicals für Polystyrol-Schaum) wird es – unter anderem – für Getränkebecher verwendet.
Polystyrol (PS) ist ausgelegt für Anwendungen, welche überdurchschnittliche elektrische und mechanische Eigenschaften, wie auch gute Verarbeitbarkeit verlangen. Polystyrole werden normalerweise im Spritzgussverfahren verarbeitet, doch aufgrund ihrer ausgezeichneten Verarbeitbarkeit funktionieren auch andere Techniken, einschließlich Tiefziehen, Blasformen, Extrusion und Formpressen ebenso gut. Typische Anwendungen sind Tankdeckel, Isolatoren, Koaxialkabel-Separatoren, Hülsen für ätzende Flüssigkeiten, Lichtschirme, Profile, Behälter, Ablagen und Verpackungsanwendungen.
Polystyrol ist in zwei Qualitäten erhältlich:
General Purpose Polystyrene (GPPS) bietet gute Wasserbeständigkeit, ausgezeichnete Transparenz und hohe dielektrische Festigkeit. Es wird oft für Hochfrequenz-Isolierplatten, beschichtete Elektronikschaltungen und andere Elektrikanwendungen eingesetzt.
High Impact Polystyrene (HIPS) bietet ausgewogene Eigenschaften hinsichtlich Schlagfestigkeit, Hitzebeständigkeit und Formbeständigkeit, ist einfach zu bearbeiten und preiswert. Für gewöhnlich wird es für Spielzeug, Haushaltsartikel und elektrische Elemente und Geräte verwendet.
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Andere allgemein verwendete Thermoplaste
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