ⓘ Poliestireno. El poliestireno PS es un polímero termoplástico que se obtiene de la polimerización del estireno monómero. Existen cuatro tipos principales: el PS ..

                                     

ⓘ Poliestireno

El poliestireno PS es un polímero termoplástico que se obtiene de la polimerización del estireno monómero. Existen cuatro tipos principales: el PS cristal o GPPS del inglés: General Purpose Polystyrene, que es transparente, rígido y quebradizo; el poliestireno de alto impacto o HIPS del inglés: High Impact Polystyrene,es resistente al impacto y opaco blanquecino; el poliestireno expandido o EPS del inglés: Expandable Polystyrene; PSE en francés, muy ligero; y el poliestireno extruido, similar al expandido pero más denso e impermeable. Las aplicaciones principales del PS antichoque y el PS cristal son la fabricación de envases mediante extrusión-termoformado, y de objetos diversos mediante moldeo por inyección. Las formas expandida y extruida se emplean principalmente como aislantes térmicos en construcción y para formar coquillas de protección en los embalajes de objetos frágiles para protegerlos. El EPS también es utilizado para la producción de cajas de pescado o neveras para el transporte de vacunas, por su capacidad aislante.

La primera producción industrial de poliestireno cristal fue realizada por BASF, en Alemania, en 1930. El PS expandido y el PS antichoque fueron inventados en las décadas siguientes. Desde entonces los procesos de producción han mejorado sustancialmente y el poliestireno ha dado lugar a una industria sólidamente establecida. Con una demanda mundial de unos 10.6 millones de toneladas al año dato de 2000, excluye el poliestireno expandido, ​ el poliestireno es hoy el cuarto plástico más consumido, por detrás del polietileno, el polipropileno y el PVC.

                                     

1. Tipos de poliestireno

El producto de la polimerización del estireno puro se denomina poliestireno cristal o poliestireno de uso general GPPS, siglas en inglés. Es un sólido transparente, duro pero frágil. Es vítreo por debajo de 100 °C. Por encima de esta temperatura es fácilmente moldeable y puede dársele múltiples formas. ​ pero es mucho más costoso. Sólo se utiliza en aplicaciones especiales de alto valor añadido.

                                     

2. Estructura del poliestireno cristal

Peso molecular

El peso molecular promedio del poliestireno comercial varía entre 100.000 y 400.000 g mol -1. ​

                                     

3. Estructura del poliestireno choque

El poliestireno de alto impacto en inglés: High Impact PolyStyrene o HIPS consiste en una matriz de poliestireno cristal en la cual están dispersas partículas microscópicas de caucho, casi siempre polibutadieno.

                                     

3.1. Estructura del poliestireno choque Tipo de caucho

En la gran mayoría de los casos el caucho utilizado es el polibutadieno, en concreto grados fabricados con catalizadores de cobalto "alto-cis" o litio "bajo-cis". El peso molecular del polibutadieno utilizado suele estar comprendido entre 180.000 y 260.000 g mol -1.

En algunas aplicaciones muy minoritarias se utiliza un elastómero consistente en un dibloque estireno-butadieno. Debido a su mayor afinidad por el poliestireno y por tanto menor tensión superficial, este polímero forma partículas de menor tamaño que las de polibutadieno.

Hasta las años 1960 se usó caucho estireno-butadieno SBR para la modificación de poliestireno pero desde entonces ha sido sustituido por el polibutadieno, que proporciona mejores propiedades mecánicas al producto. ​

Cierto nivel de reticulación es necesario para que el caucho sea elástico pero, si la reticulación llega demasiado lejos, el caucho se vuelve rígido y por tanto el poliestireno pierde parte de su resistencia mecánica.



                                     

4. Química del poliestireno

A escala industrial, el poliestireno se prepara calentando el etilbenceno en presencia de un catalizador para dar lugar al estireno. La polimerización del estireno se da por radicales libres, polimerización catiónica, polimerización aniónica o sobre catalizador. ​

Durante la inversión de fases la viscosidad de la mezcla aumenta de forma notable. Esto permite que sea detectada en laboratorio.

                                     

5. Propiedades

Se describen las propiedades del PS choque y el PS cristal. Para el EPS, véase el artículo principal Poliestireno expandido.

Propiedades mecánicas

Fuente: BIRON, Michel 1998. Propriétés des thermoplastiques en francés. Techniques de lIngénieur. enlace roto disponible en Internet Archive; véase el historial y la última versión.

Propiedades térmicas

El poliestireno "compacto" sin inyección de gas en su interior presenta la conductividad térmica más baja de todos los termoplásticos. ​



                                     

6. Aplicaciones

Las ventajas principales del poliestireno son su facilidad de uso y su coste relativamente bajo. Sus principales desventajas son su baja resistencia la alta temperatura se deforma a menos de 100 °C, excepto en el caso del poliestireno sindiotáctico y su resistencia mecánica modesta. Estas ventajas y desventajas determinan las aplicaciones de los distintos tipos de poliestireno.

  • El poliestireno antichoque se utiliza principalmente en la fabricación de objetos mediante moldeo por inyección. Algunos ejemplos: carcasas de televisores, impresoras, puertas e interiores de frigoríficos, maquinillas de afeitar desechables, juguetes. Según las aplicaciones se le pueden añadir aditivos como por ejemplo sustancias ignífugas o colorantes. ​).
  • Aplicaciones del poliestireno
                                     

7. Proceso de producción

El proceso más utilizado en la actualidad para el poliestireno se basa en la polimerización radical en masa. ​

                                     

8. Reciclaje

La mayoría de los productos de poliestireno no se reciclan actualmente debido la falta de incentivos para invertir en compactadores y la logística para desplazar los materiales. Debido la baja densidad de la espuma de poliestireno, su recolección no es económica. Sin embargo, si el material de desecho pasa por un proceso de compactación inicial, el material cambia su densidad de 30 kg/m 3 típicamente a 330 kg/m 3 y se convierte en un material de alto valor para los productores de pellets plásticos reciclados.

Los residuos de poliestireno expandido pueden añadirse fácilmente a productos tales como los paneles de aislamiento EPS y otros materiales con aplicaciones en construcción; sin embargo, muchos fabricantes no pueden obtener material suficiente por los problemas de recolección mencionados con anterioridad. Cuando no se usa para hacer más EPS, el espumado puede convertirse en productos como ganchos para ropa, bancas de parques, macetas, juguetes, reglas, contenedores para semillas, marcos para fotografías y molduras para construcción, todos hechos con poliestireno reciclado.

Actualmente, cerca de 100 toneledas de EPS son recicladas cada mes en el Reino Unido y hay esfuerzos en otros países, como México, para fomentar la recolección, compactado y reutilización. ​



                                     

9. Normativa

  • ISO 2897-1 Plásticos - Poliestireno resistente al impacto PS-I- Parte 1: Sistema de designación y bases para las especificaciones ISO 2897-1:1997
  • ISO 1622-1 Plásticos - Poliestireno PS- Parte 1: Sistema de designación y bases para las especificaciones ISO 1622-1:1994
  • ISO 2897-2 Plásticos - Poliestireno resistente al impacto PS-I- Parte 2: Preparación de muestras de ensayo y determinación de las propiedades ISO 2897-2:2003
  • ISO 1622-2 Plásticos - Poliestireno PS- Parte 2: Preparación de muestras de ensayo y determinación de las propiedades ISO 1622-2:1995