Poliestireno

Pestañas verticales

Datos generales

Clasificación:

Nomenclatura:

Composición química:

(CH(C₆H₅)-CH₂)_n

Materias primas:

estireno; etilbenceno; etileno y benceno

El poliestireno consta de cadenas macromoleculares sin ramificar. Los bencenos ocupan posiciones espaciales laterales de forma desordenada (atáctico) a lo largo de la cadena principal. Tiene una elevada estabilidad dimensional.

Caracterización

Difracción de Rayos X:

Métodos espectrométricos:

Metodos espectrométricos:

Descripción:

El espectro de IR se ha realizado a partir de medidas de absorbancia. En 3027 cm^-1 aparecen varias bandas correspondientes a los Stretching del grupo CH del anillo aromático.
Las bandas de vibración a 2921 cm^-1 y 2853 cm^-1 pertenecen a los Stretching del CH del Csp3.
Entre 2000 y 1650 cm^-1se observan las bandas de combinación del grupo fenólica. Los picos de intensidad media correspondientes a 1596 cm^-1 y 1490 cm^-1 son de la vibración del enlace CC del anillo aromático.
En 1448 cm^-1 aparece una banda de intensidad media correspondiente al bending del CH₂.
Entre 1186 cm^-1 y 972 cm^-1 aparecen numerosas bandas de intensidad variable que pertenecen al bending en el plano del enlace CH del anillo aromático, mientras que la banda intensa que sale a 752 cm^-1 corresponde al bending fuera del plano del mismo enlace CH.

Propiedades generales

Densidad:

1.04 - 1.05 g/cm³

Cristalinidad:

Amorfo

Precio:

1.23 - 1.36 €/kg

Observaciones:

Es un plástico transparente, inodoro, insípido, con aspecto de vidrio y rompe con facilidad. Existen otras variedades modificadas que lo hacen resistente al impacto y también expansible. Es el cuarto termoplástico más vendido.

Propiedades mecánicas

Módulo elástico:

1.2 - 2.6 GPa

Coeficiente de Poisson:

0.383 - 0.403

Resistencia mecánica a la compresión:

31.6 - 61.8 MPa

Resistencia mecánica a la tracción:

35.9 - 56.5 MPa

Tenacidad a fractura (KIc):

0.7 - 1.1 MPa·m^1/2

Comportamiento a tracción:

A la temperatura de	Alargamiento (%)
T_amb	1.5 - 2.5 %

Dureza:

A la Temperatura de:	Vikers
T_amb	8.6 - 16.9 HV

Observaciones:

Se trata de un polímero con resistencia mecánica y dureza media. Es frágil. La resistencia al impacto aumenta por copolimerización con polibutadieno. Tiene mucha tendencia a fisurarse por tensión. Sufre termofluència.

Imágenes:

Descripción:

Curvas de termofluència del poliestireno a 25 ºC

Propiedades eléctricas

Rigidez dieléctrica:

A la temperatura de:	Rigidez dieléctrica
T_amb	20·10⁶ V/m

Resistividad específica:

A la temperatura de:	Resistividad especifica
T_amb	>10¹⁴ ohms·m

Constante dieléctrica:

A la temperatura de:	Constante dieléctrica
T_amb	2.5 a 1⁶ Hz

Observaciones:

Es un buen aislante eléctrico, pero ligeramente peor que el PE. Tiene una tendencia acusada a las cargas electrostáticas, que pueden ser eliminadas añadiendo aditivos antiestáticos.

Propiedades térmicas

Temperatura de transición vítrea:

73.9 - 110 ºC

Temperatura de fusión:

150 - 243 ºC

Coeficiente de dilatación térmica lineal:

A la temperatura de:	Coeficiente de expansión lineal
T_amb	50·10^-6 - 83·10^-6 1/ ºC

Conductividad térmica:

A la temperatura de:	Conductividad térmica
T_amb	0.121 - 0.131 W/m·K

Capacidad calorífica específica:

A la temperatura de:	Capacidad calorífica específica
T_amb	1.69e3 - 1.76e3 J/kg·K

Observaciones:

Es un buen aislante térmico. Su dilatación térmica es media.

Propiedades ópticas

Índex de refracció:

1.57 - 1.59

Observaciones:

Se trata de un material completamente transparente con calidad óptica. Tiene una superficie brillante y buena transmisión de la luz.

Propiedades tecnológicas

Temperatura mínima de utilización:

(-123) - (-73.2) ºC

Temperatura máxima de utilización:

76.9 - 103 ºC

Mecanización:

Media, aunque a veces presenta problemas.

Soldabilidad:

Es un polímero altamente soldable excepto con HF.

Formabilidad:

Buena.

Reciclabilidad:

Es un material reciclable.

Observaciones:

Tiene muy buena estabilidad dimensional, baja contracción en moldeo y se puede procesar fácilmente a bajo coste.

Propiedades químicas

Resistencia a los ácidos:

Tiene buena resistencia a los ácidos débiles y media a los ácidos fuertes (concentrados y/o oxidantes).

Resistencia a los álcalis:

Tiene muy buena resistencia a los álcalis débiles y media a los álcalis fuertes.

Resistencia a los disolventes orgánicos:

Tiene muy baja resistencia a los disolventes orgánicos, tanto normales como halogenados.

Absorción de agua:

Escasa.

Resistencia al oxígeno:

Su resistencia frente a la oxidación a 500 ºC es muy pobre.

Resistencia al ozono:

No resiste la intemperie.

Observaciones:

Tiene muy buena resistencia al agua, tanto dulce como salada. Se trata de un material inflamable que quema desprendiendo un humo negro denso de dulce olor; se puede mejorar añadiendo aditivos ignífugos. Es sensible a la radiación UV y su resistencia es media.

Obtención

Observaciones:

Existen varias formas de sintetizar el PS a partir de estireno; normalmente se utiliza la polimerización en masa o la polimetització por suspensión, y para algunos copolímeros se utiliza la polimerización en emulsión, como en el caso del ABS.
En la polimerización en masa hay que excitar la reacción para que ésta se produzca. Por lo tanto, se realiza mediante un tratamiento térmico o bien una polimerización por radicales, en la que se adicionan iniciadores. En el proceso se pueden utilizar dos reactores diferentes: el de tipo torre o los provistos de agitador.
El estireno entra al reactor en torre a 80 ºC y contiene aproximadamente un 30% de material sin polimerizar. Una vez en la torre las temperaturas van aumentando a medida que el polímero desciende por la torre, desde 110 ºC a 180 ºC. El poliestireno sale por el extremo inferior del reactor a 220 ºC en forma de masa viscosa. La parte del polímero que queda sin reaccionar se elimina con vacío. El poliestireno se extruye en forma de cinta o macarrón, se enfría y se granula.

En un reactor con agitación se trabaja a temperaturas elevadas. El monómero residual se elimina del polímero mediante dispositivos especiales de desgasificación.

En polimerización por suspensión se inicia el proceso con estireno, utilizándose como iniciadores peróxidos. Comienza a 70-90 ºC y termina a 90-120 ºC a una presión de 5 bar. Este tipo de poliestireno no hay granular, ya que se obtiene en forma de perlas pequeñas que se separan del agua por centrifugación o filtrado y luego se lavan y se secan.

En presencia de radiaciones luminosas, de oxígeno o incluso a temperatura ambiente, el estireno tiende a reaccionar con él mismo y polimerizar; por tanto, su almacenamiento se realiza siempre en presencia de agentes inhibidores que se eliminan por destilación o extracción antes de iniciar la polimerización para obtener el poliestireno.

Imágenes:

Descripción:

El proceso transcurre mediante una reacción radicalaria entre el etileno y el benceno, formándose etilbenceno. A continuación se somete el producto a una deshidrogenación, obteniéndose estireno.

Conformación

Observaciones:

El PS es transformado mediante moldeo por inyección, moldeo por soplado, extrusión, termoconformado, inyección-soplado y enganchado. Se considera que es un material ideal para ser inyectado. Excepto por inyección-soplado, estos procedimientos son aptos para transformar el poliestireno expandiendo. El PS no se puede soldar con HF, pero si que es soldable por otros procesos.

Imágenes:

Descripción:

Granza de PS.

Reciclaje

Observaciones:

El PS es un material reciclable.

Imágenes:

Descripción:

Símbolo de reciclaje para el PS.

Aplicaciones

Observaciones:

El PS se utiliza para obtener láminas, láminas biorientado para envases termoconformados, planchas, piezas de aparatos de radio, televisión, equipos electrónicos y de comunicación, prismáticos, envases desechables para alimentos, café, productos cosméticos, medicamentos, envases transparentes para textil, juguetes, herramientas y artículos metálicos, vasos, botellas, envases de mantequilla, saleros, azucareros, estuches de joyería, imitaciones de cristal, bisutería, pinzas, perchas, bases de cepillos, cubiertos de desechables, bolígrafos, cajas para clasificar, instrumentos de dibujo, jeringas, tubos y cajas de pastillas, pipetas ...

Imágenes:

Descripción:

El porexpan, envases de lácteos y tapones de bolígraffs están fabricados con PS

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