Poliestirè

editor — Wed, 10 Apr 2013 11:31:38 +0000

Pestanyes verticals

Dades generals

Classificació:

Nomenclatura:

Composició química:

(CH(C₆H₅)-CH₂)_n

Primeres matèries:

Estirè; etilbenzè; etilè i benzè

El poliestirè consta de cadenes macromoleculars sense ramificar. Els benzens ocupen posicions espaials laterals de forma desordenada (atàctica) al llarg de la cadena principal. Té una elevada estabilitat dimensional.

Caracterització

Difracció de raigs-X:

Mètodes espectromètrics:

Descripció:

L'espectre d'IR s'ha realitzat a partir de mesures d'absorbància. A 3027 cm^-1 apareixen vàries bandes corresponents als stretchings del grup C-H de l'anell aromàtic.

Les bandes de vibració a 2921 cm^-1 i 2853 cm^-1 pertanyen als stretchings del C-H del Csp³.

Entre 2000 i 1650 cm^-1s'observen les bandes de combinació del grup fenílic. Els pics d'intensitat mitjana corresponents a 1596 cm^-1 i 1490 cm^-1 són de la vibració de l'enllaç C-C de l'anell aromàtic.

A 1448 cm^-1 apareix una banda d'intensitat mitjana corresponent al bending del CH₂.

Entre 1186 cm^-1 i 972 cm^-1 apareixen nombroses bandes d'intensitat variable que pertanyen al bending en el pla de l'enllaç C-H de l'anell aromàtic, mentres que la banda intensa que surt a 752 cm^-1 correspon al bending fora del pla del mateix enllaç C-H.

Propietats generals

Densitat:

1.04 - 1.05 g/cm³

Cristal·linitat:

Amorf

Preu:

1.23 - 1.36 €/kg

Observacions:

És un plàstic transparent, inodor, insípid, amb aspecte de vidre i trenca amb facilitat. Existeixen altres varietats modificades que el fan resistent a l'impacte i també expansible. És el quart termoplàstic més venut.

Propietats mecàniques

Mòdul elàstic (GPa):

1.2 - 2.6 GPa

Coeficient de Poisson:

0.383 - 0.403

Resistència mecànica a compressió:

31.6 - 61.8 MPa

Resistència mecànica a tracció(MPa):

35.9 - 56.5 MPa

Tenacitat a fractura (KIc):

0.7 - 1.1 MPa·m^1/2

Comportament a tracció:

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

Duresa:

A la Temperatura de:	Vikers
T_amb	8.6 - 16.9 HV

Observacions:

Es tracta d'un polímer amb resistència mecànica i duresa mitjana. És fràgil. La resistència a l'impacte augmenta per copolimerització amb polibutadiè. Té molta tendència a fisurar-se per tensió. Pateix termofluència.

Imatges:

Descripció:

Corbes de termofluència del poliestirè a 25 ºC

Propietats elèctriques

Rigidesa dielèctrica:

A la temperatura de:	Rigidesa dielèctrica
T_amb	20·10⁶ V/m

Resistivitat especifica:

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

Constant dielèctrica:

A la temperatura de:	Constant dielèctrica
T_amb	2.5 a 1⁶ Hz

Observacions:

És un bon aïllant elèctric, però lleugerament pitjor que el PE. Té una tendència acusada a les càrregues electroestàtiques, que poden ser eliminades afegint additius antiestàtics.

Propietats tèrmiques

Temperatura de Transició vítria:

73.9 - 110 ºC

Temperatura de fusió:

150 - 243 ºC

Coeficient de dilatació tèrmica lineal:

A la temperatura de:	Coeficient d’expansió lineal
T_amb	50·10^-6 - 83·10^-6 1/ ºC

Conductivitat tèrmica:

A la temperatura de:	Conductivitat tèrmica
T_amb	0.121 - 0.131 W/m·K

Capacitat calorífica específica:

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

Observacions:

És un bon aïllant tèrmic. La seva dilatació tèrmica es mitjana.

Propietats òptiques

Índex de refracció:

1.57 - 1.59

Observacions:

Es tracta d'un material completament transparent amb qualitat òptica. Té una superfície brillant i bona transmissió de la llum.

Propietats tecnològiques

Temperatura mínima d’utilització:

(-123) - (-73.2) ºC

Temperatura màxima d’utilització:

76.9 - 103 ºC

Mecanització:

Mitjà, encara que a vegades presenta problemes.

Soldabilitat:

És un polímer altament soldable excepte amb HF.

Formabilitat:

Bona.

Reciclabilitat:

És un material reciclable.

Observacions:

Té molt bona estabilitat dimensional, baixa contracció en emmotllament i es poden processar fàcilment a baix cost.

Propietats químiques

Resistència als àcids:

Té bona resistència als àcids febles i mitjana als àcids forts (concentrats i/o oxidants).

Resistència als àlcalis:

Té molt bona resistència als àlcalis febles i mitjana als àlcalis forts.

Resistència als dissolvents orgànics:

Té molt baixa resistència als dissolvents orgànics, tant normals com halogenats.

Absorció d’aigua:

Escassa.

Resistència a l’oxigen:

La seva resistència front a l'oxidació a 500 ºC és molt pobre.

Resistència a l’ozó:

No resisteix la intempèrie.

Observacions:

Té molt bona resistència a l'aigua, tant dolça com salada. Es tracta d'un material inflamable que crema desprenent un fum negre dens de dolça olor; es pot millorar afegint additius ignífugs. És sensible a la radiació UV i la seva resistència és mitjana.

Obtenció

Observacions:

Existeixen diverses formes de sintetitzar el PS a partir d'estirè; normalment s'utilitza la polimerització en massa o la polimetització per suspensió, i per a alguns copolímers s'utilitza la polimerització en emulsió, com en el cas de l'ABS.

En la polimerització en massa cal excitar la reacció per a que aquesta es produeixi. Per tant, es realitza mitjançant un tractament tèrmic o bé una polimerització per radicals, en la que s'addicionen iniciadors. En el procés es poden utilitzar dos reactors diferents: el de tipus torre o els proveïts d'agitador.

L'estirè entra al reactor en torre a 80 ºC i conté aproximadament un 30% de material sense polimeritzar. Un cop a la torre les temperatures van augmentant a mesura que el polímer descendeix per la torre, des de 110 ºC a 180 ºC. El poliestirè surt per l'extrem inferior del reactor a 220 ºC en forma de massa viscosa. La part del polímer que resta sense reaccionar que s'elimina amb buit. El poliestirè s'extrueix en forma de cinta o macarró, es refreda i es granula.

En un reactor amb agitació es treballa a temperatures elevades. El monòmer residual s'elimina del polímer mitjançant dispositius especials de desgasificació.

En polimerització per suspensió s'inicia el procés amb estirè, utilitzant-se com a iniciadors peròxids. Comença a 70-90 ºC i acaba a 90-120 ºC a una pressió de 5 bar. Aquest tipus de poliestirè no cal granular, ja que s'obté en forma de perles petites que es separen de l'aigua per centrifugació o filtrat i després es renten i s'assequen.

En presència de radiacions lluminoses, d'oxígen o fins i tot a temperatura ambient, l'estirè tendeix a reaccionar amb ell mateix i polimeritzar; per tant, el seu emmagatzematge es realitza sempre en presència d'agents inhibidors que s'eliminen per destil·lació o extracció abans d'iniciar la polimerització per a obtenir el poliestirè.

Imatges:

Descripció:

El procés transcorre mitjançant una reacció radicalària entre el etilè i el benzè, formant-se etilbenzè. A continuació es sotmet el producte a una deshidrogenació, obtenint-se estirè.

Conformació

Observacions:

El PS és transformat mitjançant emmotllament per injecció, emmotllament per bufat, extrusió, termoconformat, injecció-bufat i enganxat. Es considera que és un material ideal per a ser injectat. Excepte per injecció-bufat, aquests procediments són aptes per a transformar el poliestirè expandint. El PS no es pot soldar amb HF, però si que és soldable per altres processos.

Imatges:

Descripció:

Gransa de PS.

Reciclatge

Observacions:

El PS és un material reciclable.

Imatges:

Descripció:

Símbol de reciclatge per al PS.

Aplicacions

Observacions:

El PS s'utilitza per obtenir làmines, làmines biorientades per a envasos termoconformats, planxes, peces d'aparells de ràdio, televisió, equips electrònics i de comunicación, prismàtics, envasos d'un sol ús per a aliments, cafè, productes cosmètics, medicaments, envasos transparents per a tèxtil, joguets, eines i articles metàl.lics, vasos, ampolles, envasos de mantega, salers, sucrers, estoigs de joieria, imitacions de cristall, bijuteria, pinces, penjarobes, bases de raspalls, coberts d'un sol ús, bolígrafs, caixes per a classificar, instruments de dibuix, xeringues, tubs i caixes de pastilles, pipetes...

Imatges:

Descripció:

El porexpan, envasos de làctics i taps de bolígraffs estan fabricats amb PS

Español

CMEmaterials - Poliestirè

Poliestirè

Pestanyes verticals