Polistirenul

Polistirenul este unul dintre primii polimeri sintetici obținuți la scară industrială. Cunoscut încă din 1845 polistirenul a început să fie produs în anul 1930, dar materialele plastice polistirenice au căpătat o dezvoltare deosebită după cel de-al doilea război mondial.

În 1786 William Nicholson scria "dicționarul chimiei practice și teroretice" în care menționează că un chimist pe nume Neuman a obținut prin distilarea storaxului (un balsam provenit din arboreal Liquambar orientalis) un ulei aromat. În 1839 E. Simon efectuează independent aceeași experinta obținând același ulei pe care-l numește sterol. Prin încălzirea acestui ulei Simon a obținut un produs solid pe care l-a numit sterol oxid. Din acest moment cercetările pentru obținerea stirolului (azi stiren) și a polistirenului s-au extins.

În 1845 M. Glenard și R. Boudault au obținut stiren prin distilarea unei rășini obținute din fructele unui palmier malaiezian iar Hofman și Blythe au obținut polistiren prin încălzirea stirenului la 200A° C, pe care l-au denumit metastiren și au observat că reacția este exotermă.

În anul 1911, chimistul englez Mathews descrie procedeul termic și catalitic de polimerizare a stirenului, cu obținerea de substanțe care pot fi folosite pentru producerea de articole altădată obținute din lemn, sticlă, cauciuc sau celuloid, recunoscând totodată însușirile sale ca izolant electric. Au fost necesare numeroase cercetări pentru punerea la punct a fabricării economice a stirenului și a stocării lui fără polimerizare.Un progres însemnat în problema eliminării polimerizării premature a stirenului în timpul depozitării a fost înregistrat în urmă lucrărilor chimiștilor francezi Mourean și Durafise, care în anul 1922 lucrând în domeniul reacțiilor autocatalitice și al inhibării lor, au găsit numeroase substanțe în deosebi amine aromatice și fenoli, care întârzie polimerizarea stirenului.

Deși încă din anul 1920 s-au pus la punct metode pentru producerea pe scară industrială a stirenului, polistirenul se produce pe scară largă abia din anul 1930. Însă polistirenul obținut a avut însușiri mecanice slabe, a fost casant și s-a îngălbenit cu timpul, din cauza impurităților conținute în stiren ți a tehnicii de polimerizare aflate abia la început.

Producerea industrială a polistirenului este legată practic de fabricarea cauciucului sintetic butadien - stirenic, o data cu care se rezolvă obținerea la scară mare a stirenului. Datorită proprietăților sale remarcabile: transparența, stabilitate chimică ridicată, absorbție aproape nulă de apă, proprietăți dielectrice excelente, polistirenul se afirmă ca un produs de bază în ierarhia materialelor plastice.

Lărgirea producției de polistiren cu noi sortimente rezistente la șoc, de largă folosință pentru fabricarea diferitelor produse industriale și de uz casnic, ca și producerea de polistiren expandat , cu însușiri deosebite că material de izolare termică și acustică, cu utilizări în componența betoanelor ușoare, ca material pentru ambalarea produselor fragile și fine , au făcut ca în prezent polistirenul să ocupe locul al treilea în domeniul producției mondiale de materiale plastice ( după policlorură de vinil și polietilenă). La noi în țară a început producere de polistiren la Combinatul petrochimic Borzești în 1963. De atunci producția de polistiren și copolimeri stirenici s-a dezvoltat prin întrarea în funcțiune a noi capacități de producție la Combinatul petrochimic Pitești.

Polistirenul sau polivinilbenzenul se obține prin polimerizarea în suspensie sau în bloc a stirenului. Masă moleculară variază între 80000 și 120000.

Este un polimer termoplasic,rigid,solubil în acetonă,eter,hidrocarburi aromatice,compuși halogenați și insolubili în apă,acizi și alcooli. Are proprietăți dielectrice foarte bune.

Polistirenul este stabil în temperatura camerei,la acțiunea acizilor concentrați,soluțiilor concentrate de amoniac,de hidroxizi alcalini,glicerină,alcool etilic, uleiuri minerale,fluor,clor, iod, cloramină, peroxid.

Articolele din polistiren rezistă condițiilor de lucru din domeniul sanitar și igienic.

Are o rezistență termică scăzută(~8000C).

Industrial se produc trei tipuri de polistiren:

Polistiren de uz general, obținut numai din stiren; este incolor,transparent și se poate colora. Este prelucrat mai ales prin injecție, în scopul obținerii de ambalaje,că:pahare, cutii, capace filetate pentru sticle, role pentru benzi de magnetofon,stilouri, creioane cu pastă. Din polistiren nu se obțin flacoane și butelii. De aceea, polistirenul este folosit la obținerea de ambalaje, mai ales pentru forme farmaceutice tari și moi. Pentru lichide se pot folosi ambalaje sub formă de pahare, dacă se închid cu capace din produse macro-moleculare mai moi, că polietenă. Ambalajele din polistiren sunt recomandate pentru păstrarea în timp îndelungat a unguientelor care conțin vaselină,glicerină, ulei de floarea soarelui și a preparatelor farmaceutice conținând iod, mentol, bromcamfor, ulei de vaselină. Frecvent, sunt folosite pentru prepararea sub formă de pulberi, granule, tablete, grageuri, și pilulu.

Polistiren rezistent la șoc, obținut prin copolimerizarea stirenului cu butadienă:având proprietăți fizicop-mecanice superioare, este folosit la obținerea articolelor tehnice, rezistente la șoc. Rezistent la șoc este copolimerul polistiren-acrilonitril.

Polistiren expandat, obținut prin tratarea perlelor de polistiren(rezultate la polimerizarea în suspensie) cu n- butan sub presiune,urmată de încălzirea lor(în forme), când are loc expandarea (creșterea diametrului perlelor și sudarea lor). Produsul rezultat sub formă de blocuri celulare are greutatea specifică foarte mică 0,075 (mai mică decât a plutei). Este folosit la ambalaje pentru piese casabile sau ușor deformabile , de exemplu pentru flacoane din sticlă și ca material izolator termic și fonic.

Astăzi polistirenul se obține prin toate metodele cunoscute: polimerizare în bloc, soluție, suspensie și emulsie. În afară homopolistirenului, pentru îmbunătățirea proprietăților acestuia se fabrică: copolimeri cu acrilonitrilul sau alți comonomeri, polistiren rezistent la șoc ( prin compoundare cu cauciucuri sau prin plastifiere), polistiren expandat, copolimer ABS, polistiren armat cu fibre de sticlă etc.