Polistyren - czym jest? Właściwości i zastosowanie polistyrenu

PolistyrenPolistyren to materiał, którym otaczamy się każdego dnia, mamy go w kuchni, w łazience, w salonie, a nawet na zewnętrznych ścianach budynków. Jest łatwopalny i nie ulega naturalnemu rozkładowi w środowisku, a jednak nie wyrażamy sobie życia bez niego. Polistyren jest jednym z najbardziej wszechstronnych tworzyw o różnorakich zastosowaniach, od przedmiotów codziennego użytku, po opakowania leków i ocieplenie budynków. Zobacz, jakie ma właściwości, do jakich produkcji przedmiotów jest stosowany oraz dlaczego nie powinien mieć kontaktu z żywnością wysokotłuszczową.

Polistyren, czyli najpopularniejsze tworzywo sztuczne ma szerokie zastosowanie w budownictwie, produkcji wszelkiego rodzaju opakowań, naczyń ze szkła bezpiecznego, sprzętów elektronicznych, a także w aranżacji wnętrz. Otaczamy się nim w domu i pracy i nie wyobrażamy sobie życia bez niego.

Czym jest polistyren?

Polistyren jest tworzywem sztucznym o właściwościach termoplastycznych, które powstaje w procesie polimeryzacji monomerów styrenu, będącego organicznym związkiem chemicznym składającym się wyłącznie z węgla i wodoru.

Ma bardzo wysoką masę cząsteczkową. Poddany wysokiej temperaturze szybko ulega stopieniu, nawet jeśli zabierzemy od niego źródło ciepła. Jest łatwopalny i rozpuszcza się w benzynie, dwusiarczku węgla, a także pod wpływem niektórych tłuszczów.

Polistyren pod wpływem wysokiej temperatury staje się elastyczny i można go dowolnie formować. Ponadto rozgrzany można barwić, polerować i szlifować. Z rozgrzanego i spienionego polistyrenu powstaje styropian i styrodur. Z barwionego zabawki, meble ogrodowe, klosze lamp i wiele innych przedmiotów codziennego użytku. Jest wykorzystywany do produkcji nietłukącego się szkła, a także wszelkiego rodzaju obudów np. sprzętu AGD i RTV.

Produkty z niego powstałe są oznaczone symbolem "PS".

Właściwości polistyrenu

  1. Dość twardy co nie oznacza, że nie można go uszkodzić.
  2. Mało elastyczny, ostudzony ma bardzo niski współczynnik elastyczności, ale po ponownym rozgrzaniu można mu nadać dowolny kształt.
  3. Przezroczysty po polimeryzacji, czyli w stanie, w jakim został wyprodukowany, jest transparentny, dopiero pod wpływem barwników zyskuje kolor.
  4. Łatwo nadać mu barwę, ponieważ w stanie ciekłym szybko łączy się z barwnikami.
  5. Nie jest odporny na wysokie temperatury, pod ich wpływem zaczyna się topić już w 75 oC, nawet kiedy zabierzemy go od źródła ciepła, topi się do czasu ostygnięcia.
  6. Łatwopalny, bardzo szybko zajmuje się ogniem w temperaturze 130 - 140 C, pali się żółto-pomarańczowym płomieniem i kopci na czarno. Dym z polistyrenu jest szkodliwy dla środowiska i naszego zdrowia.
  7. Łatwo się odkształca, szczególnie w cieple.
  8. Jest odporny na wilgoć i nie przepuszcza wody.
  9. Spieniony i ostudzony, jest doskonałym izolatorem termicznych i w tej formie jest wykorzystywany do ocieplania budynków. Spieniony polistyren znamy jako styropian.
  10. Pęka naprężeniowo, ze względu na małą elastyczność, naprężony pęka, co można zaobserwować na płycie styropianu czy kawałku plastiku.
  11. Jest odporny na ścieranie.
  12. Elektryzuje się.

Zastosowania polistyrenu

Polistyren ma bardzo wszechstronne zastosowanie, znajdziemy go w większości przedmiotów codziennego użytku. Mimo że przemysł powoli odchodzi od tworzyw sztucznych i starają się je zastąpić organicznymi, to trudno nam sobie wyobrazić życie bez polistyrenu. Korzystamy z niego każdego od samego rana do późnej nocy, wewnątrz i na zewnątrz domu, w samochodzie, komunikacji miejskiej i w pracy. Powstaje z niego 90% przedmiotów codziennego użytku, a co dokładnie sami zobaczcie. Szczotki do włosów i szczoteczki do zębów, opakowania kosmetyków, biżuteria, zabawki, obudowy telefonów, komputerów, sprzętu AGD i RTV, leków, jest nawet składnikiem bezpiecznego szkła, czyli takiego które, nawet kiedy zostanie stłuczone, nie rozpada się na ostre kawałki. Znajdziemy go również wewnątrz mebli tapicerowanych, materaców rehabilitacyjnych i tych przeciwodleżynowych, a także w pluszakach.

Z czystego polistyrenu nie powinno się natomiast produkować naczyń, ponieważ bez dodatkowej obróbki ma on mała odporność chemiczną i może się rozpuszczać w niektórych tłuszczach. A przecież nie chcemy jeść potraw doprawionych tworzywem sztucznym.

Polistyren w budownictwie

Znajduje zastosowanie w budownictwie i obecnie jest jednym z najpopularniejszych materiałów ociepleniowych. Jak już wspomnieliśmy spieniony i podgrzany parą wodną, a następnie ostudzony to nic innego jak dobrze nam znany styropian, którym ocieplamy ściany budynków. W podobny sposób powstaje również polistyren ekstrudowany, znany nam pod nazwą styrodur i oznaczany symbolem XPS. Jest on twardszy od styropianu, ma większą odporność na wilgoć, uszkodzenia mechaniczne i ściskanie. Może być stosowany w miejscach narażonych na większe obciążenie.

Polistyren w aranżacji wnętrz

W aranżacji wnętrz polistyren jest wykorzystywany głównie pod postacią transparentnych, półprzezroczystych i mlecznych płyt, imitujących szkło. W takiej formie stosowany jest w zastępstwie szyb w drzwiach wewnętrznych, a także jako wypełnienie frontów witryn w meblach kuchennych i łazienkowych. Jest on bezpieczniejszy pod klasycznego szkła, ma większą odporność na stłuczenia i jest wyjątkowo lekki. W tej formie jest nam znany jako szkło polimerowe.

Polistyren w granulacie

Polistyren spieniony jest również dostępny pod postacią granulek o średnicy od 2 do 10 mm. Ma on zastosowanie w budownictwie jako lekkie kruszywo, które wsypujemy do betonu jako wypełniacz. Jest też stosowany jako wypełnienie mebli tapicerowanych, które charakteryzują się dużą elastycznością i łatwo dopasowują do naszego ciała. Granulki polistyrenowe spotkamy też w materacach przeciwodleżynowych i rehabilitacyjnych. To właśnie dzięki wypełnieniu tym tworzywem są wyjątkowo wygodne i mają niską wagę.

Granulki polistyrenu są również stosowane jako wypełnienie zabawek pluszowych. A pluszaki z takim wnętrzem są lekkie i mięciutkie, jednak ich czar pryśnie kiedy się rozerwą i styropianowe kulki się wydostaną na zewnątrz. Są one wyjątkowo trudne do uprzątnięcia, ze względu na niską wagę i elektryzowanie.

Wykorzystanie polistyrenu w granulacie

  1. Ocieplenie ścian od wewnątrz - jest doskonały do ocieplenia ścian i szczelin w ścianach w trudno dostępnych miejscach. W tym wypadku wystarczy je wsypać i zabezpieczyć przed wypadnięciem.
  2. Sezonowe ocieplenie nieszczelnych okien - ponadto możemy je stosować jako sezonowe ocieplenie okien, w tym celu szyjemy wąski wałek, o średnicy umożliwiającej umieszczenie go między ramą okna a glifem. Jeden jego koniec zszywamy, potem drugim końcem dosypujemy granulat, zabezpieczamy niezszyty brzeg i przymierzamy do okna. Jeśli wszystko pasuje, zszywamy na stałe drugi koniec wałka i umieszczamy w miejscu, które ocieplamy. Uwaga nie wypełniamy naszego wałka na sztywno, ponieważ trudno będzie nam go umieścić, powinien on być w całości wypełniony granulkami, ale nie na sztywno. Miękkim wałkiem łatwiej będzie uszczelnić wszystkie szczeliny, ponieważ jest bardziej elastyczny.
  3. Wypełnienie dekoracji i poduszek dekoracyjnych - jeśli szukasz lekkiego i antyalergicznego wypełnienia poduszek dekoracyjnych lub wszelkich dekoracji tekstylnych, granulki polistyrenu doskonale się sprawdzą w tej roli. Nie przyciągają kurzu i nie mnożą się na nich kolonie roztoczy, grzybów i pleśni.
  4. Wypełnienie poduszek ogrodowych - taki granulat doskonale się sprawdzi jako wypełnienie poduszek ogrodowych. Nie straszne mu wieczorna wilgoć, promienie słoneczne, a nawet letni deszcz. Szybko schnie, a zabezpieczony tkaniną zewnętrzną, nie ulegnie zniszczeniu przez wiele lat. Jest lekki, a wypełnione nim poduszki są elastyczne, więc bez problemu przechowasz je w sezonie zimowym.

Jak widać polistyren, występuje pod kilkoma postaciami i ma bardzo wszechstronne zastosowanie, nie bez powodu rozpala wyobraźnie producentów materiałów budowlanych i wynalazców. Kupując materiał w formie granulatu, możemy dla niego znaleźć wiele zastosowań w domu i ogrodzie. Z kolei ten formie płyt może być stosowany na wiele sposobów w budownictwie, ale także w domu jako izolator termiczny np. w celu odizolowania lodówki od grzejnika lub piekarnika, choć zawsze trzeba uważać na jego łatwopalność.

FAQ - Polistyren

Czym jest polistyren i jak powstaje?
Polistyren to tworzywo sztuczne o właściwościach termoplastycznych, powstające w wyniku polimeryzacji styrenu - związku zbudowanego z węgla i wodoru. Wyróżnia się dużą masą cząsteczkową oraz łatwością formowania po podgrzaniu. Jest szeroko stosowany ze względu na swoją wszechstronność i niskie koszty produkcji. Znajduje zastosowanie m.in. w produkcji styropianu, opakowań, zabawek i obudów sprzętu elektronicznego.
Jakie są główne właściwości fizyczne polistyrenu?
Polistyren jest tworzywem dość twardym, ale mało elastycznym - szczególnie w niskich temperaturach. Jest przezroczysty, łatwy do barwienia, lekki i odporny na wilgoć. Topi się w stosunkowo niskiej temperaturze (ok. 75°C) i łatwo się odkształca, co umożliwia jego formowanie. Warto jednak pamiętać, że jest łatwopalny i wydziela toksyczny dym przy spalaniu.
Do czego najczęściej wykorzystuje się polistyren?
Polistyren znajduje szerokie zastosowanie w życiu codziennym i przemyśle. Stosuje się go w produkcji opakowań, elementów AGD, zabawek, szczotek, ram okiennych, a także jako wypełnienie mebli i materaców. W budownictwie wykorzystywany jest w formie styropianu i styroduru jako materiał izolacyjny. W aranżacji wnętrz pojawia się jako bezpieczna alternatywa dla szkła w drzwiach i meblach.
Czym różni się styropian od styroduru?
Styropian (EPS) to spieniony polistyren o porowatej strukturze, lekki i powszechnie stosowany do ociepleń ścian. Styrodur (XPS) jest bardziej zbity i wytrzymały, ma lepszą odporność na wilgoć i ściskanie. Dzięki tym właściwościom sprawdza się w miejscach narażonych na większe obciążenia, jak fundamenty czy dachy. Oba materiały różnią się technologią produkcji i zakresem zastosowań.
Czy polistyren można stosować w kontakcie z żywnością?
Polistyren w czystej postaci nie jest zalecany do kontaktu z żywnością, zwłaszcza wysokotłuszczową. Może ulegać rozpuszczeniu w tłuszczach, uwalniając szkodliwe związki chemiczne. Istnieją jednak odpowiednio przystosowane wersje PS, które spełniają normy do pakowania żywności. Warto zwracać uwagę na oznaczenia materiałów i unikać podgrzewania jedzenia w opakowaniach z polistyrenu.
Jakie są zalety polistyrenu jako izolatora?
Polistyren, szczególnie w formie spienionej, wykazuje bardzo dobre właściwości termoizolacyjne. Jest odporny na wilgoć i nie przepuszcza wody, co czyni go skutecznym materiałem do ociepleń budynków. Jest także lekki, łatwy w montażu i stosunkowo tani. Dzięki tym cechom stał się jednym z najpopularniejszych materiałów izolacyjnych w budownictwie.
Czy polistyren jest przyjazny dla środowiska?
Polistyren nie ulega biodegradacji i może zanieczyszczać środowisko przez setki lat. Jego spalanie w niekontrolowanych warunkach powoduje emisję szkodliwych substancji. Choć materiał ten nadaje się do recyklingu, w praktyce rzadko trafia do przetworzenia. Z tego względu ważne jest ograniczanie jego stosowania oraz odpowiednia segregacja odpadów.
Jak wykorzystuje się polistyren w formie granulatu?
Granulat polistyrenowy znajduje zastosowanie m.in. jako wypełnienie poduszek, mebli, zabawek oraz w budownictwie jako lekki izolacyjny wypełniacz. Jest elastyczny, lekki, antyalergiczny i odporny na wilgoć, co czyni go praktycznym materiałem do różnych zastosowań domowych i zewnętrznych. Granulki są też używane do uszczelniania okien czy ocieplania trudno dostępnych miejsc. Trzeba jednak uważać, ponieważ są trudne do posprzątania i łatwo się elektryzują.
Dlaczego polistyren mimo wad wciąż jest tak popularny?
Polistyren zawdzięcza swoją popularność niskim kosztom produkcji, łatwości formowania i szerokiemu zakresowi zastosowań. Jest lekki, dostępny w wielu postaciach i można go łatwo barwić oraz przetwarzać. Choć ma wady - jak łatwopalność czy brak biodegradowalności - jego zalety wciąż przeważają w wielu sektorach przemysłu. Dlatego wciąż jest jednym z najczęściej wykorzystywanych tworzyw sztucznych.

Komentarze