El poliestireno  (RC-38)

A. Cañamero

El poliestireno es un plástico que se obtiene por un proceso denominado polimerización, que consiste en la unión de muchas moléculas pequeñas para lograr moléculas muy grandes. La sustancia obtenida es un polímero y los compuestos sencillos de los que se obtienen se llaman monómeros. Fue obtenido por primera vez en Alemania por la I.G. Faberindustrie, en el año 1930. Es un sólido vítreo por debajo de 100 ºC; por encima de esta temperatura es procesable y puede dársele múltiples formas.

Código de identificación de los plásticos

Todos los objetos de plástico llevan un símbolo y un código que indica el tipo de plástico del que está hecho

El número 6 y las siglas PS indican que se trata de poliestireno. El triángulo con flechas indica que se trata de un plástico reciclable (en ningún caso significa que el objeto esté hecho con plástico reciclado)

El monómero utilizado como base en la obtención del poliestireno es el estireno (vinilbenceno): C6 H5 – CH = CH2

Obtención del poliestireno

A escala industrial, el poliestireno se prepara calentando el etilbenceno (C6 H5 – CH2 - CH3) en presencia de un catalizador para dar lugar al estireno (C6 H5 – CH = CH2). La polimerización del estireno requiere la presencia de una pequeña cantidad de un iniciador, entre los que se encuentran los peróxidos, que opera rompiéndose para generar un radical libre. Este se une a una

molécula de monómero, formando así otro radical libre más grande, que a su vez se une a otra molécula de monómero y así sucesivamente. Finalmente se termina la cadena por reacciones tales como la unión de dos radicales, las cuales consumen pero no generan radicales.

Iniciador Rad *

Rad * + CH = CH2 *CH - CH2 - Rad     | |    C6 H5 C6 H5

  RadCH2 – CH * + CH2 = CH RadCH2 – CH - CH2 - CH * … poliestireno (PS) |   | | |

C6 H5     C6 H5 C6 H5 C6 H5

Propiedades del poliestireno

Hay que tener en cuenta que, además de los enlaces covalentes que mantienen unidas a las moléculas de los monómeros, suelen producirse otras interacciones intermoleculares e intramoleculares que influyen notablemente en las propiedades físicas del polímero, que son diferentes de las que presentan las moléculas de partida. El poliestireno, en general, posee elasticidad, cierta resistencia al ataque químico, buena resistencia mecánica, térmica y eléctrica y baja densidad.

El poliestireno es un polímero termoplástico. En estos polímeros las fuerzas intermoleculares son muy débiles y al calentar las cadenas pueden moverse unas con relación a otras y el polímero puede moldearse. Cuando el polímero se enfría vuelven a establecerse las fuerzas intermoleculares pero entre átomos diferentes, con lo que cambia la ordenación de las cadenas.

Transformación del poliestireno y aplicaciones

Las técnicas de transformación más utilizadas en la transformación de los plásticos son:

Extrusión: el polímero es calentado y empujado por un tornillo sin fin y pasa a través de un orificio con forma de tubo. Se producen por extrusión tuberías, perfiles, vigas y materiales similares.

Inyección: El polímero se funde con calor y fricción y se introduce en un molde frío donde el plástico solidifica. Este método se usa para fabricar objetos como bolígrafos, utensilios de cocina, juguetes, etc.

Extrusión con soplado: En primer lugar se extrusiona un tubo de plástico que se introduce en un molde que se cierra alrededor del plástico. Entonces se introduce aire dentro del tubo de plástico, el cuál se ve obligado a adquirir la forma del molde. Esta es la forma en que se obtienen las botellas de plástico.

 Usos del poliestireno y modos de obtención

MÉTODO DE FABRICACIÓN

USOS

Moldeo Por inyección

JuguetesCarcasas de radio y televisiónPartes del automóvilInstrumental médicoMenaje domésticoTapones de botellasContenedores

Moldeo por soplado

BotellasContenedoresPartes del automóvil

Extrusión

Películas protectorasPerfiles en generalReflectores de luzCubiertas de construcción

Extrusión y termoconformado

Interiores de frigoríficosEquipajesEmbalajes alimentariosServicios desechablesGrandes estructuras del automóvil

El poliestireno del futuro

Hay una clase de poliestireno que recibe el nombre de sindiotáctico. Es diferente porque los grupos fenilo de la cadena polimérica están unidos alternativamente a ambos lados de la misma. El poliestireno “normal” o poliestireno atáctico no conserva ningún orden con respecto al lado de la cadena donde están unidos los grupos fenilos. El “nuevo” poliestireno es cristalino y funde a 270 ºC, pero es mucho más costoso.

El estireno también puede polimerizar con otros monómeros como el caucho polibutadieno, obteniendo un tipo de copolímero llamado copolímero de injerto, cuya estructura confiere nuevas propiedades que el poliestireno normal no posee. Es más fuerte, no quebradizo y capaz de soportar impactos más violentos sin romperse. Este material se conoce como poliestireno de alto impacto HIPS.

Poliestireno de alto impactoEl Poliestireno de Alto Impacto es una de las variedades existentes dentro de los poliestirenos. Dado que el Poliestireno es un polímero muy frágil a temperatura ambiente, se modifica mediante la adición de polibutadieno, para mejorar su resistencia al impacto. Se designa comúnmente como HIPS (HIPS, High Impact Polystyrene) o PSAI (PSAI, Poliestireno de Alto Impacto).

Contenido

1 Polimerización 2 Estructura química 3 Características del Poliestireno de Alto Impacto 4 Procesos de conformado 5 Aplicaciones 6 Reciclaje 7 Nombres comerciales

editar Polimerización

El Poliestireno de Alto Impacto es un polímero de adición, conformado por unidades repetitivas de estireno y butadieno.

editar Estructura química

Para mejorar la resistencia al impacto del poliestireno se adiciona polibutadieno y acrilonitrilo a la mezcla; el polibutadieno es injertado en el poliestireno, formando un polímero con estructura de injerto. El acrilonitrilo y el butadieno son los compuestos que oponen resistencia a fuerzas mecánicas

editar Características del Poliestireno de Alto Impacto

El Poliestireno de Alto Impacto es un polímero que se caracteriza por:

1. Mejor resistencia al impacto que el poliestireno sin modificar.2. Es opaco, debido a la adición de polibutadieno.3. Muy buena procesabilidad, es decir, se puede procesar por los métodos de

conformado empleados para los termoplásticos, como inyección y extrusión.4. Copia detalles de molde con gran fidelidad.

editar Procesos de conformado

Se puede procesar por los métodos de conformado empleados para los termoplásticos, como son: moldeo por inyección y extrusión.

editar Aplicaciones

Algunas de sus aplicaciones son:

Componentes para automóviles. Juguetes. Maquinillas de afeitar desechables. Teclados y periféricos para el PC. Artículos para el hogar. Teléfonos.

Envases de productos lacteos.

editar Reciclaje

Este material puede ser reciclado, al igual que los demás termoplásticos. Puede ser identificado con el siguiente símbolo:

HIPS

El Poliestireno de Alto Impacto es también reciclable, al igual que otros termoplásticos, como el Polietileno, Polipropileno o Poliestireno.

editar Nombres comerciales

Algunos nombres comerciales del Poliestireno de Alto Impacto son: POLYSTYROL (Basf) y STYRON (Dow Chemical).