PS: Polystyrol

CTP

Standard-Thermoplaste

Allgemeine Eigenschaften

Kurzer Name: PS

Bezeichnung: Polystyrol

Chemische Formel: (C8H8)n


Polystyrol (PS) kann amorph oder teilkristallin sein. In seiner amorphen Form wird dieser thermoplastische Kunststoff in vielen Bereichen des täglichen Lebens verwendet. In seiner expandierten Form (expandiertes Polystyrol - EPS oder PS-E) dient es als Isoliermaterial. Es gibt ataktisches, syndiotaktisches und isotaktisches Polystyrol. Das handelsübliche amorphe PS ist ataktisch. Die isotaktischen und syndiotaktischen Typen sind teilkristallin und schmelzen bei 240 °C bzw. 270 °C*. Isotaktisches Polystyrol kristallisiert jedoch sehr langsam und spielt daher in der industriellen Verarbeitung keine Rolle. Syndiotaktisches PS kristallisiert schnell genug und kann im Spritzgussverfahren verarbeitet werden.

Strukturformel

Chemische Struktur von Polyethylen, mit sich wiederholenden Einheiten und einem Benzolring, zur Veranschaulichung der Polymerisation für materialwissenschaftliche Studien.

Eigenschaften

GlasübergangstemperaturDer Glasübergang gilt als eine der wichtigsten Eigenschaften amorpher und teilkristalliner Materialien, wie z.B. anorganische Gläser, amorphe Metalle, Polymere, Pharmazeutika und Lebensmittel, usw., und bezeichnet den Temperaturbereich, in dem sich die mechanischen Eigenschaften des Material von einem harten und spröden Zustand in einen weicheren, verformbaren oder gummiartigen Zustand ändern.Glasübergangstemperatur80 bis 105 °C
Schmelztemperaturen und SchmelzenthalpienDie Schmelzenthalpie einer Substanz, auch bekannt als latente Wärme, stellt ein Maß der Energiezufuhr dar, typischerweise Wärme, welche notwendig ist, um eine Substanz vom festen in den flüssigen Zustand zu überführen. Der Schmelzpunkt einer Substanz ist die Temperatur, bei der die Substanz von einem festen (kristallinen) in den flüssigen Zustand (isotrope Schmelze) übergeht.Schmelztemperatur-
Schmelz-Enthalpie-
Zersetzungstemperatur415 bis 425 °C
Elastizitätsmodul3100 bis 3300 MPa
Koeffizient der linearen thermischen Ausdehnung50 bis 70 *10-6/K
Spezifische Wärmekapazität (cp)Die spezifische Wärmekapazität oder Wärmekapazität ist eine messbare physikalische Größe, die dem Verhältnis der einem Objekt zugeführten Wärme zur resultierenden Temperaturänderung entspricht.Spezifische Wärmekapazität1,3 J/(g*K)
WärmeleitfähigkeitDie Wärmeleitfähigkeit (λ mit der Einheit W/(m•K)) beschreibt den Transport von Energie - in Form von Wärme - durch einen Körper aufgrund eines Temperaturgefälles.Wärmeleitfähigkeit0,14 bis 0,18 W/(m*K)
DichteDie Massen-Dichte ist definiert als Verhältnis zwischen Masse und Volumen.Dichte1,05 g/cm³
MorphologieAmorpher oder halbkristalliner Thermoplast
Kennzeichnungtransparent
Allgemeine EigenschaftenKristallklar und hart, gut beständig gegen wässrige Basen und Mineralsäuren
VerarbeitungSpritzgießen und Blasformen, Extrusion
AnwendungenElektrotechnik, Bauindustrie (z. B. expandiertes Polystyrol), Lebensmittelindustrie (z. B. Verpackungen), Konsumgüter des täglichen Bedarfs (z. B. CD-Hüllen, Kleiderbügel)
ModifikationenCo-Po mit PE, farbig, Polymerschaum (EPS)
HerstellerStyrolution, Styron, Sabic, Nova Chemicals

NETZSCH Messung

DSC-Diagramm, das den Wärmefluss während der ersten und zweiten Erwärmung anzeigt und die Mittelwerte bei 83,9°C und 87,5°C mit den Werten der spezifischen Wärmekapazität angibt.
Probenmasse12,36 mg
Heizraten10 K/min
TiegelAl, gelochter Deckel
AtmosphäreN2 (40 ml/min)

Auswertung

Dieses Beispiel zeigt amorphes PS. Es wurden Glasübergangstemperaturen bei 84 °C (erste Aufheizung, blau, Mittelpunkt) und 88 °C (zweite Aufheizung, rot, ebenfalls Mittelpunkt) beobachtet, die jeweils von Relaxationspeaks überlagert werden. Die Relaxationsspitzen sind bei der ersten Aufheizung deutlicher ausgeprägt als bei der zweiten. Die erste Aufheizung zeigt eine weitere leichte Welle nach dem Relaxationspeak, was auf die Beseitigung zusätzlicher Spannungen hinweist. Die Stufenhöhen (Δcp) lagen bei 0,32 J/(g-K) (erste Aufheizung) und 0,29 J/(g*K) (zweite Aufheizung).

Literatur

  1. [1]

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