polistiròlo

Descrizione generale

sm. [sec. XX; poli-+stirolo]. Polimero termoplastico ottenuto per polimerizzazione dello stirene o stirolo. Viene detto anche polistirene. Lo stirene tende a polimerizzare facilmente anche a temperatura ambiente in presenza o no di catalizzatori. In pratica il campo di temperature usate varia tra 80 e 140 ºC in presenza di iniziatori di catena; le temperature più basse favoriscono pesi molecolari più elevati; la velocità di reazione può inoltre essere controllata con sostanze attivatrici di riduzione. Si possono quindi ottenere pesi molecolari che vanno da valori di 30.000 a oltre 5 milioni. Il polistirolo commerciale, con pesi molecolari attorno a 125.000, si presenta di color chiaro, trasparente, con un potere trasmittente della luce del 90%, inferiore solo a quello del polimetilmetacrilato; punto di rammollimento di ca. 100 ºC; temperatura di distorsione di 85 ºC; carico di rottura di 600 kg/cm²; densità 1,05. Presenta buona resistenza ad acidi, alcali, alcoli, scarsa invece nei confronti di chetoni e idrocarburi aromatici; ha stabilità dimensionale a temperatura ambiente ed eccellenti proprietà dielettriche.

Tecniche di produzione

Sebbene possa essere polimerizzato utilizzando tutte le tecniche in uso, quella applicata è scelta sulla base di motivazioni economiche dovute ai costi di investimento degli impianti e ai costi di esercizio. I due processi più usati sono la polimerizzazione in soluzione (solvente etilbenzene) e in sospensione (in acqua). Il primo metodo garantisce in linea generale minori residui monomerici (non polimerizzati) e prodotti di più elevata purezza, ma è meno efficiente dal punto di vista della dispersione del calore prodotto dalla reazione (che deve essere rilasciato per evitare che l'ambiente di reazione si riscaldi troppo, con effetti negativi sulla lunghezza delle catene polimeriche ottenute). Il cosiddetto polistirolo espanso viene ottenuto aggiungendo, prima di condurre la reazione di polimerizzazione in sospensione, un agente, quale per esempio l'isopentano o il normalpentano, capace di provocare l'espansione del polimero in formazione: la vaporizzazione del pentano, altamente volatile, determina l'espansione dei semi di materiale e la formazione della tipica struttura cellulare del polistirolo espanso. Di norma il polistirolo non viene additivato con plastificanti e riempitivi, ma solo con coloranti, pigmenti e lubrificanti; viene additivato di un plastificante ad alto punto di fusione (il bifenile clorurato) per impieghi nel campo elettrico ad alta frequenza. In conseguenza della scarsa resistenza alla luce, che per effetto fotochimico catalizza l'ossidazione di gruppi insaturi residui, il polistirolo è sovente addizionato con stabilizzanti tipo ammine. Le tecniche di trasformazione sono essenzialmente per stampaggio ed estrusione, comprendenti anche i monofilamenti e i film orientati ad alto carico di rottura. Trova quindi impiego, oltre che nell'industria, in quasi tutti i campi dato il suo basso costo: accessori interni di frigoriferi, film per imballaggio, oggetti per uso domestico, giocattoli ecc. I polistiroli a bassi pesi molecolari sono impiegati nel campo delle vernici come componenti delle pitture alchidiche alle quali conferiscono un'elevata rapidità di essiccamento. Per migliorare la resistenza all'urto è posto in commercio un tipo modificato, ricavato per mescola ad alta temperatura con il copolimero butadienestirolo che ha caratteristiche elastomeriche; esso è impiegato per carcasse di televisori, elettrodomestici, cruscotti per auto, parti navali ecc. I polistiroli vengono utilizzati, infine, anche nelle costruzioni edili per l'isolamento termico.

W. A. Lee, G. J. Knight, J. Brandup, E. H. Immergut, Polymer Handbook, New York, 1966; G. Natta, F. Danuso, Stereoregular Polymers and Stereospecific Polymerisation, New York, 1967; J. E. Hanck, in “Modern Plastic”, vol. XLVI, 1969; G. Henrici Olivé, S. Olivé, Polimerizzazione, Torino, 1972.