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Polistirene

Molecola di stirene. C in nero, H in bianco.
L'esagono tratteggiato indica l'anello aromatico,
il doppio trattino il doppio legame C=C

Il polistirene si prepara per polimerizzazione dello stirene, C8H8 (formula a lato). La molecola di stirene contiene un anello aromatico −C6H5, una struttura molto comune in chimica organica, e un gruppo vinile, −CH=CH2, con un doppio legame C=C.

Tutti i monomeri che contengono il gruppo vinile, compreso lo stirene, possono polimerizzare. Il doppio legame C=C si apre, lasciando solo un legame semplice, e gli elettroni sono usati per formare legami con le altre molecole e formare la catena del polimero.

Il polistirene (sigla PS) è una delle materie plastiche più usate. Lo stirene ha basso costo e la polimerizzazione è facile, per cui il PS si caratterizza come una delle plastiche più economiche.

Il polistirene solido è vetroso e non cristallino. Non può cristallizzare a causa di irregolarità stereochimiche nella catena. Per riscaldamento rammollisce a temperature relativamente basse (intorno a 80°C) e può essere lavorato facilmente.

Il polistirene è usato come materia plastica di uso generale. Per il basso costo, è indicato per oggetti grandi di valore relativamente basso, come involucri esterni di apparecchiature, mobili, piatti e stoviglie usa-e-getta. Le proprietà meccaniche del PS sono abbastanza buone, e le superfici sono lisce e lucide. I principali difetti sono una certa fragilità, dovuta allo stato vetroso, e la tendenza a scurire nel tempo per degradazione chimica. Per questo il suo uso tende a declinare, sostituito da polimeri più moderni.

Dove il PS non teme concorrenza, perché il prezzo conta più della qualità, è nel settore dell'imballaggio. Quasi tutti i beni che si trasportano e vendono imballati, per esempio elettrodomestici, sono contenuti in casse o altri contenitori di polistirene, che dopo il breve tempo di uso finiscono nei rifiuti.

Una variante molto interessante è il polistirene espanso, un materiale leggerissimo ottenuto facendo sviluppare bolle di gas prima che il polistirene liquido solidifichi. Il materiale è costituito in massima parte da cavità vuote e chiuse, separate da sottili pareti di polistirene.

Il polistirene espanso è prodotto in gran quantità come trucioli per il riempimento di imballaggi, che assicurano il riempimento in volume e la resistenza agli urti, con un peso trascurabile. Come materiale continuo, può formare pannelli anche grandi, scatole, pezzi sagomati di qualsiasi forma, adattata al contenuto da imballare. Questi oggetti di polistirene espanso sono ottimi isolanti: isolano da urti e dall'elettricità; dall'umidità, dal rumore e dal calore. Sono quindi ottimi, ad esempio, come intercapedini per pareti, per il rivestimento di frigoriferi e per scatole per trasportare i gelati.

Oltre che polimero puro, il polistirene è la base per un gran numero di polimeri modificati e copolimeri a base di stirene. Con formulazioni adatte, si ottengono i materiali più vari: plastiche speciali, gomme, fibre.