Encyklopedie plastů: polystyreny (PS)

Tentokrát se zaměříme na skupinu polystyrenových plastů, konkrétně na standardní polystyren (PS), expandovatelný polystyren (EPS) a houževnatý polystyren (HIPS). Polystyrenové hmoty patří mezi nejpoužívanější plasty na světě. V celosvětovém měřítku výroby plastů tvoří objem cca 9–10 %. K čemu je používáme? A co třídění a recyklace? Více prozradí Plastivěda!

Styrenové plasty patří do skupiny termoplastů. Produktem polymerace styrenu je polystyren a dále tam patří jeho kopolymery. Mezi hlavní výhody styrenových plastů patří nízká cena i hmotnost a snadná tvarovatelnost.

Základní dělení, vlastnosti a použití polystyrenových plastů

Základem všech druhů polystyrenových plastů je styren – velmi hořlavá látka. Rozlišujeme 3 základní druhy polystyrenů.

Standardní polystyren (PS, označovaný také jako GPPS – z angl. General Purpose Polystyrene – či krystalový)

Polystyren pro běžné užití je vzhledově podobný plexisklu – je čirý a křehký, skvěle formovatelný, současně je teplotně stabilní, má nízkou hmotnost (proto je ideální na výrobu prostřednictvím vstřiku do forem).
Tento druh polystyrenu je používán především pro svoje optické vlastnosti – má vynikající průhlednost, vysoký lesk (proto se mu někdy říká krystalický).

Pevnost standardního polystyrenu ovlivňuje teplota a čas expozice, není náchylný na vzdušnou vlhkost, odolává teplotám do cca 60 °C (až 90 °C). Má dobré elektrické a dielektrické vlastnosti, má sklon ke korozi za napětí.
Nepodléhá působení běžných neoxidujících kyselin, louhů, alkoholů, roztoků solí a některých olejů a tuků.
Naopak podléhá působení organických rozpouštědel – např. benzínu, aromatických a chlorovaných uhlovodíků, ale také ketonům a esterům. Není vhodný pro použití v exteriéru – díky fotooxidaci žloutne.

Vyrábějí se z něj např. výrobky pro zdravotnické a laboratorní účely (zkumavky, pipety, Petriho misky apod.), hrníčky na jednorázové použití, obaly na CD, láhve, víka, podnosy a jídelní tácy, přepravky, nátěry na lesklé papíry atd.

Houževnatý polystyren (HIPS – z angl. High Impact Polystyrene – či rázuvzdorný)

Z hlediska optických vlastností není průhledný, zato je průsvitný. Jedná se o kopolymer styrenu a butadienu – při výrobě se do makromolekuly polystyrenu vloží molekuly kaučuku (procesem roubování nebo směšování).
Jeho výsledné vlastnosti značně ovlivňuje podíl kaučukové složky, která tvoří 5–15 %.
Čím více je v materiálu kaučuku, tím nižší je jeho pevnost a tuhost a naopak se zvyšuje tažnost a rázová houževnatost, a to i při nízkých teplotách (až –90 °C). Kaučuk pohlcuje mechanickou energii způsobenou např. úderem – dodávanou energii pohltí. Výroba probíhá vstřikováním, extruzí či tvarováním za tepla.

Houževnatý polystyren je méně odolný působení chemických látek a zhoršují se dielektrické vlastnosti a odolnost vůči povětrnostním vlivům, nasákavost je u něj vyšší.

Z hlediska využití je tento plast velmi populární právě pro svou lehkou opracovatelnost, nízké náklady a vysokou životnost.
Z houževnatého polystyrenu se vyrábějí např. obaly a výrobky na jednorázové použití (kelímky, příbory), spotřební elektronika, hračky, chladicí vložky a počítačové kryty, různé díly nábytku, ramínka na oděvy, kryty disků automobilových kol, krabice na potraviny, díly do chladniček apod.

Expandovatelný/zpěňovatelný polystyren (EPS – z angl. Expanded Polystyrene)

Expandovatelný polystyren je vyroben z napěněných polystyrenových kuliček, přičemž polystyren tvoří cca 2 %, asi 90 % objemu tvoří vzduch, dále obsahuje styrenové kopolymery a různé přísady (aditiva).

EPS kuličky se vyrábějí v několika velikostech dle účelu použití, jsou skladovány v zásobnících a dopravních silech. K jejich finální úpravě dochází dle konkrétních požadavků u výrobce.
Tento druh polystyrenu rozlišujeme dále dle různých výrobních metod. Jeho vlastnosti jsou ovlivněny obsahem tzv. nadouvadel.

EPS má výborné izolační vlastnosti, proto je hojně využíván ve stavebnictví – používá se k výrobě speciálních stavebních desek k zateplení fasád (tzv. fasádní polystyren) a desek k tepelné či zvukové izolaci podlah.

EPS slouží např. k výrobě podnosů, talířů, misek, termoboxů či kelímků na nápoje. Pro své vlastnosti je hojně používán v obalovém průmyslu, kde se používá jako tzv. ochranný obal – tlumí nárazy při manipulaci a dopravě, bývá součástí obalů křehkých předmětů.

Dále se používá také v modelářství, k odlévání kovů či k výrobě divadelních kulis.

Z celosvětového objemu výroby plastů tvoří polystyreny cca 9–10 %. (Zdroj: Pixabay.com)

Vytlačovaný pěnový polystyren (XPS)
Pěnový tepelně izolační polymerní materiál, který vzniká díky tepelné úpravě zpěňovatelného polystyrenu (EPS). Tento polystyren lze tvarovat a dopěňovat při extruzi v extrudéru.
Používá se také hojně ve stavebnictví např. jako izolace spodní části stavby – má vysokou odolnost v tlaku a proti mechanickému zatížení, nevadí mu styk s vodou ani zeminou.

Mezi polystyrenové hmoty také řadíme kopolymery (s akrylonitrilem či dalšími monomery), mezi jejichž benefity patří zejména odolnost vůči teplu. Řadíme tam také kopolymery (např. ABS).

Třídění polystyrenů

Co se týče třídění odpadů, pak platí, že obalový EPS třídíme standardně do sběrných nádob na tříděné plasty, ale je třeba vždy znát místní specifika a respektovat nastavení místních systémů ve městech a obcích – ne všude je totiž umožněn sběr „obalového/přepravního“ EPS do žlutých nádob.
Objemné obaly, které se nevejdou do sběrných nádob, nebo větší množství malých obalů můžeme odvézt do sběrného dvora.

Přesné informace o správném třídění odpadů v daném místě najdeme na samolepkách umístěných na barevných kontejnerech.
Pokud tam hledanou informaci nenajdeme, můžeme se s dotazem obrátit na obecní či městský úřad, příp. na společnost, která v daném místě zajišťuje svoz odpadu.

Recyklace polystyrenů – co se z něj vyrábí?

Recyklace odpadu z polystyrenu je možná (konkrétním způsobům recyklace plastů se budeme věnovat v samostatném článku).

Neznečištěný polystyren můžeme znovu použít k výrobě nových obalů a izolací. Při výrobě nového pěnového polystyrenu se poměrně běžně používají odřezky z vlastní výroby.

Odpad, který je znečištěný, je možné využít k výrobě lehčeného betonu, izolačních omítek nebo zásypů. Dále se může použít k odlehčení zahradních substrátů, ale také např. při výrobě pálených cihel.

Pěnový polystyren lze použít při výrobě izolačních panelů z EPS a jiných stavebních prvků, které jsou z něj vyrobeny.
Pokud EPS recyklujeme s cílem vyrobit standardní polystyren, pak najde tento materiál uplatnění při výrobě věšáků na oděvy, květináčů a laviček, nádob pro výsev rostlin, školních potřeb nebo hraček.

Oč v seriálu Plastivěda kráčí? Nenechte si ujít úvodní díl Plastivědy, kde prozradíme obecné informace o plastech a více o seriálu, a ani další díly Plastivědy.