El rincón de la Ciencia nº 15 (Febrero-2002)
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.

recicl6.gif (4163 bytes) 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

    poliestireno.gif (1848 bytes)                                          

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 à Rad *       

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

   RadCH2 – CH * +  CH2 = CHà RadCH2 – CH -  CH2 - CH *     àà  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

Juguetes
Carcasas de radio y televisión
Partes del automóvil
Instrumental médico
Menaje doméstico
Tapones de botellas
Contenedores

Moldeo por soplado

Botellas
Contenedores
Partes del automóvil

Extrusión

Películas protectoras
Perfiles en general
Reflectores de luz
Cubiertas de construcción

Extrusión y termoconformado

Interiores de frigoríficos
Equipajes
Embalajes alimentarios
Servicios desechables
Grandes 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.          

Puedes investigar algunas propiedades del poliestireno con la actividad: Plásticos con memoria