Poliestireno

Estructura (anexo 2)

A escala industrial, el poliestireno se prepara calentando el etilbenceno en presencia de un catalizador para dar lugar al estireno. 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 asíotro radical libre más grande, que a su vez se une a otra molécula de monómero y así sucesivamente. Este proceso en cadena finalizará por combinación de dos radicales, sean ambos radicales polímeros o bien radical polímero y otro radical del iniciador, o por abstracción de un átomo de hidrógeno de otra molécula.

Química del poliestireno
Forma estructural del monómero de estireno
Espectro detransmisión de infrarrojos de la película de poliestireno.
La polimerización del estireno se da por radicales libres, polimerización catiónica, polimerización aniónica o sobre catalizador.
Mecanismos de reacción
El estireno puede polimerizar por cuatro mecanismos diferentes:
1. Por radicales libres. Los radicales de estireno se forman espontáneamente, a mayor velocidad cuanto mayor sea latemperatura. Por ello el estireno es almacenado en tanques refrigerados y estabilizado con inhibidores, que consumen los radicales libres. La velocidad de reacción se vuelve significativa a partir de una temperatura superior a los 100 °C. Se puede acelerar añadiendo iniciadores como por ejemplo peróxidos, que generan radicales libres adicionales.
2. Polimerización aniónica
3. Polimerizacióncatiónica
4. Sobre catalizador Mediante el uso de catalizadores de Ziegler-Natta o de tipo metaloceno se puede controlar de forma precisa la tacticidad del polímero formado. El poliestireno sindiotáctico se produce industrialmente de este modo.
En todos los casos la polimerización del estireno genera la misma cantidad de calor: 165 cal g-1.[2]

Forma estructural del monómero estireno

Existen 4 tiposprincipales de poliestireno:
1.- Poliestireno de cristal (transaprente, rígido y quebradizo)
2.- Poliestireno choque o de alto impacto (resistente y opaco)
3.- Poliestireno expandido o extruido (muy ligero)
4.- Poliestireno extrusionado (similar al denso e impermeable)

1.- Formación química del poliestireno de cristal PS
El producto de la polimerización del estireno puro se denominapoliestireno cristal o poliestireno de uso general (GPPS, siglas en inglés). Es un sólido transparente, duro y frágil. Es vítreo por debajo de 100 ºC. Por encima de esta temperatura es fácilmente procesable y puede dársele múltiples formas.

- Estructura
Las unidades repetitivas de estireno conforman el polímero. El peso molecular promedio del poliestireno comercial varía entre 100.000 y 400.000 g/mol. Cuanto menor es el peso molecular, mayor es la fluidez y por tanto la facilidad de uso del material, pero menor es su resistencia mecánica.
Para conseguir un poliestireno a la vez fluido y resistente se puede acudir a distribucionesbimodales de pesos moleculares.
- Ramificación
Las moléculas de poliestireno formadas en los procesos industriales actuales son muy lineales. En laboratorioes posible generar ramificación añadiendo al reactor sustancias como el divinilbenceno o peróxidos tetrafuncionales pero el poliestireno así obtenido es más caro y apenas presenta ventajas frente a sus equivalentes lineales.
- Tacticidad
El poliestireno cristal es completamente atáctico; es decir: los grupos fenilo se distribuyen a uno u otro lado de la cadena central, sin ningún ordenparticular. Por ello se trata de un polímero completamente amorfo (es decir, no cristalino).

2.- Poliestireno choque o de alto impacto HIPS
Se obtiene por polimerizción por radicales libres del monómero estireno, por agregado de caucho polibutadieno a la mezcla. El polibutadieno tiene enlaces dobles en su estructura, capaces de polimerizar. Se obtiene el polibutadieno copolimerizando con el monómero...