Polistirene (PS): tipologie, impieghi, mercato

Il polistirene appartiene ai cosiddetti polimeri “di massa”. La produzione di polistirene ebbe inizio negli anni ’30 del secolo scorso. La polimerizzazione dello stirene può avvenire per semplice riscaldamento in atmosfera priva di ossigeno, ma la presenza di catalizzatori assicura una polimerizzazione completa a temperature più basse.

Tipologie di polistirene

Esistono, da un punto di vista commerciale, le seguenti tipologie di polimero:

• polistirene compatto, che, a sua volta, può essere suddiviso in:
  • polistirene compatto ottenuto da solo monostirene: è il tipo cosiddetto “general – purpose” (sigla GPPS = General Purpose Polystyrene): è un materiale incolore. Caratteristiche salienti del polistirene compatto sono:
    • densità compresa tra 1,0 e 1,05 gr / cm3;
    • elevata durezza e rigidità; è sensibile all’intacco e all’urto;
    • buone caratteristiche meccaniche anche alle elevate temperature;
    • elevata resistenza a trazione;
    • eccezionali proprietà dielettriche;
    • eccezionale stabilità dimensionale;
    • ottima stampabilità e lavorabilità in genere (per esempio si presta ad operazioni di incollaggio, impressione, metallizzazione, saldatura, termoformatura, ecc);
    • bell’aspetto estetico, grazie ad un elevato indice di rifrazione alla luce, che gli conferisce trasparenza e brillantezza in ambienti interni; per contro negli ambienti esterni si verifica una diminuzione della lucentezza superficiale e una tendenza all’ingiallimento;
    • resistenza chimica ad acidi minerali sia diluiti sia concentrati (ad eccezione di quelli ossidanti), alcali e soluzioni saline;
    • non resiste, per contro, a benzina, idrocarburi aromatici (per esempio benzolo), chetoni, idrocarburi clorurati, oli di eteri, solventi organici in genere;
    • già all’aria possono verificarsi incrinature per tensioni interne;

• polistirene compatto antiurto (sigla HIPS = High Impact Polystyrene). Viene ottenuto per aggiunta alla miscela stirolica di una certa quantità (intorno al 5 – 10%) di gomma stirolo-butadiene. Ha una densità di circa 1,04 gr / cm3. Rispetto al polistirene compatto è meno trasparente e brillante, con colore da torbido a opaco; con aggiunta di particolari elastomeri si possono però ottenere anche tipi trasparenti. Ha una maggior resilienza e tenacità rispetto al tipo compatto. Ha una forte carica elettrostatica; pertanto non necessita di additivi antistatici. Grazie al fatto di contenere la gomma è utilizzabile fino a –40°C. A causa della presenza di butadiene è più sensibile all’invecchiamento rispetto al tipo GPPS. Rispetto a quest’ultimo, esposto all’aria ha una minor tendenza alla formazione di incrinature; esistono tipi speciali particolarmente resistenti alle incrinature utilizzati in impieghi a basse temperature (per esempio nei frigoriferi);

• polistirene espanso ed espandibile (sigla EPS o PSE): le due tipologie di polimero differiscono tra loro per le modalità con cui viene effettuata l’espansione. Il polistirene espanso ha una densità compresa tra 0,08 e 1,2 gr /cm3; avendo una densità inferiore a quella del polistirene compatto è ovviamente meno rigido e più idoneo ad assorbire urti meccanici. Il polistirene espandibile ha una densità compresa tra 0,02 e 0,05 gr / cm3; è ovviamente anch’esso meno rigido e più resistente agli urti meccanici rispetto ai tipi compatti; è inoltre caratterizzato da buona coibenza.

 Gli impieghi del polistirene

Numerosi sono gli impieghi del polistirene, si citano di seguito i principali:

• industria dell’imballaggio: contenitori e imballi laddove sia richiesta particolare lucentezza e trasparenza: per esempio per alimenti (prodotti imballati in porzioni), per accessoristica e hobby, per cosmetici, articoli di cancelleria e consumo; vassoietti per alimenti (polistirene espanso); pannelli e lastre all’interno di contenitori per imballaggio di articoli e apparecchi delicati (polistirene espandibile);
• edilizia: il principale impiego è nei pannelli per isolamento termo-acustico (prevalentemente in polistirene espandibile);
• industria elettrica, elettronica e degli elettrodomestici: parti di relais, corpi di bobine: radio, TV, apparecchi stereo e CD, cassette, piccoli elettrodomestici, elettrodomestici vari, tra i quali una parte importante hanno i frigoriferi;
• mobilio e articoli d’arredamento in genere;
• articoli casalinghi: per esempio cassette, stoviglie e posate a gettare, terrine, calici, tagliauova, coperchi per torte, bigiotteria varia, pettini, ecc;
• industria del giocattolo;
• altri vari: per esempio siringhe usa e getta, industria calzaturiera (per esempio tacchi), componentistica auto, articoli per laboratorio, articoli medicali, accessori per ufficio, componenti per auto eccetera.

Il mercato del polistirene

La dimensione del mercato del polistirene è stata stimata in oltre 30 miliardi di dollari nel 2020 e si prevede che il mercato registrerà un CAGR di oltre il 4% durante nel periodo di previsione 2021-2026.