Caratteristiche polistirene espanso

Cos’è il polistirene espanso

Il polistirene espanso è un composto inerte ed è solubile solo in solventi aromatici quali cloroformio, diclorometano, trielina, benzene e toluene. La produzione di polistirene può avvenire per massa, per sospensione, per emulsione: la produzione in massa consiste nel depositare lo stirene e un iniziatore in un reattore, a temperature tra i 50 e i 160 gradi; nella produzione in sospensione sotto continua agitazione, lo stirene viene mantenuto sospeso in acqua. Poi viene aggiunto l’iniziatore che dà luogo alla reazione di polimerizzazione, con formazione di piccole sferette bianche; nella produzione per emulsione, tramite tensioattivi, lo stirene viene mantenuto in emulsione in acqua. Di solito il polistirene viene commercializzato sotto forma di piccole sfere, in maniera tale da essere fuse in un secondo momento.

Dove viene utilizzato il polistirene espanso

La densità del polistirene espanso, in forma non espansa, è di circa 1 chilo su metro cubo. Quando il polimero inizia l’espansione la sua densità raggiunge i 15 chili fino ai 100 chili su metro cubo. Tale materiale si presenta come un corpo duro e rigido ed è trasparente e spesso per le sue proprietà viene utilizzato come isolante elettrico per condensatori. Se lo si desidera, può essere colorato al momento dello stampaggio aggiungendo il colore nell’apposito stampo. Il polistirene viene impiegato in moltissimi campi dell’industria. Nel settore alimentare viene utilizzato per la realizzazione di posate, piatti, contenitori di uova e di yogurt. Nel settore manifatturiero viene utilizzato per la realizzazione di quei materiali che richiedono una plastica rigida, come ad esempio i contenitori per cd. Nei laboratori di analisi, i chimici utilizzano spesso delle provette in polistirene.

Vari tipi di polistirene espanso

Esistono vari tipi di polistirene espanso: polistirene espanso sintetizzato, indicato con l’acronimo di EPS; il polistirene espanso estruso o XPS; il polistirene espanso antiurto o HIPS. Per quanto riguarda il polistirene espanso sintetizzato o EPS, è quel composto che si ottiene mediante l’immersione di palline di polistirene in acqua, all'interno del quale va aggiunta una certa quantità di un composto inorganico, l’alcano denominato pentano, a concentrazione circa 2% o 8%. La miscela cosi ottenuta va compressa. Essendo il pentano insolubile in acqua, questo penetra nelle palline di polistirene. Il polistirene così trattato viene mandato in stoccaggio per un mese. Poi viene portato in camere con pareti mobili, dove viene soffiato un vapor d’acqua di circa 120 gradi, che consente il rammollimento della plastica con conseguente rigonfiamento, per via dell’evaporazione del pentano contenuto al suo interno. Questo processo provoca la formazione di piccole sfere di schiuma di polistirene che vengono fuse tra loro mediante vapore ad alta temperatura, ottenendo così dei blocchi di polistirene espanso.

Sfere di polistirene espanso sintetizzato

Altri tipi di polistirene espanso

Per quanto riguarda il polistirene espanso estruso, viene prodotto immettendo dei granuli di polistirene in un estrusore a vite senza fine. In tale macchinario le palline di polistirene vengono fuse e mentre si fondono viene immesso un gas ad alta pressione. Infine il polistirene espanso fuoriesce dal macchinario nella forma desiderata attraverso la trafila posta in cima all’estrusore. La differenza di pressione tra il macchinario e l’ambiente esterno ad esso, da luogo alla schiumatura del gas dal polistirene. La densità del prodotto creato può variare dai 25 ai 50 chili su metro cubo. Per quanto riguarda il polistirene espanso antiurto, questo è un materiale costituito da polistirene e gomma stirene-butadiene. Tali composti vengono combinati mediante processi chimici e fisici per realizzare un materiale più resistente e meno fragile del generico polistirene.

Domande frequenti

Quali sono le principali differenze tra EPS, XPS e HIPS?

L'Eps (Polistirene Espanso Sinterizzato) si ottiene facendo espandere palline di polistirene con vapore, creando un materiale leggero e economico, ideale per l'isolamento termico e gli imballaggi. L'Xps (Polistirene Espanso Estruso) nasce dalla fusione dei granuli in un estrusore con gas ad alta pressione; ha una struttura cellulare chiusa, maggiore resistenza meccanica e minore assorbimento di umidità, rendendolo perfetto per fondazioni e pavimentazioni. L'Hips (High Impact Polystyrene) è invece un polistirene modificato con gomma per aumentare la resistenza agli urti, utilizzato dove serve robustezza, come negli elettrodomestici o nei giocattoli.
Come si produce tecnicamente il polistirene espanso comune (EPS)?

La produzione inizia con palline di polistirene impregnate di pentano, un agente espandente. Dopo uno stoccaggio di circa un mese, le palline vengono poste in camere speciali dove viene soffiato vapore acqueo surriscaldato (circa 120°C). Il calore rammollisce la plastica e fa evaporare il pentano, causando l'espansione delle sfere. Queste si fondono tra loro grazie al calore residuo e alla pressione del vapore, formando un blocco unico e solido di polistirene espanso pronto per essere tagliato o sagomato.
È sicuro usare il polistirene espanso a contatto con gli alimenti?

Sì, il polistirene è comunemente utilizzato nel settore alimentare per posate monouso, piattini, contenitori per uova e vaschette per yogurt. È un materiale inerte che non altera il sapore degli alimenti se utilizzato correttamente. Tuttavia, bisogna evitare di esporlo a fonti di calore diretto o a cibi molto grassi e caldi per lunghi periodi, poiché potrebbe degradarsi. Inoltre, è fondamentale rispettare le normative vigenti sulla sicurezza alimentare e smaltire correttamente i rifiuti, dato che non è biodegradabile.
A quali sostanze chimiche reagisce il polistirene espanso?

Il polistirene espanso è sensibile ai solventi organici, in particolare a quelli aromatici. Sostanze come cloroformio, diclorometano, trielina, benzene e toluene possono scioglierlo o danneggiarne la struttura. Anche alcuni solventi comuni come acetone o alcol possono causare opacizzazione o deformazione superficiale. Per questa ragione, durante la pulizia o la manipolazione, è importante evitare l'uso di prodotti chimici aggressivi e preferire detergenti neutri e acqua, preservando l'integrità del materiale.
Quale densità ha il polistirene prima e dopo l'espansione?

Prima del processo di espansione, il polistirene ha una densità di circa 1 kg/m³. Durante la lavorazione, quando il polimero si espande grazie al vapore o al gas, la densità finale varia notevolmente a seconda dell'applicazione. Tipicamente, il polistirene espanso commerciale ha una densità compresa tra 15 e 100 kg/m³. L'Xps, ad esempio, tende ad avere densità più elevate (25-50 kg/m³) rispetto all'Eps standard, garantendo una maggiore compattezza e resistenza strutturale pur mantenendo un basso peso specifico.