Polystyrol

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Du willst wissen, was Polystyrol ist und willst mehr über diese Substanz erfahren? Kein Problem! 

In diesem Artikel erklären wir dir alles zum Thema Polystyrol, damit du in der nächsten Unterrichtsstunde in Chemie voll durchstarten kannst. 

Viel Spaß beim Lernen!



Was ist Polystyrol überhaupt?


Um zu verstehen was es damit auf sich hat, schauen wir uns erst einmal die Bedeutung an. Abgekürzt wird Polystyrol mit dem Kurzzeichen PS. Polystyrol ist ein sogenanntes teilkristallines Thermoplast.


Als teilkristallin werden all diese Stoffe bezeichnet, die fest sind und sowohl aus kristallinen, als auch amorphen Bereichen besteht. Amorphe Bereiche sind Stoffe, deren Atome in keiner speziellen geordneten Struktur angeordnet sind. Stattdessen bilden sie ein unregelmäßiges Muster. 


Kurz gesagt ist Polystyrol ein Polymer, welches sowohl weit verbreitet als auch noch günstig ist. 

Das heißt, du kannst Polystyrol ganz leicht in deinem alltäglichen Leben vorfinden.


Eigenschaften von Polystyrol


  • Die Summenformel von Polystyrol lautet

  • Gehört zur Gruppe der Polymere. Wenn du wissen willst was es damit auf sich hat, kannst du dir unseren Artikel zum Thema Polymere ansehen.

  • Polystyrol ist entweder amorph oder teilkristallin.

  • Des Weiteren ist es transparent und weist einen festen Aggregatzustand auf.

  • Die Glastemperatur beträgt genau 100 Grad Celsius. Diese Temperatur beschreibt den Zustand, wenn ein festes Polymer oder auch Glas sich in einen gummiartigen oder sogar zähflüssigen Zustand verändert.

  • Beim Aufschäumen wird Polystyrol weiß.

  • Wässrige Laugenlösungen oder auch Mineralsäuren, können dem Polystyrol in der Regel nichts anhaben. Dahingegen verträgt sich Polystyrol jedoch nicht gut mit Benzin oder längerkettigen Ketonen oder auch Aldehyden. Aldehyde beschreiben chemische Verbindungen.

  • Außerdem verträgt es UV-Strahlung nicht sonderlich gut, da es dadurch verrotten kann.

  • Durch Lösungsmittel (wie bpsw. Aceton) kann der Schaum von Polystyrol mühelos zerstört werden.  



Brandeigenschaften von Polystyrol


  • Wenn Polystyrol ohne Zusätze verbrannt wird, weist es einen blumigen oder auch süßlichen Geruch auf. Wenn dies nicht der Fall ist, brennt das Polystyrol eher mit einem sehr stechenden Geruch. Die Flamme ist leuchtend gelb und stark rußend.

  • Wie bereits festgestellt, wird der Stoff bei 100 Grad Celsius weich und beginnt zu tropfen. Sogar die Tropfen können sich dabei entzünden. Das Styrol, welches für den Geruch verantwortlich ist, wird allerdings erst bei Temperaturen von 300 Grad Celsius freigesetzt. Dadurch, dass die Tropfen sich entzünden können, kann brennendes Polystyrol äußerst gefährlich werden, da sich das Feuer so unkontrolliert ausbreiten kann.

  • Das Ganze kann jedoch mit Hilfe von Flammschutzmitteln verhindert werden. Diese Flammschutzmittel reduzieren die Entflammbarkeit, indem sie während der Verbrennung bromhaltige Gase abspalten. Das bewirkt, dass die Reaktion mit Sauerstoff erschwert wird und dadurch die Ausbreitung der Flammen eingedämmt werden kann. Insbesondere bei Bauanwendungen, wo Polystyrol in Form von Hartschaum verwendet wird, kommen Flammschutzmittel zum Einsatz.



Verwendung von Polystyrol


Polystyrol gehört zu den Standardkunststoffen. Es hat die positive Eigenschaft, dass er sich in sehr feine Konturen oder auch Kanten formen lässt. So können mit Hilfe diesem zum Beispiel CD-Hüllen oder auch Tonbandkassetten gefertigt werden. Wenn ihr schon einmal eine solche Hülle gesehen habt, dann konntet ihr bereits eine Eigenschaft des Polystyrols erkennen. Und zwar sind diese Hüllen durchsichtig, also transparent.


  • Lebensmittelindustrie: dort kommt er nämlich bei der Verpackung zum Einsatz. Beim Frühstück morgens in Form eines Joghurtbechers kommt ihr bereits mit Polystyrol in Kontakt. Das jedoch auch nur dann, wenn die Plastikmodelle gewisse Voraussetzungen erfüllen. Andernfalls sind sie nicht zugelassen.

  • Verpackungen: v.a. transparente Polystyrolfolien

  • Elektrotechnik: da Polystyrol besonders gute Isolationseigenschaften hat (wie Wärmedämmung oder das Abschotten vor Einwirkungen), wird es für die Herstellung von Schaltern oder auch Gehäuse für Elektrogeräte verwendet.

  • Modell- oder Kulissenbau: Schaumpolystyrol - zum Beispiel für Landschaftsplaner, sowie Städteplaner ist der Schaum zum Kreieren von Landschaftselementen nützlich.

  • Schaumpolystyrol dient als Füllmaterial (z.B. für Sitzsäcke), im Straßenbau oder zur Auflockerung für den Garten- und Landschaftsbau.


  • Verpackungs- oder Dämm-Material: Styropor


Quelle: Baunetzwissen.de


  • Teilweise wird Polystyrol auch für Brandbomben eingesetzt.



Herstellung von Polystyrol


Um zum Beispiel Styropor herzustellen, wird ein Granulat zunächst in eine Form gefüllt und anschließend in heißem Wasserdampf aufgeschäumt. Dadurch verkleben die einzelnen Granulat-Teile miteinander. Allerdings verschmelzen sie nicht komplett. Das Endprodukt sind kleine Granulat-Körner.


Ebenso gibt es die Möglichkeit den Schaum herzustellen, indem sowohl Polystyrol-Granulat zusammen mit Treibmittel durch das Einwirken von Hitze aufgeschäumt wird. Dabei wird die Masse regelmäßig durch eine Öffnung geschoben und dort abgekühlt. Bei dieser Methode entsteht ein feinporiger Hartschaum mit einer geschlossenen Oberfläche und Struktur. Im Gegensatz zu der vorherigen Methode, ist dieser Hartschaum sowohl dicht gegenüber Luft, Wasser als auch Wasserdampf. Die Methode wird als Extrusion bezeichnet.


Grundsätzlich ist Polystyrol recycelbar. Allerdings kann es teilweise, abhängig von der Beschaffenheit, bei dem Recyclingvorgang für Verschmutzung sorgen. Deshalb werden nur gekennzeichnete Kunststoffe wiederverwertet.



Alles Wichtige zu Polystyrol auf einen Blick


Wenn dir das alles etwas zu viel und zu schnell ging und du gerade den Überblick verloren hast, dann keine Panik. Wir fassen dir noch einmal kurz zusammen, woran du denken musst:


  • Polystyrol ist ein amorphes, oder teilkristallines Thermoplast - kurz: Kunststoff.

  • Es ist transparent, im geschäumten Zustand weiß und löst sich beispielsweise durch Hinzugabe von Benzin oder Aceton auf.

  • Bei dem Verbrennen riecht es blumig und süßlich und wird ab 100 Grad Celsius weich weshalb es zu tropfen beginnt. Damit es sich nicht zu schnell ausbreitet wird Polystyrol Flammschutzmittel beigefügt.

  • Es ist ein Standardkunststoff und wird daher in jeglichen Bereichen, vor allem als Verpackung oder Dämm-Material eingesetzt.

  • Polystyrol ist zwar zum Recyceln geeignet, wenn es mit dem Recycle-Symbol gekennzeichnet ist.


Super gemacht! Du hast es bis zum Ende geschafft. Jetzt bist du Experte und weißt alles Notwendige über den Stoff Polystyrol. Weiter so!




Finales Polystyrol Quiz

Frage

Nenne die drei wichtigsten Synthesemechanismen von Kunststoffen.

Antwort anzeigen

Antwort

  • Radikalische Polymerisation
  • Polykondensation
  • Polyaddition
Frage anzeigen

Frage

Nenne die vier wesentlichen Schritte der radikalischen Polymerisation.

Antwort anzeigen

Antwort

  1. Bildung der Start-Radikale: Dibenzoylperoxid zerfällt in Radikale
  2. Kettenstart (Initiation): Ein Radikal trifft auf ein Monomer (z.B. Ethen-Molekül) und reagiert zu einem neuen (größeren) Radikal
  3. Kettenwachstum: Das Radikal greift ein weiteres Monomer an und die Kette wird verlängert
  4. Kettenabbruch: Zwei Radikale treffen aufeinander
Frage anzeigen

Frage

Beschreibe die Kunststoffsynthese durch Polykondensation.

Antwort anzeigen

Antwort

Bei der Polykondensation werden Monomer-Moleküle mit mind. zwei reagierenden funktionellen Gruppen unter Abspaltung eines kleinen Moleküls (z. B. Wasser) miteinander verknüpft.

Frage anzeigen

Frage

Wie entsteht ein Polyester? Benenne die funktionellen Gruppen der Monomere.

Antwort anzeigen

Antwort

Eine Hydroxygruppe reagiert mit einer Carboxylgruppe unter Wasserabspaltung zu einem Ester. 

Frage anzeigen

Frage

Wie entsteht ein Polyamid? Benenne die funktionellen Gruppen der Monomere.

Antwort anzeigen

Antwort

Eine Carboxylgruppe reagiert mit einer Aminogruppe unter Wasserabspaltung und Ausbildung einer Amidbindung.

Frage anzeigen

Frage

Wie entsteht ein Phenoplast?

Antwort anzeigen

Antwort

Phenoplaste entstehen durch Polykondensation einer Carbonylverbindung (meist Methanal) mit Phenolen.

Frage anzeigen

Frage

Aus welchen Edukten entsteht ein Polyurethan?

Antwort anzeigen

Antwort

Diol + Diisocyanat = Polyurethan

Frage anzeigen

Frage

Aus welchen Edukten entsteht ein Polyharnstoff?

Antwort anzeigen

Antwort

Diamin + Diisocyanat = Polyharnstoff

Frage anzeigen

Frage

Beschreibe die strukturellen Eigenschaften eines Thermoplasts?

Antwort anzeigen

Antwort

  • Bifunktional
  • Gemisch nicht miteinander verbundener Makromoleküle (linear)
  • Beim Erhitzen verformbar
Frage anzeigen

Frage

Beschreibe die strukturellen Eigenschaften eines Duroplasts?

Antwort anzeigen

Antwort

  • min. trifunktional
  • Verknüpfung der Molekülketten zu dreidimensionalem Netzwerk
  • Beim Erhitzen: Zersetzung
Frage anzeigen

Frage

Beschreibe die strukturellen Eigenschaften eines Elastomers?

Antwort anzeigen

Antwort

Ähneln im molekularen Aufbau Duroplasten, aber die Ketten sind nicht starr, sondern etwas beweglich

Bei Zug- bzw. Druckbelastungen verhalten sie sich elastisch: Sie kehren in ihre ursprüngliche Form zurück.

Frage anzeigen

Frage

Nenne die drei wichtigsten Synthesemechanismen von Kunststoffen.

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Antwort

  • Radikalische Polymerisation
  • Polykondensation
  • Polyaddition
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Frage

Nenne die vier wesentlichen Schritte der radikalischen Polymerisation.

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Antwort

  1. Bildung der Start-Radikale: Dibenzoylperoxid zerfällt in Radikale
  2. Kettenstart (Initiation): Ein Radikal trifft auf ein Monomer (z.B. Ethen-Molekül) und reagiert zu einem neuen (größeren) Radikal
  3. Kettenwachstum: Das Radikal greift ein weiteres Monomer an und die Kette wird verlängert
  4. Kettenabbruch: Zwei Radikale treffen aufeinander
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Frage

Beschreibe die Kunststoffsynthese durch Polykondensation.

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Antwort

Bei der Polykondensation werden Monomer-Moleküle mit mind. zwei reagierenden funktionellen Gruppen unter Abspaltung eines kleinen Moleküls (z. B. Wasser) miteinander verknüpft.

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Frage

Wie entsteht ein Polyester? Benenne die funktionellen Gruppen der Monomere.

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Antwort

Eine Hydroxygruppe reagiert mit einer Carboxylgruppe unter Wasserabspaltung zu einem Ester. 

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Frage

Wie entsteht ein Polyamid? Benenne die funktionellen Gruppen der Monomere.

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Antwort

Eine Carboxylgruppe reagiert mit einer Aminogruppe unter Wasserabspaltung und Ausbildung einer Amidbindung.

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Frage

Wie entsteht ein Phenoplast?

Antwort anzeigen

Antwort

Phenoplaste entstehen durch Polykondensation einer Carbonylverbindung (meist Methanal) mit Phenolen.

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Frage

Aus welchen Edukten entsteht ein Polyurethan?

Antwort anzeigen

Antwort

Diol + Diisocyanat = Polyurethan

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Frage

Aus welchen Edukten entsteht ein Polyharnstoff?

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Antwort

Diamin + Diisocyanat = Polyharnstoff

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Frage

Beschreibe die strukturellen Eigenschaften eines Thermoplasts?

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Antwort

  • Bifunktional
  • Gemisch nicht miteinander verbundener Makromoleküle (linear)
  • Beim Erhitzen verformbar
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Beschreibe die strukturellen Eigenschaften eines Duroplasts?

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Antwort

  • min. trifunktional
  • Verknüpfung der Molekülketten zu dreidimensionalem Netzwerk
  • Beim Erhitzen: Zersetzung
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Frage

Beschreibe die strukturellen Eigenschaften eines Elastomers?

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Antwort

Ähneln im molekularen Aufbau Duroplasten, aber die Ketten sind nicht starr, sondern etwas beweglich

Bei Zug- bzw. Druckbelastungen verhalten sie sich elastisch: Sie kehren in ihre ursprüngliche Form zurück.

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Nenne die drei wichtigsten Synthesemechanismen von Kunststoffen.

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Antwort

  • Radikalische Polymerisation
  • Polykondensation
  • Polyaddition
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Nenne die vier wesentlichen Schritte der radikalischen Polymerisation.

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  1. Bildung der Start-Radikale: Dibenzoylperoxid zerfällt in Radikale
  2. Kettenstart (Initiation): Ein Radikal trifft auf ein Monomer (z.B. Ethen-Molekül) und reagiert zu einem neuen (größeren) Radikal
  3. Kettenwachstum: Das Radikal greift ein weiteres Monomer an und die Kette wird verlängert
  4. Kettenabbruch: Zwei Radikale treffen aufeinander
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Frage

Beschreibe die Kunststoffsynthese durch Polykondensation.

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Antwort

Bei der Polykondensation werden Monomer-Moleküle mit mind. zwei reagierenden funktionellen Gruppen unter Abspaltung eines kleinen Moleküls (z. B. Wasser) miteinander verknüpft.

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Wie entsteht ein Polyester? Benenne die funktionellen Gruppen der Monomere.

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Eine Hydroxygruppe reagiert mit einer Carboxylgruppe unter Wasserabspaltung zu einem Ester. 

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Wie entsteht ein Polyamid? Benenne die funktionellen Gruppen der Monomere.

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Eine Carboxylgruppe reagiert mit einer Aminogruppe unter Wasserabspaltung und Ausbildung einer Amidbindung.

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Wie entsteht ein Phenoplast?

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Phenoplaste entstehen durch Polykondensation einer Carbonylverbindung (meist Methanal) mit Phenolen.

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Aus welchen Edukten entsteht ein Polyurethan?

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Antwort

Diol + Diisocyanat = Polyurethan

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Aus welchen Edukten entsteht ein Polyharnstoff?

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Diamin + Diisocyanat = Polyharnstoff

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Beschreibe die strukturellen Eigenschaften eines Thermoplasts?

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  • Bifunktional
  • Gemisch nicht miteinander verbundener Makromoleküle (linear)
  • Beim Erhitzen verformbar
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Beschreibe die strukturellen Eigenschaften eines Duroplasts?

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Antwort

  • min. trifunktional
  • Verknüpfung der Molekülketten zu dreidimensionalem Netzwerk
  • Beim Erhitzen: Zersetzung
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Beschreibe die strukturellen Eigenschaften eines Elastomers?

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Ähneln im molekularen Aufbau Duroplasten, aber die Ketten sind nicht starr, sondern etwas beweglich

Bei Zug- bzw. Druckbelastungen verhalten sie sich elastisch: Sie kehren in ihre ursprüngliche Form zurück.

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Frage

Nenne die drei wichtigsten Synthesemechanismen von Kunststoffen.

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Antwort

  • Radikalische Polymerisation
  • Polykondensation
  • Polyaddition
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Nenne die vier wesentlichen Schritte der radikalischen Polymerisation.

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Antwort

  1. Bildung der Start-Radikale: Dibenzoylperoxid zerfällt in Radikale
  2. Kettenstart (Initiation): Ein Radikal trifft auf ein Monomer (z.B. Ethen-Molekül) und reagiert zu einem neuen (größeren) Radikal
  3. Kettenwachstum: Das Radikal greift ein weiteres Monomer an und die Kette wird verlängert
  4. Kettenabbruch: Zwei Radikale treffen aufeinander
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Frage

Beschreibe die Kunststoffsynthese durch Polykondensation.

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Antwort

Bei der Polykondensation werden Monomer-Moleküle mit mind. zwei reagierenden funktionellen Gruppen unter Abspaltung eines kleinen Moleküls (z. B. Wasser) miteinander verknüpft.

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Wie entsteht ein Polyester? Benenne die funktionellen Gruppen der Monomere.

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Eine Hydroxygruppe reagiert mit einer Carboxylgruppe unter Wasserabspaltung zu einem Ester. 

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Wie entsteht ein Polyamid? Benenne die funktionellen Gruppen der Monomere.

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Eine Carboxylgruppe reagiert mit einer Aminogruppe unter Wasserabspaltung und Ausbildung einer Amidbindung.

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Wie entsteht ein Phenoplast?

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Phenoplaste entstehen durch Polykondensation einer Carbonylverbindung (meist Methanal) mit Phenolen.

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Aus welchen Edukten entsteht ein Polyurethan?

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Antwort

Diol + Diisocyanat = Polyurethan

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Aus welchen Edukten entsteht ein Polyharnstoff?

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Diamin + Diisocyanat = Polyharnstoff

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Beschreibe die strukturellen Eigenschaften eines Thermoplasts?

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  • Bifunktional
  • Gemisch nicht miteinander verbundener Makromoleküle (linear)
  • Beim Erhitzen verformbar
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Beschreibe die strukturellen Eigenschaften eines Duroplasts?

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Antwort

  • min. trifunktional
  • Verknüpfung der Molekülketten zu dreidimensionalem Netzwerk
  • Beim Erhitzen: Zersetzung
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Beschreibe die strukturellen Eigenschaften eines Elastomers?

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Antwort

Ähneln im molekularen Aufbau Duroplasten, aber die Ketten sind nicht starr, sondern etwas beweglich

Bei Zug- bzw. Druckbelastungen verhalten sie sich elastisch: Sie kehren in ihre ursprüngliche Form zurück.

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