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5.2.2 Dämmstoffe aus Kunststoffen
5.2.2.1 Dämmstoffe aus Polystyrol
Grundlagen
Zur Herstellung des Ausgangsstoffes Polystyrol werden Ethen und ➔ Benzol in einer Friedl-Crafts-
Alkylierungsreaktion zu Ethylbenzol umgesetzt und im darauffolgenden Herstellungsschritt unter Anwesen-
heit von Festbettreaktoren, in denen Eisenoxidkatalysatoren verschiedener Zusammensetzung zum Einsatz
kommen, zu ➔ Styrol dehydriert. Durch Polymerisation von Styrol entsteht Polystyrol.
Expandierbares Polystyrol (EPS) setzt sich aus 91–94 M% Polystyrol, 4–7 M% Pentan, knapp 1 M% Brand-
schutzmittel Hexabromcyclododecan und Dicumylperoxid sowie aus kleinen Mengen von PE-Wachsen, Pa-
raffinen und Metallsalzen von Fettsäuren zusammen. Durch Suspensions- oder Perlpolymerisation von Sty-
rol entsteht Polystyrolgranulat. Dafür werden zuerst die Additive, Initiatoren (Dibenzoylperoxid, Dicumylper-
oxid) und Wiederauflöser (z. B. innerbetriebliche Polystyrolabfälle oder Fehlchargen) in Styrol gelöst und
danach diese organische Phase durch ein Rührwerk in der wässrigen Phase dispergiert. Durch Erhöhung
der Temperatur zerfallen die Initiatoren und lösen damit die Polymerisation aus. Damit der dispergierte Zu-
stand erhalten bleibt, werden entweder Extender (Tenside) in Kombination mit wasserunlöslichen feinverteil-
ten anorganischen Feststoffen oder leicht hydrophile Polymere (z. B. Polyvinylpyrrolidon) oder eine Kombi-
nation der beiden eingesetzt. Bei höheren Umsätzen wird das Treibmittel – in der Regel eine Kombination
aus Normalpentan und Isopentan – zugegeben. Nach ca. 10 bis 16 Stunden wird die Polymerisation durch
die Zugabe einer geeigneten Stopperlösung (z.B. 20 %ige Lösung von tert-Butylbrenzkatechin) abgebro-
chen. Bei der Aufarbeitung wird das EPS-Perlpolymerisat in einem Schleuderprozess vom Suspensionsme-
dium getrennt. Die EPS-Perlen werden gewaschen, im Luftstrom bei moderaten Temperaturen getrocknet
(Wassergehalt < 0,5 M%) und mit Gleit- und Verarbeitungshilfsmitteln (z. B. Metallsalzen von Fettsäuren
oder Fettsäureestern) bzw. Antistatika beschichtet.
Extrudiertes Polystyrol (XPS) wird aus Polystyrolgranulat (Standardpolystyrol, General Purpose Polystyre-
ne), das eine Reihe von Zusatzstoffen enthält, durch Extrudieren unter Zusetzung eines Treibmittels (0–12
M% ➔ HFKW oder CO2) hergestellt. Weitere Zusatzstoffe sind Flammschutzmittel (
➔ Hexabromcyclododecan und Dicumylperoxid), Farbpigmente und weitere Hilfsstoffe wie Antioxidations-
mittel, Lichtstabilisatoren oder Keimbildner. Das Flammschutzmittel HBCDD (➔ Hexabromcyclododecan) ist
persistent, bioakkumulierend und toxisch und somit wesentlich für die aktuelle ökologische Bewertung von
Polystyrol. Die Einsatzstoffe (Polystyrolgranulat, Brandschutzmittel, Verarbeitungshilfsmittel) werden in ei-
nem Extruder dosiert und in der Verdichtungszone zu einer Schmelze verarbeitet. Danach wird das flüssige
Treibmittel eingemischt. Durch die Extrusion wird die Schmelze aufgeschäumt, ein Teil des Treibgases wird
emittiert und abgesaugt, der Rest verbleibt in den Zellen des XPS und gast langsam im Verlauf von Jahren
aus. Die Platten werden abgelängt und durch mechanische Bearbeitung in die gewünschte geometrische
Form gebracht. Die dabei anfallenden XPS-Reste werden zerkleinert, in einem Extruder aufgeschmolzen,
entgast, filtriert und zu Granulat verarbeitet, das wieder im Schäumprozess verwendet werden kann.
Endbericht Haus der Zukunft plus 822 169 PH SAN PLUS 401