Upcycling von expandierbarem Polystyrol (EPS) mittels Reaktivextrusion

Abstract

Es ist bekannt, dass der Verbrauch an Polymerschäumen in den letzten Jahren zugenommen hat. Schaumstoffe aus Polystyrol (PS) sind unverzichtbare Materialien für die Wärme- und Schalldämmung in Gebäuden, der Verpackungsindustrie und vielen anderen Anwendungen. Diese wissenschaftliche Arbeit beschäftigt sich mit zwei verschiedenen Polystyrol-Granulaten, nämlich Styrolution PS 153F und 156F von der Firma SUNPOR Kunststoff GmbH. Beide Materialien weisen sehr unterschiedliche Eigenschaften auf. Aufgrund der bevorzugten Eigenschaften, wie zum Beispiel eine höhere Molmasse, wird PS 153F als Referenzmaterial verwendet. Im Gegensatz dazu steht PS 156F, welches als EPS-Rohstoff aufgrund seines niedrigen Molekulargewichts nicht besonders gute Leistungen zeigt. Dieses wurde auch in Hinsicht dessen gewählt, da es dem Eigenschaftsprofil von EPS-Rezyklaten ähnelt. Es ist bekannt, dass lineare Polymere vernetzt werden können, wenn organische Peroxide verwendet werden. Daher wurde dieser Ansatz auch für PS 156F untersucht. Es wurden unterschiedliche Additive wie verschiedene Peroxide, Trimethylolpropane trimethacrylate (TMPTMA) und Divinylbenzol 80% verwendet. Weiters wurde in Vorversuchen der Einfluss der Temperatur auf die Ergebnisse der rheologischen Untersuchungen beachtet. Gemäß den erhaltenen Ergebnissen wurde beschlossen, die meisten Versuche bei einer Temperatur von 180°C durchzuführen. Die rheologischen Ergebnisse führen zu der Schlussfolgerung, dass PS 156F durch verschiedenste Additivierung nicht auf das Eigenschaftsprofil von PS 153F angeglichen werden kann. Abschließend lässt sich festhalten, dass dieses Thema offen für weitere Forschungsarbeit ist.

It is known that the consumption of polymer foams has increased in recent years. Polystyrene (PS) foams are indispensable materials for thermal and acoustic insulation in buildings, packaging industry and many other applications.This scientific work deals with two different types of polystyrene granules, namely Styrolution PS 153F and 156F from the company SUNPOR Kunststoff GmbH. Both have very different properties. Due to the preferred properties, such as higher molar mass, PS 153F is used as a reference material. This contrasts with PS 156F, which does not perform particularly well as an EPS raw material due to its low molecular weight. This was also chosen in view of its similarity to the property profile of EPS recyclates. It is a known that linear polymers can be crosslinked when organic peroxides are used. Therefore, this approach was also investigated for PS 156F. Different additives such as various peroxides, trimethylolpropane trimethacrylate (TMPTMA) and divinylbenzene 80% were used. Furthermore, the influence of temperature on the results of the rheological tests was considered in preliminary tests. According to the obtained results, it was decided to perform most of the experiments at a temperature of 180°C. The rheological results lead to the conclusion that PS 156F cannot be adjusted to the property profile of PS 153F, by various additives. In conclusion, this topic is open for further research.