Styrenpolymerisationen

Styrenpolymerisationen bezeichnen die chemische Reaktion zur Herstellung von Polystyren aus dem Monomer Styren (Vinylbenzol). Sie umfasst verschiedene Reaktionsarten, die sich im Mechanismus, der Katalyse und im Strukturmerkmal des Endprodukts unterscheiden.

Die am häufigsten industriell eingesetzte Methode ist die radikalische Polymerisation. Sie kann in Bulk, Lösung, Suspension oder Emulsion erfolgen. Initiatoren wie organische Peroxide oder Azodiszarbonsäuren lösen radikale Spezies aus, die das Monomer nacheinander verbinden. Die Reaktion ist typischerweise schnell und führt zu Polystyren mit breitem Molekulargewichtsverlauf (Dispersität). Polystyren liefert meist amorphes Material mit einer Glasübergangstemperatur von rund 95–105 °C. Emulsionspolymersationen erzeugen Polystyren-Latex, das in der Verpackungs- und Bauindustrie verbreitet ist. Kettenübertragungen an Monomer, Lösungsmittel oder Polymer beeinflussen die Endmasse und Verwandtschaft.

Eine living- oder kontrollierte Polymerisation erfolgt typischerweise durch anorganische oder anionische Initiierung unter strengen Bedingungen (trocken, inerte Atmosphäre). Die anionische Polymerisation verwendet devoide Lösungsmittel wie THF bei niedrigen Temperaturen und Initiatoren wie Organolithium-Verbindungen. Diese Methodik ermöglicht eine enge Molenbruchverteilung und die Bildung von Blockcopolymeren; sie ist empfindlich gegenüber Feuchtigkeit und Sauerstoff und erfordert sorgfältige Prozessführung.

Koordinationspolymerisationen mit Übergangsmetallkatalysatoren (z. B. Metallocen- oder Single-Site-Katalysatoren) können stereoregularen Polystyren erzeugen, darunter isotaktische oder syndiotaktische Formen. Solche Verfahren sind weniger weit verbreitet als die konventionelle radikalische Polymerisation, ermöglichen aber gezielte Materialeigenschaften.

Polystyren findet breite Anwendungen in Verpackungen, Haushaltswaren, Dämmstoffen und Konsumgüter. Recycling und Umweltaspekte hängen von der Produktform und dem Herstellungsweg ab.