Preparación del Poliestireno

El Poliestireno fue obtenido por primera vez en Alemania por la I.G. Faberindustrie, en el año 1930. Es un sólido vítreo por debajo de 100 ºC; por encima de esta temperatura es procesable y puede dársele múltiples formas.
Sus aplicaciones principales son la fabricación de envases mediante extrusión-termoformado y de objetos diversos mediante moldeo por inyección. Su forma expandida se emplea principalmente como aislante térmico en construcción. Con una demanda mundial de unos 15 millones de toneladas al año, el poliestireno en el cuarto plástico más consumido, por detrás del polietileno, el polipropileno y el PVC.

Fundamentos de la preparación

En este procedimiento se preparará un polímero de adición: el poliestireno. La reacción puede ser catalizada por radicales, aniones o cationes, aunque la vía radicalaria es la más común. En este experimento el poliestireno se prepara por polimerización catalizada por radicales libres, y la reacción se inicia generando dichos radicales. El iniciador utilizado es el peróxido de benzoílo, una molécula relativamente inestable que, entre 80 y 90°C, descompone con rotura homolítica del enlace oxígeno-oxígeno.


Reacción de la síntesis

Etapa 1. Ruptura homolítica del peróxido

Etapa 2. Formación del radical sobre la cadena de estireno

Etapa 3. Formación del polímero por unión de moléculas de estireno

Instrumentación

Tubo de ensayo, papel satinado, varilla, baño de agua.


Reactivos

Estireno (d 0.909) 6 ml (5.5 g)
Peróxido de benzoílo 0.4 g explosivo
NOTA: El peróxido de benzoílo es un agente oxidante y propenso a explotar si se calienta o tritura como sólido seco. Manejar con extrema precaución.
Hoja de papel satinado


Procedimiento experimental

Colocar 6 ml de estireno en un tubo y añadir 0.4 g de peróxido de benzoílo. (Como el peróxido de benzoílo es inflamable y puede explotar tanto por percusión como por calentamiento o fricción, pesar el producto sobre una hoja de papel satinado.
Lavar todos los residuos con agua y lavar el papel antes de tirarlo). Calentar la mezcla en un baño hasta que presente un color amarillo. Cuando desaparezca el color y empiecen a formarse las burbujas, sacar inmediatamente el tubo del baño, ya que la reacción es exotérmica. Cuando el burbujeo haya disminuido, volver a introducir el tubo en el baño y continuar calentándolo hasta que el líquido se vuelva muy pegajoso.
Con una varilla sacar un hilo de material. Si el hilo, al cabo de unos segundos (al enfriarse) se rompe fácilmente, indica que el poliestireno está a punto para verterlo. Si el filamento no se rompe, continuar calentando la mezcla y repetir la operación mencionada hasta que el filamento se rompa fácilmente. Verter el líquido pegajoso en un papel satinado. El poliestireno, una vez enfriado, puede despegarse de la superficie con una espátula. Pesar la cantidad de poliestireno obtenida.