Polystyren (zkratka PS) je poměrně tvrdý, ale křehký plast, který se vyrábí polymerací styrenu. Patří do skupiny takzvaných termoplastů, což znamená, že je od určité teploty plastický až tekutý a po ochlazení opět ztuhne. Tyto změny tvárnosti vyvolané teplotou mohou nastávat opakovaně. V přirozeném stavu je polystyren dokonale bezbarvý a průsvitný, ale lze ho vyrobit i neprůhledný. Vyznačuje se dobrými elektroizolačními vlastnostmi a nízkou navlhavostí.
Existuje několik druhů polystyrenu. Patří mezi ně standardní (krystalový) polystyren, který je čirý a křehký, a houževnatý polystyren, zakalený vlivem přidaného kaučuku. Dále se setkáváme s pěnovým polystyrenem (EPS), který vzniká tepelným zpracováním zpěňovatelného polystyrenu, a se zpěňovatelným polystyrenem ve formě mléčně zakalených perel nasycených pod tlakem lehkým uhlovodíkem - nadouvadlem.
Polystyren se hojně využívá pro výrobu jednorázového nádobí, jako jsou misky a kelímky, dále pro hřebeny, obaly na CD a v neposlední řadě pro obaly na jídlo z rychlého občerstvení. Pěnový polystyren slouží především jako tepelný izolant pro zateplování a na výrobu obalů. Pěnový polystyren je lehký plast ve formě pěny, která obsahuje velké množství uzavřeného vzduchu. Při syntéze dochází k vhánění vzduchu do hmoty, čímž vzniká polystyrenová pěna, která zadržuje vzduch v uzavřených kapsičkách. Výsledný produkt je z 95 % vzduch a z 5 % polystyren.
Dalším typem je extrudovaný polystyren (XPS), který má na rozdíl od EPS stejnoměrnější strukturu uvnitř a nedrobí se na kuličky. Desky XPS jsou méně nasákavé a mají o něco větší pevnost, díky čemuž se hodí například pro izolaci střech. Další výhodou XPS je hladká plocha po opracování, což je dáno homogenní strukturou desek.
Jak a proč se polystyren rozpouští?
Polystyren je odolný vůči kyselinám a zásadám, neodolává ovšem organickým rozpouštědlům, uhlovodíkům, terpentýnu, éteru a petroleji. Mezi tyto látky patří například benzin, aldehydy, ketony a další činidla.
Čtěte také: Využití lehčeného betonu s polystyrenem
Z hlediska fyziky a chemie je polystyren tvořen polymery s dlouhým řetězcem a jeho nepolarita ho činí výborným pro udržení tekutin, které jsou naopak vysoce polární. Problém s polystyrenem nastává v okamžiku, kdy se dostane do kontaktu s mastnými kyselinami se středním řetězcem, nebo v ještě horším případě s mastnými kyselinami s dlouhým řetězcem. Ty jsou všechny nepolární, a proto se z důvodu stejné polarity začnou s polystyrenem vzájemně působit a rozpouštět ho. Z tohoto důvodu se také nemísí olej a voda - mají opačné polarity.
Jedlé oleje, včetně rybího oleje, nejsou sice skutečná rozpouštědla v klasickém smyslu, ale mohou do materiálu pomalu pronikat a působit jako změkčovadla, která oslabují jeho mikroskopickou strukturu. Tím dochází k narušení stability tenkých stěn pěny, úniku vzduchu a následnému zmenšování objemu nebo vzniku trhlin, kterými může tekutina protékat.
Typickým příkladem organického rozpouštědla je aceton, který patří mezi ketony. Aceton proniká mezi jednotlivé polymerové řetězce a uvolňuje uzavřené kapsičky vzduchu, což vede ke zmenšení objemu polystyrenu. Také lepidla vhodná pro lepení polystyrenu jsou často založena na některých z chemikálií, které polystyren rozpouštějí, například toluenu. Tato lepidla naleptávají povrch lepených dílů a většinou poskytují kvalitní a pevný spoj.
Omega-3 a polystyren: Vyvrácení mýtů
V posledních letech se sociálními sítěmi začalo šířit video, které varuje před doplňky stravy s omega-3 mastnými kyselinami. Zachycuje totiž, jak kapsle plné rybího oleje před očima rozpouští kus polystyrenu, což vyvolává obavy typu „Co pak dokážou udělat s naším žaludkem?“
Není žaludek z polystyrenu
Tato falešně poplašná zpráva se dá vysvětlit jednoduše: lidský žaludek není z polystyrenu. Trávicí trakt je chráněná živá tkáň a tuky, včetně omega-3, se v něm běžně zpracovávají. Samotnou skutečnost, že látka reaguje s plastem, nelze automaticky interpretovat jako důkaz její škodlivosti pro žaludek či střeva.
Čtěte také: Vlastnosti cementového lepidla na polystyren
Proč rybí olej ničí plasty?
Ne každé omega-3 ale reagují s polystyrenem stejně. Záleží na tom, který typ kyseliny obsahují. Výše popsané účinky se projevují zejména u kyseliny dokosahexaenové (DHA), která se v doplňcích stravy často vyskytuje ve formě ethylesterů.
Omega-3 nejsou vždy stejné - existují v různých podobách, například triglyceridy nebo ethylestery. Ethyl estery omega-3 jsou dnes na celém světě nejlépe prozkoumanou formou mastných kyselin a jsou obecně mnohem koncentrovanější než standardní omega-3 triglyceridy. Ethyl-esterová struktura je také mnohem více polární, a polystyren tak rozpouští ještě rychleji.
Pozor na marketingové klamy
Tohoto jevu někdy využívají sami výrobci doplňků stravy s omega-3. Ve videích ukazují, že zatímco obsah kapslí konkurence „rozpustí“ polystyrenový kelímek, ty jejich ho zanechají neporušený, a jsou tedy bezpečnější a kvalitnější. Za vším je ale rozdílný obsah kyselin a jejich formy. Oba druhy, tedy EPA a DHA, jsou pro lidský organismus stejně prospěšné a jejich vliv na polystyren je zcela bezpředmětný.
Další oleje s podobnými účinky
Kromě omega-3 se dokážou polystyrenem „prokousat“ i jiné zdraví prospěšné oleje, jako je kokosový olej, máslo, MCT oleje nebo citronový olej. Populární „Bullet proof coffee“, káva s přídavkem kokosového oleje nebo másla, může představovat problém, pokud si ji připravíte do polystyrenového kelímku. Po přidání oleje nebo másla se polystyren začne rozpouštět a kávu kontaminovat. Horká káva navíc chemickou reakci urychluje. Lidé tak mohou, aniž by o tom věděli, pravidelně vstřebávat do svého zažívacího traktu rozpuštěný polystyren.
K čemu jsou dobré omega-3?
Omega-3 mastné kyseliny (EPA a DHA) jsou důležité pro správnou funkci srdce, mozku a zraku, protože se podílí na stavbě buněčných membrán a regulaci zánětlivých procesů v těle. Jejich dostatečný příjem podporuje kardiovaskulární zdraví, kognitivní funkce a celkovou rovnováhu organismu. Patří mezi dobře snášené doplňky stravy.
Čtěte také: Použití polystyrenu
Ekologická výzva a inovativní recyklace polystyrenu
Z hlediska ochrany životního prostředí není polystyren rozhodně snovým materiálem. Téměř 80 % ze tří milionů tun výrobků z této hmoty končí v USA na skládkách. Většinou se jedná o jednorázové šálky na kávu nebo krabice na jídlo z rychlého občerstvení. Vědci se dlouho snažili problém polystyrenu vyřešit a vyrobit nějaký druh, který bude v přírodě rozložitelný.
Výzkumníci z Irské národní univerzity a německé Hamburské univerzity se ale pokusili problém otočit: Když není možné vyrobit biodegradabilní polystyren, nešlo by normální polystyren změnit na něco, co rozložitelné je? A podle studie publikované v časopise Environmental Science and Technology se jim to podařilo.
V procesu, jehož autory jsou Patrick G. Ward, Kevin E. O’Connor a jejich spolupracovníci, se polystyren nejdříve změní na styrenový olej. Stane se tak při zahřívání materiálu na teplotu 970 stupňů Fahrenheita (přibližně 521 °C) bez přístupu vzduchu, což je proces známý jako pyrolýza. Pak se do oleje přidá bakterie Pseudomonas putida, pro kterou je tato chemická látka potravou. Bakterie olej stráví a vznikne jiný polymer známý jako PHA.
Vzniklá látka PHA se v přírodě rozkládá, navíc je možné zpracovávat ji pod tlakem jako materiál na výrobu plastické hmoty. Vědci předpokládají, že spalování za vysokých teplot, tedy pyrolýza, by se dalo použít při zpracovávání řady dalších umělých materiálů. Znovu by vznikl olej, který bakterie umějí rozkládat na látku PHA, čímž se otevírá cesta k udržitelnějšímu hospodaření s plastovým odpadem.
Přeměna polystyrenu na PHA: Procesní kroky
| Krok | Popis | Výsledek |
|---|---|---|
| 1. Pyrolýza polystyrenu | Zahřívání polystyrenu na 970 °F (cca 521 °C) bez přístupu vzduchu. | Styrenový olej |
| 2. Biologická konverze | Přidání bakterie Pseudomonas putida do styrenového oleje. | Bakterie tráví olej |
| 3. Vznik PHA | Bakterie přemění strávený olej na nový polymer. | Biodegradabilní PHA |
tags: #polystyren #se #rozpousti #v #oleji