Uitvinding van polystyreen en piepschuim

Polystyreen is een sterk plastic gemaakt van erethyleen en benzine. Het kan worden geïnjecteerd, geëxtrudeerd of geblazen. Dit maakt het een zeer nuttig en veelzijdig productiemateriaal. 

De meesten van ons herkennen polystyreen in de vorm van piepschuim dat wordt gebruikt voor drankbekers en verpakkingspinda's. Polystyreen wordt echter ook gebruikt als bouwmateriaal, met elektrische apparaten (lichtschakelaars en platen) en in andere huishoudelijke artikelen.

Eduard Simon & Hermann Staudinger Polymer Research

Keystone / Stringer / Getty Images

De Duitse apotheek Eduard Simon ontdekte polystyreen in 1839 toen hij de stof isoleerde uit natuurlijke hars. Hij wist echter niet wat hij had ontdekt. Er was een andere organische chemicus nodig genaamd Hermann Staudinger om te beseffen dat Simon's ontdekking, bestaande uit lange ketens van styreenmoleculen, een plastic polymeer was.

In 1922 publiceerde Staudinger zijn theorieën over polymeren. Zij verklaarden dat natuurlijke rubbers waren opgebouwd uit lange repetitieve ketens van monomeren die rubber zijn elasticiteit gaven. Hij schreef verder dat de materialen vervaardigd door de thermische verwerking van styreen vergelijkbaar waren met rubber. Het waren de hoge polymeren, inclusief polystyreen. In 1953 won Staudinger de Nobelprijs voor chemie voor zijn onderzoek.

BASF Commercieel gebruik van polystyreen

Badische Anilin & Soda-Fabrik of BASF werd opgericht in 1861. BASF heeft een lange geschiedenis als innovatief door het uitvinden van synthetische koolteerverf, ammoniak, stikstofhoudende meststoffen en de ontwikkeling van polystyreen, PVC, magneetband en synthetisch rubber.

In 1930 ontwikkelden de wetenschappers van BASF een manier om polystyreen commercieel te produceren. Een bedrijf genaamd I.G. Farben wordt vaak vermeld als de ontwikkelaar van polystyreen omdat BASF in 1930 onder vertrouwen stond van I G. Farben. In 1937 introduceerde het bedrijf Dow Chemical polystyreenproducten op de Amerikaanse markt.

Wat we gewoonlijk piepschuim noemen, is eigenlijk de meest herkenbare vorm van polystyreenverpakking. Piepschuim is het handelsmerk van de Dow Chemical Company, terwijl de technische naam van het product geschuimd polystyreen is.

Ray McIntire - Uitvinder van piepschuim

Dow Chemical Company wetenschapper Ray McIntire bedacht geschuimd polystyreen aka piepschuim. McIntire zei dat zijn uitvinding van geschuimd polystyreen puur toeval was. Zijn uitvinding kwam tot stand toen hij een flexibele elektrische isolator probeerde te vinden rond de Tweede Wereldoorlog.

Polystyreen, dat al was uitgevonden, was een goede isolator maar te bros. McIntire probeerde een nieuw rubberachtig polymeer te maken door styreen te combineren met een vluchtige vloeistof genaamd isobutyleen onder druk. Het resultaat was een schuimpolystyreen met bubbel en was 30 keer lichter dan gewoon polystyreen. The Dow Chemical Company introduceerde in 1954 piepschuimproducten in de Verenigde Staten.

Hoe worden geschuimde polystyreen- of piepschuimproducten gemaakt?

• Geschuimd polystyreen begint als kleine bolvormige korrels die een expansiemiddel bevatten dat koolwaterstof wordt genoemd.
• De polystyreenparels worden met stoom verwarmd. Terwijl het expansiemiddel kookt, worden de kralen zacht en zetten ze uit tot veertig keer hun oorspronkelijke grootte.
• De geëxpandeerde kralen worden afgekoeld voordat ze opnieuw worden verwarmd. Deze keer worden de kralen echter geëxpandeerd in een mal.
• De mallen zijn in verschillende vormen ontworpen, afhankelijk van het gewenste eindproduct. Voorbeelden zijn dingen zoals piepschuimbekers, dozen, pruikenstandaards en meer.
• De kralen vullen de mal volledig en smelten ook samen.
• Piepschuim bevat ongeveer 98% lucht.