Polystyrol

Polystyrol
Wärmeleitfähigkeit λ [W/(m·K)]:	0,032 - 0,040
Dampfdiffusionswiderstand μ : EPS XPS	20 - 100 80 - 300
Baustoffklasse (Brandschutz):	n. DIN 4102: B1/B2 n. DIN EN 13501: E
Druckfestigkeit:	mittel

Kurzbeschreibung

Polystyrol ist ein vielseitig einsetzbarer Schaumkunststoff auf Erdölbasis (Ethylen und Benzol). Der Anteil am Dämmstoffmarkt der BRD betrug zuletzt knapp 30 %.

Produktionsprozess

Am Beginn der Prozesskette stehen die begrenzten Rohstoffe Erdöl, Erdgas und Steinkohle. Als Zwischenprodukt entsteht u. a. Ethylbenzol auf dem Weg zum Monomer Styrol (auch Phenylethen, Styren, Vinylbenzol - gehört zu den aromatischen Kohlenwasserstoffen), durch Polymerisation Polystyrol. Polystyrol-Kunststoffe (PS) gehören zur Gruppe der thermoplastischen Kunststoffe. Durch den vorwiegend linearen Aufbau der Molekülketten sind Thermoplaste (auch Plastomere genannt) unter Wärmeeinwirkung verformbar.

• Expandiertes Polystyrol-Hartschaum (EPS) - auch bekannt als Styropor: Das EPS Granulat wird mit dem Treibmittel Pentan bei Temperaturen von ca. 100° C unter Zusatz von Wasserdampf aufgebläht. Aus diesen Schaumpartikeln werden durch eine 2. Heißdampfbehandlung Blöcke, Platten und Formteile hergestellt.
• Extrudierter Polystyrol-Hartschaum (XPS): Im sogenannten Extruder wird Polystyrol aufgeschmolzen und nach Zugabe eines Treibmittels (z. B. CO₂) durch eine Schlitzdüse ausgetragen. Nach Durchlaufen einer Kühlzone wird der entstehende Strang mechanisch geformt.

Hinweise zur Verarbeitung

Der Dämmstoff kann mechanisch leicht bearbeitet werden. Zum sachgerechten Verkleben sind vom Hersteller empfohlene spezielle Kleber erforderlich. Als Wärmedämmverbundsystem ist in der Regel zusätzlich eine Dübelung erforderlich – auf Herstellerangaben /Zulassung achten.

Einsatzbereiche

• EPS: Einsatz als Wärmedämmverbundsystem, Fassaden-, Dach-, Trittschall- und Wärmedämmung bei Geschossdecken unter schwimmenden Estrichen.
• XPS: Einsatz als erdberührte Wärmedämmung sowie als Wärmedämmung druckbelasteter Flächen (z. B. Industriefußböden, Flachdächer, Parkdecks)

Baubiologische Stellungnahme

Styrol ist ein mutagenes und embryotoxisches Nervengift, und steht im Verdacht krebserzeugend zu sein. Es wirkt bereits in kleinen Konzentrationen reizend auf Augen und Nase, kann durch die Haut aufgenommen werden und zu Kopfschmerzen, Schwindel, Übelkeit mit Erbrechen und allgemeiner Schwäche führen. Beim Herstellungsprozess sind Gefahrstoffe mit erheblichem Risikopotential beteiligt, z. B. Benzol und Ethylen, und es kommt zu Emissionen von Styrol (ca. 15 kg/Tonne EPS). Bei der Verbrennung besteht die Gefahr der Brandausbreitung durch herabtropfendes brennendes Material und die Entstehung giftiger Brandgase. Beim Heißdrahtschneiden auf der Baustelle wird Styrol freigesetzt.
Polystyrol ist unverrottbar, versprödet jedoch unter UV-Bestrahlung und ist nicht beständig gegen Lösemittel und Benzin. PS beginnt bei 110 bis 210° C sich zu zersetzen.
Etwa 200 000 t Polystyrol werden in der BRD jährlich auf Baustellen in Verkehr gebracht.
Sauberes PS kann wiederverwendet, die Sammel- und Rückführungslogistik aus Bau- und Abbruchabfällen ist jedoch teilweise mangelhaft, abhängig vom Baustellenmanagement. Der hohe Heizwert von PS macht eine thermische Verwertung effizient. Im Deponierungsfall verbleiben wegen der Flammschutzmittel (HBCD) und weiterer Zusätze problematische Rückstände, die zu einer Belastung der Deponieabwässer beitragen können.

Quelle: http://www.ecobine.de/

Prozesskette und Bewertung Polystyrol

Zur ökologischen Bewertung von Naturfaserdämmstoffen und einer korrekten Abwägung im Vergleich zu „konventionellen Dämmstoffen“ ist auch ein Blick in deren Herstellungsprozess sinnvoll. Die Herstellung von Polystyrol-Schaumdämmstoffen in Betrieben der Großchemie ist mit aufwändigen und umweltbelastenden chemischen Prozessen verbunden. In den verarbeitenden Betrieben sind umfangreiche Arbeitsschutzmaßnahmen notwendig.

Das Produkt Polystyrol als Vorprodukt der synthetischen Schaumdämmstoffe EPS und XPS basiert auf den fossilen Rohstoffen Erdöl, Erdgas und Steinkohle. Bei der Herstellung sind Gefahrstoffe mit erheblichem Risikopotential beteiligt, z. B. Benzol (toxisch) und Ethylen (hochentzündlich). Das daraus hergestellte Styrol ist ebenfalls toxisch und steht im Verdacht krebserzeugend zu sein. (Quelle: ECOBIS 2000, Gisbau).

Im Forschungsbericht des Umweltbundesamtes (UBA) vom April 2008 wird das vollständige Verwendungsverbot von Polystyroldämmstoffen mit dem bromierten Flammschutzmittel Hexabromcyclododecan (HBCD) angesprochen, da dieser als PBT-Stoff (persistent, bioakkumulativ oder toxisch) identifiziert wurde. Mangels alternativen Flammschutzmitteln derzeit (nach heutigem Kenntnisstand des Verfassers) würde dies einem Verbot von Polystyroldämmstoffen gleichkommen.

Auszüge aus dem UBA-Bericht:

• „Weltweit werden jährlich ca. 22.000 t HBCD verwendet, der Verbrauch in der EU beträgt etwa 9.600 t. Es wird vorwiegend zum Flammschutz bei Polystyrol-Dämmstoffen eingesetzt.“
• „Bislang ist kein Flammschutzmittel für PS-Dämmstoffe bekannt, das als Ersatzstoff für HBCD geeignet wäre.“
• „Die Risikobewertung hat direkte Risiken und ein systemisches Risikopotential ergeben. Die Verarbeitung von HBCD verursacht erhebliche lokale Risiken für Mensch und Umwelt (Gewässer, Sedimente). Kritische Punktquellen sind Anlagen zur Formulierung expandierten und extrudierten Polystyrols (EPS, XPS) und zur Beschichtung von Textilien. Die Expositionsszenarien der Risikobewertung belegen gesundheitliche Risiken am Arbeitsplatz als Folge des Einatmens von HBCD als Feinpuder. Die starke Bioakkumulation (Anreicherung in Lebewesen) verursacht weiterhin indirekte Risiken über alle Nahrungsketten, besonders für Meeressäuger.“
• „HBCD ist toxisch für Gewässerorganismen. Es ist in zahlreichen marinen Organismen sowie in der menschlichen Muttermilch nachweisbar.“
• „Das UBA plädiert dafür, zur Wärmedämmung – soweit technisch möglich – andere umweltverträglichere Dämmmaterialien zu verwenden, bis ein alternatives Flammschutzmittel für PS gefunden ist.“

Quelle

Herbert Danner, Baubiologe (IBN), Bauzentrum München, Ökologische Wärmedämmstoffe im Vergleich 2.0, Juni 2010, S. 40, 66

Literatur

• Sagunski, H.: Richtwerte für die Innenraumluft: Styrol (PDF / 486 KB).
  Bundesgesundheitsblatt 41 (1998) S. 392-421

Siehe auch

• Wärmedämmstoffe im Überblick
• Polyamid
• Polyethylen
• Polypropylen
• Polyurethan