Pro-Kontra Polystiren

Pengertian dan Komposisi Polystiren

Polystiren (IUPAC Poly(1-phenylethane-1,2-diyl)), yang terkadang disingkat dengan PS, adalah sebuah polimer aromatik yang terbuat dari monomer stiren aromatik, sebuah cairan hidrokarbon yang diproduksi secara komersial dari minyak bumi oleh industri kimia. Polystiren adalah salah satu jenis plastik yang paling banyak dipakai.

 

Polystiren merupakan substansi yang termoplastik, yang berbentuk padat (glassy) pada suhu ruang, tapi mengalir bila dipanaskan pada temperatur transisi glass (bagi kapang atau ekstrusi), dan menjadi padat lagi saat pendinginan. Padatan murni dari polystiren merupakan sebuah plastik keras yang tidak berwarna dengan fleksibilitas yang terbatas. Polystiren dapat dibuat transparan atau dibuat dalam bermacam-macam warna.

Polystiren padat digunakan, seperti, pada peralatan makan yang dapat langsung dibuang, model plastic, tempat CD dan DVD, dan detektor asap perumahan. Produk yang dibuat dari foamed polystyrene terdapat di mana-mana, seperti pada packing materials, insulasi, dan gelas busa minuman.

Polystiren dapat didaurulang, dan memiliki nomor “6” sebagai simbol daur ulangnya. Polystiren yang tidak dapat didaurulang, yang tidak biodegradable, sering berlimpah berada di lingkungan luar, khususnya di sepanjang pantai dan jalan air, dan merupakan sebuah bentuk dari polusi.

Struktur kimia dari polystiren adalah sebuah rantai panjang hidrokarbon dengan setiap karbon lain terhubungkan pada sebuah gugus phenyl (nama yang diberikan pada benzene cincin aromatic ketika terikat pada substituent karbon kompleks). Formula kimia dari Polystiren adalah (C8H8)n; yang mengandung karbon elemen kimia dan hidrogen. Karena merupakan hidrokarbon aromatik, polystiren dapat terbakar dengan api yang berwarna oranye kekuningan, menghasilkan jelaga, sebagai lawan dari polimer hidrokarbon non aromatik, yang menyala dengan api bercahaya kuning (sering dengan semburat biru) dan tanpa jelaga. Oksidasi sempurna dari polystiren menghasilkan hanya karbon dioksida dan uap air.

Gambar 1.  Polimerisasi stiren

Sebuah model 3D menunjukkan bahwa setiap chiral backbone carbons terentang di tengah-tengah sebuah tetrahedron, dengan 4 ikatan yang mengarah kepada puncak. Katakan saja ikatan C-C diputar maka rantai tulang belakang seluruhnya terentang dalam diagram. Dari skema datar ini, tidak jelas mana gugus phenyl (benzene) yang terbelokkan menuju ke arah kita dari diagram, dan mana yang terbelokan menjauh dari arah kita. Isomer di mana mereka semua ada di sisi yang sama disebut dengan isotactic polystiren, yang tidak diproduksi secara komersial.

ball-and-stick model of part of the crystal structure of isotactic polystyrene
Gambar 2. Isotactic polystiren

Polystiren atactic biasa memiliki gugus phenyl yang besar ini yang didistribusi secara acak pada dua sisi dari rantai. Pemoposisian acak ini mencegah rantai-rantai dari kemungkinan pelurusan dengan cukup beraturan untuk mencapai beberapa crystallinity, sehingga plastiknya tidak memiliki suhu leleh, Tm. Tapi polimerisasi metallocene terkatalisis dapat menghasilkan sebuah polystiren syndiotactic yang terurut dengan gugus phenil pada sisi penggantian. Bentuk ini benar-benar terbuat dari kristal dengan suhu leleh (Tm) 270^oC. Extruded polystyrene itu sama kuatnya dengan alumunium yang tak tercampur, tapi lebih fleksibel dan lebih ringan (1.05 g/cc vs 2.70 g/cc bagi alumunium).

Pembuatan Polystiren

Polystiren umumnya diproduksi dalam tiga bentuk: extruded polystyrene, expanded polystyrene foam, dan extruded polystyrene foam, masing-masing dengan aplikasi-aplikasi bermacam-macam. Kopolimer-kopolimer polystiren juga diproduksi; kopolimer-kopolimer ini mengandung satu atau lebih monomer-monomer lain disamping polystiren. Pada tahun baru-baru ini expanded polystyrene yang tergabung dengan selulosa dan pati juga sudah diproduksi. 

Polystiren juga digunakan di beberapa polymer-bonded explosives (PBX)

Tabel 1. Contoh polystiren pada PBX

Polystyrene PBX examples
Name	Explosive ingredients	Binder ingredients
PBX-9205	RDX 92%	Polystyrene 6%; DOP 2%
PBX-9007	RDX 90%	Polystyrene 9.1%; DOP 0.5%; resin 0.4%

Polystiren juga merupakan sebuah komponen dari napalm dan sebuah komponen dari bom hydrogen. 

Masalah Lingkungan dan Pembuangan

Polystiren tidak mudah untuk didaurulang karena beratnya yang ringan (khususnya bagi yang foamed) dan rendahnya nilai sisa. Polystiren umumnya tidak diterima di program pendaurulangan kerbside (curbside). Namun, di Jerman, polystiren dikumpulkan sebagai konsekuensi dari peraturan pengemasan (Verpackungsverordnung) yang membutuhkan pabrik untuk menanggung tanggung jawab untuk pendaurulangan atau pembuangan dari material pengemasan yang mereka jual.

Di lain pihak, kemajuan besar telah dibuat dalam mendaurulang expanded polystyrene pada tingkat industri. Banyak metode berbeda dari densifikasi telah dikembangkan. Peningkatan dalam densitas ini, biasanya lebih besar dari 15 kaki kubik membuat polystiren bersih sebuah pusat keuntungan baik dalam operasi daurulang. Beberapa pabrik industri polystiren menerima EPS post consumer untuk pendaurulangan. Sebagai contoh Dart Container Corporation di Mason, Michigan memiliki operasi pendaurulangan post consumer yang terus menerus sama baiknya dengan sebuah operasi pendaurulangan sisa EPS industri. 

Pengaruh terhadap Lingkungan

Polystiren yang dibuang tidaklah biodegradable dan tahan terhadap fotolisis. Karena jenis-jenis foam tidak hanya mengapung di air, tapi juga terbang bersama angin, polystiren sering berlimpah di lingkungan luar, khususnya di sepanjang pantai dan jalan air. Menurut California Coastal Commission, polystiren sekarang merupakan sebuah komponen terpenting dari peninggalan lautan. Plastik dapat juga menjadi berbahaya bagi hewan-hewan liar bila polystiren tertelan oleh hewan-hewan itu.

Polystyrene foam diproduksi menggunakan blowing agent yang membentuk gelembung dan memperluas foam. Dalam expanded polystyrene, biasanya blowing-agentnya adalah hidrokarbon seperti pentane, yang dapat menyebabkan bahaya kebakaran dalam pengolahan atau penyimpanan atas material yang baru dihasilkan, tapi memiliki pengaruh lingkungan yang relatif lembut. Bagaimanapun, extruded polystyrene biasanya dibuat dengan HCFC blowing agent yang memiliki efek dalam penipisan lapisan ozon dan dalam pemanasan global. Potensi penipisan ozon oleh polystiren dikurangi secara besar-besaran dibandingkan dengan CFCs yang dulu digunakan, tapi potensi pemanasan global yang dihasilkan dapat menyerupai 1000 atau lebih, berarti dia memiliki 1000 kali efek yang lebih besar pada pemanasan global daripada yang dihasilkan oleh karbon dioksida.

Ketika terdapat sedikit perhatian tentang efek kesehatan oleh EPS sendiri, brominated flame retardants digunakan dalam hampir semua EPS foam (decaBDE or hexabromocyclododecane yang paling umum digunakan) menghasilkan resiko kesehatan dan lingkungan yang menimbulkan bahkan perhatian yang lebih penting. Pada tahun 2009, sebuah perusahaan mendesain pengganti yang bersahabat terhadap lingkungan bagi pengemasan polystiren dibuat dari fungi dan sampah agrikultur, yang disebut Acorn.

Kesehatan dan Bahaya Kebakaran

Terdapat perhatian mengenai jejak kehadiran produksi bahan kimia dari polystiren pada produk plastik akhir. Sebagai contoh benzene, yang biasanya memproduksi ethylbenzene untuk stiren, yang diketahui karsinogen. Stiren yang tidak dipolimerisasi dapat menimbulkan resiko kesehatan. Namun, EPA menyatakan:
"Styrene is primarily used in the production of polystyrene plastics and resins. Acute (short-term) exposure to styrene in humans results in mucous membrane and eye irritation, and gastrointestinal effects. Chronic (long-term) exposure to styrene in humans results in effects on the central nervous system (CNS), such as headache, fatigue, weakness, and depression, CNS dysfunction, hearing loss, and peripheral neuropathy. Human studies are inconclusive on the reproductive and developmental effects of styrene; several studies did not report an increase in developmental effects in women who worked in the plastics industry, while an increased frequency of spontaneous abortions and decreased frequency of births were reported in another study. Several epidemiologic studies suggest there may be an association between styrene exposure and an increased risk of leukemia and lymphoma. However, the
evidence is inconclusive due to confounding factors. EPA has not given a formal carcinogen classification to styrene."

Polystiren diklasifikasi menurut DIN4102 sebagai sebuah produk “B3”, yang berarti sangat mudah terbakar atau sangat mudah tersulut. Alhasil, walaupun polystiren itu insulator yang efisien pada suhu rendah, kegunaannya adalah melarang dalam beberapa instalasi yang tersingkap dalam konstruksi bangunan jika material tidak flame retardant, sebagai contoh, dengan hexabromocyclododecane. Senyawa itu pasti terselubung dibalik drywall, metal atau concrete. Material foamed polystyrene plastic telah secara tidak sengaja tersulut dan menyebabkan kebakaran dan kehilangan yang besar, sebagai contoh pada Düsseldorf International Airport, the Channel tunnel (di mana polystiren berada di dalam railcar yang terbakar), dan Browns Ferry Nuclear Power Plant (di mana api menerobos fire retardant dan mencapai di bawah foamed plastic, di dalam sebuah fire stop yang belum dites dan disertifikat sesuai dengan instalasi akhir).

Bahaya kebakaran, polystiren dapat dilarutkan oleh zat yang mengandung aseton (seperti aerosol paint spray) dan oleh lem cyanoacrylate.

Kemasan Hoka-Hoka Bento

Kemasan pada hoka-hoka bento pernah ditegur oleh Menteri Lingkungan Hidup, karena kemasan yang dipakai adalah stereofoam, bahan yang karsinogenik. Dan pihak dari hoka-hoka bento berjanji akan memperbaikinya. Namun hingga sekarang, tampaknya stereofoam masih tetap dipakai sebagai kemasan dari makanan hoka-hoka bento.