Poliestirè expandit: escumat i extruït

Autoextingible sense pressió (PSB-S) en suspensió de poliestirè expandit en un tall (EPS)

L'estructura del poliestirè expandit a gran augment
Pénopolistirole

és un material farcit de gas obtingut a partir de poliestirè i els seus derivats, així com de copolímers d’estirè. El poliestirè expandit és un tipus de poliestirè estès, que se sol anomenar a la vida quotidiana. La tecnologia habitual per produir poliestirè expandit s’associa amb l’ompliment inicial de grànuls d’estirè amb gas, que es dissol a la massa del polímer. Posteriorment, la massa s’escalfa amb vapor. En aquest procés, es produeix un augment múltiple del volum dels grànuls originals fins que ocupen tota la forma del bloc i no es sinteritzen junts. En el poliestirè expandit tradicional, el gas natural, que és fàcilment soluble en estirè, s’utilitza per omplir els grànuls; en les versions resistents al foc de poliestirè expandit, els grànuls s’omplen de diòxid de carboni [1]. També hi ha una tecnologia per obtenir poliestirè expandit al buit, que no conté cap dels gasos.

Contingut

• 1 Història de la producció de poliestirè expandit
• 2 Composició de poliestirè expandit
• 3 Mètodes d'obtenció
• 4 Propietats del poliestirè expandit
• 5 Els principals tipus d'escuma de poliestirè produïda
• 6 Sol·licitud
• 7 Propietats del poliestirè expandit 7.1 Absorció d’aigua
• 7.2 Permeabilitat al vapor
• 7.3 Estabilitat biològica
• 7.4 Durabilitat
• 7.5 Resistència als dissolvents

La història de la producció de poliestirè expandit

El primer poliestirè expandit es va produir a França el 1928 [2]. La producció industrial de poliestirè expandit va començar a la dècada de 1937. [especificar

] a Alemanya [3]. A l'URSS, la producció de poliestirè expandit (grau PS-1) es va dominar el 1939 [4], graus PS-2 i PS-4 - el 1946 [5], grau PSB - el 1958 [6] El 1961, la URSS dominava la tecnologia per a la producció de poliestirè expandit autoextingible (PSB-S) [7]. A efectes de la construcció, el poliestirè expandit PSB va començar a produir-se el 1959 a la planta Stroyplastmass de Mytishchi.

Composició de poliestirè expandit

Per obtenir poliestirè expandit, el poliestirè s’utilitza més sovint. Altres matèries primeres són el polimonoclorostirè, el policlorestirè i els copolímers d’estirè amb altres monòmers: acrilonitril i butadiè. Com a agents de bufat s’utilitzen hidrocarburs de baixa ebullició (pentà, isopentà, èter de petroli, diclorometà) o agents bufadors (diaminobencè, nitrat d’amoni, azobisisobutironitril). A més, la composició de taulers de poliestirè expandit inclou ignífugs (classe d’inflamabilitat G1), colorants, plastificants i diversos farcits.

Mètodes d'obtenció

Una proporció significativa de l’escuma de poliestirè obtinguda es produeix escumant el material amb vapors de líquids de baixa ebullició. Per a això, s’utilitza un procés de polimerització en suspensió en presència d’un líquid que es pot dissoldre en l’estirè original i que és insoluble en poliestirè, per exemple, pentà, isopentà i les seves mescles. En aquest cas, es formen grànuls en què el líquid de baixa ebullició es distribueix uniformement al poliestirè. A més, aquests grànuls se sotmeten a escalfament amb vapor, aigua o aire, com a conseqüència dels quals augmenten significativament de mida (10-30 vegades). Els grànuls a granel resultants es sinteritzen amb un modelat simultani de productes.

Propietats del poliestirè expandit

Poliestirè expandit d'alta qualitat: material amb grànuls espaiats de la mateixa mida

Poliestirè expandit de baixa qualitat del tipus PSB: es produeix un trencament al llarg de la zona de contacte de boles de diferents mides
El poliestirè expandit, que es va obtenir escumant un líquid amb poca ebullició, és un material format per grànuls de cel·la fina sinteritzats junts. Hi ha micropors a l'interior dels grànuls de poliestirè expandit i buits entre els grànuls. Les propietats mecàniques d’un material es determinen per la seva densitat aparent: com més alta és, més gran és la resistència i menor és l’absorció d’aigua, la higroscopicitat, la permeabilitat al vapor i a l’aire.

Escuma de poliestirè extruït

La versió oficialment reconeguda és que aquest tipus d’aïllament va ser inventat per especialistes als Estats Units als anys setanta. Al mateix temps, se sap que molt abans, a la Unió Soviètica, aquest material s'utilitzava per a les necessitats de l'activitat econòmica. Un exemple d’aplicació a l’URSS són les boies que marquen la frontera amb l’aigua. Per tant, donarem als nord-americans la primacia XPS en l’ús d’aquest material en la construcció. L’escuma de poliestirè extruït és un material únic d’alta resistència i impermeabilitat absoluta, que el fa indispensable per a aïllar fonaments, piscines i qualsevol altra estructura que funcioni en un entorn humit. Els factors que limiten l’ús d’EPS són la inflamabilitat d’aquest aïllament i la seva permeabilitat al vapor.

Els principals tipus d’escuma de poliestirè produïts

• Poliestirè expandit sense premsa
  : EPS (poliestirè expandit); PSB (suspensió d'escuma de poliestirè expandit sense premsar); PSB-S (suspensió de poliestirè expandit, sense pressió, autoextingible). Inventat per BASF el 1951
• Escuma de poliestirè extruït
  : XPS (poliestirè extruït); Extrol, Penoplex, Styrex, Technoplex, TechnoNIKOL, URSA XPS
• Escuma de poliestirè extruït
  : diverses marques estrangeres; PS-1; PS-4
• Escuma de poliestirè autoclau
  : Espuma de poliestirè (Dow Chemical)
• Escuma de poliestirè extruït en autoclau
  [8]

Tipus bàsics

• Sense premsa - el tipus més comú, econòmic i més fràgil. Posseeix elevada absorció d’aigua... Consta de molts grànuls d’estructura heterogènia. Els grànuls de poliestirè s’assequen, s’escumeixen, es tornen a assecar i s’escalfen. Aquesta composició s’utilitza per omplir un motlle que es torna dens a mesura que es refreda.
• Premeu - Aïllament durador i dens, més car. Té un baix coeficient de transmissió de calor a causa de grànuls hermèticament tancats. Proporciona el posterior premsat de gas de la mescla escumosa.
• Extrudit - té una consistència homogènia de cèl·lules petites i gairebé completament tancades. Produït d'acord amb GOST per extrusió - quan es fonen les boles de poliestirè i s’obté una composició homogènia, que s’aboca en un motlle per refredar-lo. Aquest mètode permet fer que el material sigui resistent a la penetració d’aigua, dens i resistent a la tensió mecànica, augmentant així la vida útil.

Amb l'addició de ignífugs, escuma de poliestirè extruït es pot fer resistent al foc.

• Extrusió obtingut processant el pes final del polímer. En la fabricació s’utilitza una extrusora, per tant, els dos darrers tipus s’anomenen el mateix material.

Recomanem: Els principals tipus i propietats del policarbonat monolític. On s’utilitza el material i com tallar-lo tu mateix?

Hi ha una escuma d’autoclau i poliestirè d’extrusió d’autoclau, on s’escuma i s’asseca el material mitjançant un autoclau. Es produeix a l'estranger, s'utilitza molt poques vegades a causa del seu elevat cost.

Aplicació

El poliestirè expandit s’utilitza amb més freqüència com a material aïllant de la calor i estructural. Àmbits d'aplicació: construcció, transport i construcció de vaixells, construcció d'avions. S'utilitza una gran quantitat de poliestirè expandit com a material d'envasament i aïllament elèctric.

• A la indústria militar, com a escalfador; en els sistemes de protecció individual del personal militar; com un amortidor als cascos.
• En la producció de frigorífics domèstics com a aïllant de calor (a la URSS, es tracta de frigorífics de sèrie "Yarna-3", "Yarna-4", "Vizma", "Smolensk" i "Aragats-71") fins a principis dels anys seixanta. , quan el poliestirè expandit va ser desplaçat per escuma de poliuretà.
• En la producció d'envasos i envasos isotèrmics d'un sol ús per a productes congelats [9] [10] [11] [12]
• En la construcció d'edificis: l'ús de poliestirè expandit a Rússia en la indústria de la construcció està regulat per les normes estatals [13] [14] [15] i es limita a l'ús d'un embolcall de l'edifici com a capa mitjana. El poliestirè expandit s’utilitza àmpliament per a façanes aïllants (classe d’inflamabilitat G1). El perill potencial d'incendi d'aquest material requereix proves preliminars obligatòries a gran escala [16]. A l'agost de 2014, el FGBU VNIIPO EMERCOM de Rússia va assenyalar [17] que l'ús de SFTK ("Sistemes de façana aïllant calor compost") com a escalfador (aïllament tèrmic) del pla principal de la façana d'escuma de poliestirè de rajoles (només aquelles marques que s’indiquen a la TS), que no són materials per acabar o afrontar les superfícies exteriors de les parets exteriors d’edificis i estructures, contràriament als requisits de l’article 87, part 11 de la Llei federal núm. 123-FZ [ 18] i el paràgraf 5.2.3 del SP 2.13130.2012. Al juliol de 2020, les modernes plaques aïllants tèrmiques de poliestirè escumós GOST 15588-2014. Condicions tècniques ", que indiquen la presència obligatòria d'additius ignífugs al material, garantint la seguretat contra incendis (autoextingible, incapacitat de mantenir una combustió independent) de les plaques de poliestirè expandit durant l'emmagatzematge i la instal·lació.
• Des dels anys setanta. el poliestirè expandit s’utilitza en la construcció de carreteres, la construcció de relleus i terraplens artificials, la col·locació de vies de transport en zones amb sòls febles, quan es protegeixen les vies de la congelació, per reduir la càrrega vertical a l’estructura i en altres casos. El poliestirè expandit s’utilitza més activament en la construcció de carreteres als EUA, Japó, Finlàndia i Noruega [19]. Els requisits i els estàndards de GOST per a aquest producte en aquests països són radicalment diferents dels països russos i de la CEI.
• Serveix com a material per a la producció de joguines, mobles de disseny i articles d’interior [20]. També serveix com a material per crear objectes d’art decoratiu i aplicat modern i art conceptual [21].

Escuma de poliestirè extruït: instruccions d'ús

La poliespuma del grau PSB-S, a causa de la seva permeabilitat al vapor més elevada, en comparació amb els EPI, es pot utilitzar per a l'aïllament tèrmic des de l'interior del local. El poliestirè extruït s’utilitza generalment per a aïllaments externs o com a capa mitjana en panells sandvitx. Per a l'aïllament de les parets des de l'exterior, s'utilitzen plaques amb un gruix de 80-100 mm. Sovint s’utilitzen làmines amb un gruix de 30-40 mm, repartides en dues capes.

Com aïllar adequadament la paret amb poliestirè expandit:

• Treball de desmuntatge. Abans d’adherir l’escuma o escuma de poliestirè extruït a la paret, desmunteu els detalls del sistema de drenatge, els elements decoratius, netegeu i imprimeu la superfície de la paret.
• Enganxar llençols a la paret. Com enganxar adequadament l’escuma de poliestirè a la paret: la barreja adhesiva s’aplica a l’estructura de la paret i a tota la zona de la làmina d’aïllament. S’aplica especialment abundantment a les vores i al centre del full. El full està enganxat a la paret. El panell es fixa amb tacs, que han d’entrar al material de la paret com a mínim 50 mm. Els tacs es col·loquen al centre del panell i a les juntes.
• Segellat d'esquerdes. Si els buits són inferiors a 20 mm, es bufen amb escuma de poliuretà, si és més, es segellen amb trossos d’aïllament i s’escumen. L’excés d’escuma es talla, les tapes de les ungles del paraigua es freguen amb massilla.

Quan s’aïlla la façana amb poliestirè extruït, no es requereix impermeabilització. Les parets del soterrani i els fonaments amb una elevada ubicació de les aigües subterrànies requereixen mesures d’impermeabilització.

Propietats del poliestirè expandit

Absorció d’aigua

Colònia de bacteris a EPS
El poliestirè expandit és capaç d’absorbir aigua en contacte directe [22].La penetració de l'aigua directament al plàstic és inferior a 0,25 mm a l'any [23], per tant, l'absorció d'aigua de l'escuma de poliestirè depèn de les seves característiques estructurals, densitat, tecnologia de fabricació i la durada del període de saturació d'aigua. L’absorció d’aigua d’escuma de poliestirè extruït fins i tot després de 10 dies en aigua no supera el 0,4% (per volum), cosa que el fa molt utilitzat com a escalfador d’estructures subterrànies i soterrades (carreteres, fonaments) [24].

Permeabilitat al vapor

El poliestirè expandit és un material poc permeable al vapor [25] [26].

Una característica de la permeabilitat al vapor del poliestirè expandit és que no depèn del seu grau d’escuma i de la densitat del poliestirè expandit i sempre és igual a 0,05 mg / (m * h * Pa) [font no especificada 1930 dies

], que no equival a la permeabilitat al vapor d’un marc de fusta fet de pi, avet o roure o llana mineral (0,55 mg / (m * h * Pa)).

Resistència biològica

Tot i que el poliestirè expandit no és susceptible a l'acció de fongs, microorganismes i molses, en alguns casos són capaços de formar les seves colònies a la seva superfície [27] [28] [29] [30].

Els insectes poden instal·lar-se en poliestirè expandit, equipar nius d’ocells i rosegadors. El problema del dany a les estructures d’escuma de poliestirè per part dels rosegadors ha estat objecte de nombrosos estudis. Basant-se en els resultats de les proves d’escuma de poliestirè realitzades en rates grises, ratolins domèstics i ratolins campana, es va establir el següent:

1. El poliestirè expandit, com a material compost d’hidrocarburs, no conté nutrients i no és un camp de cultiu per a rosegadors (i altres organismes vius).
2. En condicions obligatòries, els rosegadors actuen sobre l'extrusió i l'escuma de poliestirè granular, així com sobre qualsevol altre material, en els casos en què sigui un obstacle (obstacle) l'accés als aliments i a l'aigua o per satisfer altres necessitats fisiològiques de l'animal.
3. En condicions de lliure elecció, els rosegadors afecten el poliestirè expandit en menor mesura que en condicions de compulsió i només si necessiten material de llit o hi ha la necessitat de moldre els incisius.
4. Si es pot triar material de nidificació (arpillera, paper), el poliestirè expandit atrau els rosegadors en l'últim torn.

Els resultats dels experiments amb rates i ratolins també van mostrar dependència de la modificació del poliestirè expandit, en particular, el poliestirè expandit extruït és danyat pels rosegadors en menor mesura.

Durabilitat

Una de les maneres de determinar la durabilitat de l’escuma de poliestirè és alternant l’escalfament a +40 ° C, el refredament a -40 ° C i el manteniment a l’aigua. Es suposa que cada cicle és igual a 1 any condicional de funcionament. S'argumenta que la durabilitat dels productes a partir de poliestirè expandit segons aquest mètode de prova és d'almenys 60 anys [31], 80 anys [32].

Resistent als dissolvents

El poliestirè expandit no és molt resistent als dissolvents. Es dissol fàcilment a l’estirè original, hidrocarburs aromàtics (benzè, toluen, xilè), hidrocarburs clorats (1,2-dicloroetà, tetraclorur de carboni), èsters, acetona i disulfur de carboni. Al mateix temps, és insoluble en alcohols, hidrocarburs alifàtics i èters.

Característiques i propietats de l'aïllament

Conductivitat tèrmica

Tauler de poliestirè expandit de 10 cm de gruix i una paret de maó de més d'1 m propietats conductores de calor iguals.
L’aire dins de les bombolles està hermèticament tancat, de manera que el material reté perfectament la calor.

El coeficient de conductivitat tèrmica varia entre 0,028 i 0,034 W / mK, que és molt inferior al coeficient de maó o formigó.

Permeabilitat al vapor i absorció d'humitat

L'índex de permeabilitat al vapor de l'escuma de poliestirè expandit és de 0,019 a 0,015 kg per metre-hora-Pascal, en contrast amb un producte extruït amb un índex zero.

El gruix i la forma necessaris es donen utilitzant tallant l’escuma en lloses de la mida desitjada... El vapor flueix a través dels grànuls cap a les cèl·lules.

nota

L'escuma de poliestirè extruït no es talla, perquè les lloses acabades surten del transportador d’un cert gruix i ja són llises. Com a resultat, el vapor no pot penetrar en el material.

Quan un producte no premsat es submergeix en aigua, s’absorbeix fins al 4% del líquid. L’escuma densa de poliestirè extruït romandrà pràcticament seca i absorbirà només el 0,4%.

Val a dir que l’aïllament no es farà malbé en contacte amb líquids.

Força

El material és resistent, suporta la temperatura de -40 a + 40 ° C fins a 60 cicles (anys climàtics). La resistència a la flexió estàtica del material extruït és superior a la del material espumat.

Absorció acústica

Una capa de material aïllant de 3 cm reduirà el nivell de penetració del soroll en 25 decibels, cosa que proporciona un bon aïllament acústic. Relevant per als residents d'apartaments.

Però no alleujarà completament el soroll, sinó que només el silenciarà en presència d’una gruixuda capa d’aïllament. El soroll aeri no dominarà.

Resistència biològica

L’escuma de poliestirè no és sensible a la formació d’activitat biològica i per tant no es convertirà en un caldo de cultiu de floridures i fongs.
Aquest és un fet provat científicament.

No obstant això, pot ser danyat per rosegadors i insectes. S'obren camí a través del material a la recerca de calor i menjar.

Recomanem: Què és el formigó lleuger, els seus tipus i composició. Conductivitat tèrmica i altres característiques

Destrucció de poliestirè expandit

Destrucció a alta temperatura

La fase de destrucció del poliestirè expandit a alta temperatura ha estat estudiada bé i a fons. Comença a una temperatura de +160 ° C. A mesura que la temperatura augmenta a +200 ° C, comença la fase de destrucció oxidativa tèrmica. Per damunt de +260 ° C, prevalen els processos de destrucció tèrmica i despolimerització. A causa del fet que la calor de polimerització del poliestirè i el poli - "" α "" - metilestirè és un dels més baixos entre tots els polímers, la despolimerització al monòmer inicial, l'estirè, predomina en els processos de destrucció [33].

L’escuma de poliestirè modificada amb additius especials difereix en el grau de destrucció a alta temperatura segons la classe de certificació. L’escuma de poliestirè modificada, certificada segons la classe G1, no es degrada més d’un 65% quan s’exposa a altes temperatures. Les classes d'escuma de poliestirè modificat es donen a la taula de la secció sobre resistència al foc.

Destrucció a baixa temperatura

El poliestirè escumós, com alguns altres hidrocarburs, és capaç d’autooxidar-se a l’aire per formar peròxids. La reacció s’acompanya de despolimerització. La velocitat de reacció es determina per la difusió de molècules d’oxigen. A causa de la superfície significativament desenvolupada del poliestirè expandit, s'oxida més ràpidament que el poliestirè en un bloc [34]. Per al poliestirè en forma de productes densos, el factor de temperatura és el començament regulador de la destrucció. A temperatures més baixes, la seva destrucció és teòricament possible d’acord amb les lleis de la termodinàmica dels processos de polimerització, però a causa de la permeabilitat del gas extremadament baixa del poliestirè, la pressió parcial del monòmer només pot canviar a la superfície exterior del producte. En conseqüència, per sota de Tpred = 310 ° C, la despolimerització del poliestirè es produeix només des de la superfície del producte i es pot deixar de banda per a propòsits pràctics.

Doctor en Química, professor del Departament de Processament de Plàstics de la Universitat Russa de Tecnologia Química que porta el nom de V.I. Mendeleeva L.M. Kerber sobre la separació de l'estirè del poliestirè expandit modern:

“En condicions normals de funcionament, l'estirè mai s'oxida. S’oxida a temperatures molt més altes. La despolimerització de l'estirè pot procedir a temperatures superiors a 320 graus, però és impossible parlar seriosament de l'alliberament d'estirè durant l'operació de blocs de poliestirè expandit en el rang de temperatura des de menys 40 fins a més 7 ° C.A la literatura científica hi ha proves que l'oxidació de l'estirè a temperatures de fins a +11 ° C pràcticament no es produeix ".

Els experts també afirmen que no es va observar una caiguda de la resistència a l'impacte del material a 65 ° C durant un interval de 5.000 hores i que no es va observar una caiguda de la resistència a l'impacte a 20 ° C durant 10 anys.

Els experts europeus consideren que la naturalesa tòxica de l’estirè i la capacitat del poliestirè expandit per alliberar estirè no estan demostrats. Els experts, tant en la indústria de la construcció com en la indústria química, desmenteixen la mateixa possibilitat d’oxidació del poliestirè expandit en condicions normals o bé assenyalen l’absència de precedents, o bé es refereixen a la manca d’informació sobre aquest tema.

A més, el perill mateix d’estirè inicialment sovint s’exagera. D'acord amb estudis científics a gran escala realitzats el 2010 en relació amb l'aprovació del procediment obligatori per tornar a registrar productes químics a l'Agència Europea de Productes Químics d'acord amb el reglament REACH, es van fer les conclusions següents:

• mutagenicitat: no hi ha base per a la classificació;
• carcinogenicitat: no hi ha base per a la classificació;
• toxicitat reproductiva: no hi ha base per a la classificació.

A més, tingueu en compte que l’estirè es troba de forma natural al cafè, la canyella, les maduixes i els formatges.

Per tant, no es confirmen les principals preocupacions associades a la toxicitat particular de l’estirè, suposadament alliberada quan s’utilitza poliestirè expandit [33].

Escalfadors

106 vots

+

Veu per a!

—

En contra!

El poliestirè expandit és un material força interessant. El mètode de producció es va patentar el 1928 i des de llavors s’ha modernitzat moltes vegades. El principal avantatge és la conductivitat tèrmica baixa, i només llavors en pes lleuger. El poliestirè expandit s’utilitza àmpliament en diverses indústries i en la construcció, i cada persona, d’una manera o altra, es va trobar amb productes d’ell en la vida quotidiana. A més, el poliestirè expandit, el preu dels productes a un nivell baix, serà una bona opció si voleu aïllar la vostra llar.

Taula de continguts

1. Què és el poliestirè expandit i en què es diferencia del poliestirè?
2. Poliestirè expandit, característiques i propietats
3. Àrea d'aplicació
4. Desavantatges del poliestirè expandit: una visió general dels mites

Què és el poliestirè expandit i en què es diferencia del poliestirè?

El poliestirè expandit es produeix afegint gas a la massa del polímer de poliestirè, que, després del seu escalfament, augmenta significativament el volum, omplint tot el motlle. Depenent del tipus de material, s’utilitza un gas diferent per crear volum: per a variacions simples, el gas natural, els tipus de poliestirè expandit resistents al foc s’omplen de diòxid de carboni.

Molt sovint, els aficionats solen anomenar escuma de poliestirè i poliestirè el mateix material. Tot i això, això no és del tot cert. Tenen una base comuna, però les diferències i les característiques són força significatives. Si no us dediqueu a un llarg raonament espacial, les principals característiques distintives són les següents:

• la densitat de l'escuma és significativament inferior, 10 kg per m3, mentre que els indicadors d'escuma de poliestirè són de 40 kg per m3,
• el poliestirè expandit no absorbeix el vapor i la humitat,
• l’aspecte és diferent. Poliespuma: té grànuls interns, l’escuma de poliestirè és més homogènia,
• el plàstic d’escuma es caracteritza per un cost més baix, que es nota quan s’utilitza com a material aïllant tèrmic per al revestiment exterior de les parets d’un edifici,
• el poliestirè expandit té la millor resistència mecànica.

La poliespuma es produeix a partir de matèries primeres de polímer, que es tracten amb vapor d’aigua, per la qual cosa el volum dels grànuls augmenta significativament. Però, al mateix temps, això condueix al fet que els micropors també augmenten de mida, com a conseqüència dels quals es deteriora l’enllaç entre els grànuls i, gradualment, sota la influència de la precipitació atmosfèrica i les condicions climàtiques, això condueix al fet que el material es debilita. En termes generals, si trenqueu un full de poliestirè per la meitat, es formen un gran nombre de grànuls.Això no és típic del poliestirè expandit, ja que inicialment consisteix en cèl·lules tancades, que garanteixen la impermeabilitat a la humitat i al vapor del material. Al començament de la producció, els seus grànuls sota la influència de les altes temperatures es fonen, formant una massa fluida uniforme, que s’omple de gas.

El material en si també té diverses varietats:

• L’escuma de poliestirè extruït és pràcticament el mateix material que no premsada, la diferència està en l’ús d’equips com ara una extrusora, per tant, l’escuma de poliestirè extruït i extruït sovint s’anomena el mateix material.
• L’extrusió també s’obté mitjançant el processament de la massa final del material polimèric i també és una massa homogènia. La varietat s’utilitza per a la fabricació d’envasos d’un sol ús i vaixella. En termes generals, els productes carnis dels supermercats s’envasen en envasos fets amb escuma de poliestirè extruït.

• El mètode de premsat per obtenir el material és més car, ja que implica el posterior premsat de la mescla amb escuma de gas. En aquest cas, adquireix força addicional.
• Poques vegades s’esmenta l’escuma de poliestirè d’autoclau i, de fet, és un tipus d’extrusió en què l’escuma i la cocció del material es realitzen mitjançant un autoclau.
• Pressless és una de les varietats més populars. Primer s’elimina la humitat dels grànuls de poliestirè per assecar-la i després s’escuma a una temperatura de 80 ° C, després de la qual cosa s’asseca de nou i es torna a escalfar. La barreja resultant s’omple en un motlle, on ja es compacte en el moment del refredament. Aquest tipus de poliestirè expandit és més fràgil, però requereix la meitat d’isopetà per a la seva producció, cosa que afecta el cost final.

Poliestirè expandit, característiques i propietats

El poliestirè expandit és un material ambigu: algú exalta les seves propietats al cel, algú, al contrari, escumant a la boca, exigeix ​​una prohibició immediata i completa del seu ús a la base d '"exposar les obres d'un acadèmic". És cert que la omnipresència del poliestirè expandit i la seva elevada popularitat incloen conclusions cap al fet que aquest material és realment bo i té els següents avantatges:

• La baixa conductivitat tèrmica permet aconseguir un efecte d'aïllament important. De fet, 11 cm de poliestirè expandit poden proporcionar el mateix aïllament tèrmic que una paret de maó de silicat de més de dos metres de gruix. La conductivitat tèrmica del material és de 0,027 W / mK, que és significativament inferior a la del formigó o el maó.
• Resistència a la humitat del material. Fins i tot amb una exposició prolongada a la humitat, l’absorbència no serà superior al 6%, de manera que no cal témer la deformació de l’estructura del poliestirè expandit.
• El poliestirè expandit és resistent i pot suportar fins a 60 cicles d’exposició a temperatures de -40 a + 40 ° C. Cada cicle constitueix un any climàtic estimat.
• Insensibilitat a la formació de medis biològics. El poliestirè expandit no es convertirà en un caldo de cultiu de fongs i floridures.

• Inofensivitat del material. En la seva producció s’utilitzen components no tòxics, per tant, també s’utilitzen productes de poliestirè expandit en la indústria alimentària. Per exemple, per emmagatzemar aliments.
• A causa del seu poc pes, l'aïllament de les façanes dels edificis amb poliestirè expandit requereix molt menys temps i esforç que quan s'utilitzen altres mitjans.
• Els materials resistents al foc, quan s’exposen a una flama oberta, tendeixen a autoextingir-se i es fonen, no propagant la combustió. La temperatura de combustió espontània del poliestirè expandit és de + 490 ° C, que és gairebé dues vegades superior a la de la fusta. Si el material no està exposat a una font oberta de flama durant més de quatre segons, el poliestirè expandit s’extingeix. L’energia calorífica durant la combustió del material és 7 vegades menor que la d’un arbre. Per tant, el poliestirè expandit no és capaç de suportar el lloc del foc.
• Proporciona insonorització. Aquesta qualitat és especialment important per als residents d’apartaments estàndard. Una capa de material aïllant de 3 cm és suficient per reduir la penetració del soroll en 25 dB.
• La permeabilitat al vapor del material es troba a un nivell baix de 0,05 Mg / m * h * Pa, independentment del grau d’escuma i de la densitat del grau. De fet, els indicadors de permeabilitat al vapor són similars al marc de fusta del pi o del roure.
• Resistent a alcohols i èters, però fàcilment objecte de destrucció quan els dissolvents entren en contacte amb la superfície del material.
• La resistència a la tracció és com a mínim de 20 MPa.

Com es pot observar a l’anterior, el poliestirè expandit és una eina eficaç per resoldre molts problemes: des d’utilitzar algunes de les seves varietats com a envasos fins a proporcionar calor i impermeabilitzar les façanes dels edificis. A més, el material s'utilitza per a altres usos en la construcció, que es parlarà a continuació.

Àrea d'aplicació

El poliestirè expandit en la construcció s'utilitza principalment per aïllar els elements següents:

• canonades d'aigua,
• teulades,
• pisos,
• pendents de portes i finestres,
• parets.

Per exemple, el consum de poliestirè expandit per a l'aïllament de canonades està justificat econòmicament i és raonable per les seves capacitats. A més, per a aquests propòsits s’utilitza escuma de poliestirè de motlle modelat que permet, en cas de dany de la canonada, accedir-hi fàcilment eliminant la secció desitjada del recobriment protector.

El poliestirè expandit s'utilitza activament en la construcció de rutes de transport. Redueix l'efecte de la càrrega vertical al terra durant la construcció d'edificis. Estès en la producció de panells SIP.

L’àmbit d’aplicació del poliestirè expandit, les característiques del qual, combinat amb un preu baix, el fan extremadament atractiu per al seu ús en qualsevol indústria, és pràcticament il·limitat. L'únic que s'ha de tenir en compte és que el material té una densitat baixa i, per tant, és susceptible a qualsevol dany mecànic.

Desavantatges del poliestirè expandit: una visió general dels mites

A més del ram d’avantatges, també hi ha desavantatges. A més, un gran nombre de mites diversos s’associen al poliestirè expandit, que s’ha de tenir en compte amb més detall:

• Molts fabricants afirmen que l’escuma de poliestirè expandit extrudida és significativament superior a altres varietats, com a prova que sovint exposen una taula de característiques comparatives d’aquesta varietat en comparació amb l’escuma normal. Tot i això, la diferència de conductivitat tèrmica entre escuma de poliestirè extruït i extrusionat pràcticament no es nota i ascendeix a 0,002 unitats, al mateix temps, a causa de la publicitat, el cost de les plaques d'extrusió per a l'aïllament és més alt.
• La densitat màxima de poliestirè expandit proporciona el mateix alt rendiment quan s’aïlla. Segons els experts, aquesta afirmació té algunes discrepàncies amb la realitat, ja que com més s’adhereixen les molècules entre elles, més gran serà la conductivitat tèrmica i és més fàcil que el fred penetri a l’habitació. Una manera de sortir d’aquesta situació serà l’ús de plaques de poliestirè expandit de baixa densitat, que s’han de cobrir amb una malla de reforç i una capa protectora d’imprimació per augmentar la seva resistència mecànica.

• L’escuma de poliestirè resistent al foc és absolutament no inflamable i inofensiva per al cos humà. Qualsevol material de construcció, quan s’exposa a una flama oberta, presentarà més o menys propietats de combustió. No obstant això, la temperatura de combustió espontània del poliestirè expandit és superior a la de la fusta i, a més, emet una energia tèrmica significativament menor durant la combustió. És important recordar que les varietats resistents al foc, malgrat el seu fort nom, no són en cap cas capaces d’aturar la flama, només per reduir-ne l’efecte. El diòxid de carboni, que s’utilitza en la seva producció, esdevindrà un greu desavantatge d’un grau resistent al foc en comparació amb l’habitual.Com a resultat, quan reflueixi, el material començarà a emetre una quantitat significativament gran de substàncies nocives. Alguns venedors parlen d’incombustibilitat basant-se en l’experiència demostrativa: quan la base amb una placa d’aïllament fixada comença a escalfar-se per la part posterior. Quan s’exposa a altes temperatures, l’escuma de poliestirè comença a fondre’s i deformar-se, mentre no hi ha foc. No obstant això, mentre la flama hi estigui exposada, el material continuarà cremant.
• Els ignífugs afegits a l'escuma de poliestirè per la seva resistència al foc són "en qualsevol cas, verí pur". Una altra afirmació controvertida. Un ignífug és un component que conté substàncies a la seva estructura que alenteixen el procés de combustió. Es diferencien per composició i contenen diversos components, que van des dels formaldehids, realment perillosos per als humans, fins a les sals de magnesi, que són bastant respectuoses amb el medi ambient i segures. Recentment, les solucions basades en sals inorgàniques s’han utilitzat cada vegada més, de manera que no són capaces de perjudicar la salut. Sovint s’utilitzen ignífugs per impregnar i aplicar una capa protectora a la fusta per augmentar la seva resistència al foc.
• La instal·lació d’aïllants d’escuma de poliestirè no és capaç de proporcionar calor. De fet, la tasca de l’aïllament no és aportar calor, sinó mantenir-la a l’interior. En termes generals, l’ús de plaques aïllants reduirà significativament l’escapament de calor fora del recinte, de manera que no haureu d’escalfar el carrer pel vostre compte.
• "El poliestirè expandit és perillós per a la salut". La producció moderna us permet crear materials a partir de components respectuosos amb el medi ambient, de manera que no hi ha cap amenaça per a la salut. D'altra banda, l'ús generalitzat de productes per emmagatzemar productes semielaborats i l'ús en la vida quotidiana parla només de la seguretat del material.

Més sovint, sorgeixen problemes quan es vol comprar poliestirè expandit de varietats més barates i de menor qualitat. Les plaques d'aïllament fetes d'aquest material realment tenen menys resistència i poden començar a deformar-se fins i tot a temperatures superiors als 40 ° C. La regla principal quan s’utilitzen materials de poliestirè expandit en qualsevol indústria serà garantir la qualitat i la fiabilitat, per la qual cosa s’ha de pagar. I després, durant el funcionament, només apareixerà la dignitat.

Risc d'incendi de poliestirè expandit

Risc d'incendi de l'escuma de poliestirè sense tractar

L’escuma de poliestirè sense modificar (classe d’inflamabilitat G4) és un material inflamable, la ignició del qual pot produir-se per la flama dels llumins, un bufador, a partir d’espurnes de soldadura autògenes. El poliestirè expandit no s'encén per un filferro de ferro calcinat, una cigarreta encesa i per les espurnes generades a la punta de l'acer [35]. El poliestirè expandit fa referència als materials sintètics que es caracteritzen per una major inflamabilitat. És capaç d'emmagatzemar energia d'una font de calor externa a les capes superficials, estenent foc i iniciant la intensificació del foc [36].

El punt d’inflamació del poliestirè expandit oscil·la entre els 210 ° C i els 440 ° C en funció dels additius utilitzats pels fabricants [37] [38]. La temperatura d’ignició d’una modificació específica de l’escuma de poliestirè es determina segons la classe de certificació.

Quan s’encén el poliestirè expandit convencional (classe d’inflamabilitat G4), es desenvolupa una temperatura de 1200 ° C en poc temps [35]; quan s’utilitzen additius especials (ignífugs), la temperatura de combustió es pot reduir segons la classe de combustió (classe d’inflamabilitat G3) ). La combustió de poliestirè expandit té lloc amb la formació de fum tòxic de diferents graus i intensitat, en funció de les impureses afegides al poliestirè expandit per reduir la generació de fum. L’emissió de fum de substàncies tòxiques és 36 vegades més gran en volum que la de la fusta.

La combustió de poliestirè expandit ordinari (classe d’inflamabilitat G4) s’acompanya de la formació de productes tòxics: cianur d’hidrogen, bromur d’hidrogen, etc. [39] [40].

Per aquests motius, els productes fabricats amb escuma de poliestirè sense tractar (classe d’inflamabilitat G4) no tenen certificats d’homologació per a l’ús en obres.

Els fabricants utilitzen poliestirè expandit modificat per additius especials (ignífugs), gràcies als quals el material presenta diferents classes d’ignició, combustibilitat i generació de fum.

Així, amb una instal·lació correcta, d’acord amb GOST 15588-2014 “Plaques aïllants tèrmiques de poliestirè. Condicions tècniques ", el poliestirè expandit no representa una amenaça per a la seguretat contra incendis dels edificis. La tecnologia de "façana humida" (WDVS, EIFS, ETICS), que implica l'ús de poliestirè expandit com a aïllament a l'envolupant de l'edifici, s'utilitza àmpliament en la construcció.

Escuma de poliestirè modificada per a la seguretat contra incendis

Per reduir el risc d'incendi del poliestirè expandit, quan es rep, se li afegeixen ignífugs. El material resultant s’anomena escuma de poliestirè autoextingible (classe d’inflamabilitat G3) i és indicat per diversos fabricants russos amb una lletra addicional "C" al final (per exemple, PSB-S) [41].

El 05/01/2009 va entrar en vigor una nova llei federal FZ-123 "Normativa tècnica sobre requisits de seguretat contra incendis". La metodologia per determinar el grup d’inflamabilitat dels materials de construcció combustibles ha canviat. És a dir, a l’article 13, paràgraf 6, apareixia un requisit que excloïa la formació de gotes de fosa en materials amb un grup G1-G2 [42]

Tenint en compte que el punt de fusió del poliestirè és d’uns 220 ° C, tots els escalfadors basats en aquest polímer (inclosa l’escuma de poliestirè extruït) a partir del 01.05.2009 es classificaran amb un grup d’inflamabilitat no superior a G3.

Abans de l'entrada en vigor de la Llei federal 123, el grup d'inflamabilitat de les marques amb l'addició de retardants de flama es caracteritzava com a G1.

En la majoria dels casos, s'aconsegueix una disminució de la combustibilitat del poliestirè expandit substituint el gas combustible per "inflar" els grànuls amb diòxid de carboni [43].

Tipus de poliestirè expandit

La proliferació de PPP va ser una resposta a una sol·licitud d’aïllament que pot retenir eficaçment la calor dels edificis construïts amb materials de construcció tradicionals. A les grans ciutats, es gasten grans quantitats de diners per escalfar edificis a l’hivern. I les emissions de les centrals tèrmiques comporten un deteriorament important de la situació ambiental.

Entre moltes de les àrees, una de les que ha tingut més èxit ha estat l’ús de poliestirè expandit obtingut per escuma de poliestirè quan es processa en presència d’alta temperatura.

El material final es presenta en forma de grànuls, el diàmetre dels quals varia de 2 a 8 mm, que es sinteritzen junts quan s’exposen a xocs de vapor.

Com a resultat, es va aprendre un material amb el qual només es pot comparar la llana mineral en termes de propietats d’aïllament tèrmic. És interessant comparar PPP amb altres materials.

Una làmina de material de 10 cm de gruix pot substituir:

• 400 cm de formigó pesat;
• 150 cm de maons de construcció;
• 100 cm de formigó d’argila expandida;
• 60 cm de formigó cel·lulat;
• Fusta de pi de 40 cm.

A més, a causa de la presència de porus tancats a l’estructura del material, reflecteix perfectament el so, per tant s’utilitza sovint com a aïllament acústic.

Segons la tecnologia de producció, el poliestirè expandit es divideix:

• sobre poliestirè expandit sense pressió (PSB);
• poliestirè expandit premsat (PS);
• escuma de poliestirè extruït (EPS).

Aquests tipus tenen algunes diferències no només en tecnologia, sinó també en característiques. Per tant, les seves àrees d’aplicació també difereixen.

Notes (edita)

1. Kabanov V.A. i altres.
   vol 2 L - Fibres de polinosa // Enciclopèdia de polímers. - M.: Enciclopèdia Soviètica, 1974. - 1032 pàg. - 35.000 exemplars.
2. Patent francesa núm. 668142 (Chem. Abs. 24, 1477, 1930).
3. Patent alemanya núm. 644102 (Chem. Abs, 31, 5483, 1937)
4. Berlin A. An. Conceptes bàsics de la producció de plàstics i elastòmers plens de gas. - M.: Goskhimizdat, 1956.
5. Chukhlanov V. Yu., Panov Yu. T., Sinyavin A. V., Ermolaeva E. V. Plàstics plens de gas. Tutorial. - Vladimir: Editorial de la Universitat Estatal de Vladimir, 2007.
6. Kerzhkovskaya EM Propietats i aplicació de l’escuma PS-B.- L: LDNTP, 1960.
7. Andrianov RA Noves qualitats de poliestirè expandit. Indústria de materials de construcció a Moscou. - Número núm. 11. - M.: Glavmospromstroimaterialy, 1962.
8. Patent de la República Federal d'Alemanya núm. 92606 de data 04/07/1955.
9. Discussió i possibles accions sobre la prohibició de l'ús de contenidors d'aliments de poliestirè expandit (EPS) (número d'estudi) // 18 de desembre de 2012.
10. EINES DE POLÍTICA PER REDUIR L'IMPACTE D'UN ÚS, BORSA DE PLÀSTIC I EMBALATGE D'ALIMENTS EPS // Informe final 2 de juny de 2008
11. Nguyen L. An Assessment of Policies on Poliestirè Food Ware Bare.// San Jose State University 10.01 / 2012
12. S8619 prohibeix que els establiments alimentaris facin servir envasos d'un sol ús d'un servei d'aliments d'un sol ús d'escuma de poliestirè expandit a partir del 01/01/15
13. GOST 15588-2014 “Plaques aïllants tèrmiques de poliestirè. Condicions tècniques ". Entrat en vigor el 01.07.2015
14. GOST R 53786-2010 “Sistemes de façana d’aïllament tèrmic compost amb capes externes de guix. Termes i definicions "
15. GOST R 53785-2010 “Sistemes de façana d’aïllament tèrmic compost amb capes externes de guix. Classificació "
16. CARTA del Comitè Estatal de Construcció de la Federació Russa N 9-18 / 294, GUGPS del Ministeri d'Afers Interns de la Federació Russa N 20 / 2.2 / 1756 de 18/06/1999 "SOBRE A "LLAMENT DE LES PARETS EXTERNES D'EDIFICIS"
17. Carta de FGBU VNIIPO EMERCOM de Rússia de data 07.08.2014 núm. 3550-13-2-02
18. NORMATIVA TÈCNICA DE LLEI FEDERAL SOBRE ELS REQUISITS DE SEGURETAT CONTRA INCENDIS de 22.07.2008 núm. 123-FZ
19. Bjorvika
20. Mobles de disseny d’espuma de poliuretà: constructius i assequibles
21. Robots de poliestireno
22. Pavlov V.A. Poliestirè expandit. - M.: "Química", 1973.
23. Khrenov A.E. Migració d'impureses nocives de materials polimèrics durant la construcció d'estructures subterrànies i l'establiment de comunicacions. - núm. 7. - 2005.
24. Egorova EI, Koptenarmusov VB Fonaments de la tecnologia dels plàstics de poliestirè. - Sant Petersburg: Himizdat, 2005.
25. Taula de densitat, conductivitat tèrmica i permeabilitat al vapor de diversos materials
26. Taula de densitat, conductivitat tèrmica i permeabilitat al vapor de diversos materials: reparació i mobiliari d’un apartament, construcció d’una casa: les meves respostes a les preguntes
27. Semenov SA Destrucció i protecció de materials polimèrics durant el funcionament sota la influència de microorganismes // Dissertació per al títol de doctor en ciències tècniques, Institut de Física Química de l'Acadèmia Russa de Ciències. N. N. Semenova. - M., 2001.
28. Atiq N. Biodegradabilitat de poliestirè i poliestirè de plàstics sintètics per aïllats de fongs // Departament de Microbiologia Universitat Quaid-i-Azam, Islamabad, 2011.
29. Naima Atiq T., Ahmed S., Ali M., Andleeb S., Ahmad B., Geoffery R. Aïllament i identificació de bacteris biodegradables de poliestirè del sòl. // Revista Africana de Microbiologia Investigació Vol. 4 (14), pp. 1537-1541, 18 de juliol de 2010.
30. Richardson N. Beurteilung von mikrobiell befallenen Materialien aus der Trittschalldämmung // AGÖF Kongress Reader setembre de 2010.
31. Hed G. Estimacions de vida útil dels components de l'edificació. Munic: Hanser. Informe TR28: 1999. Gävle, Suècia: Royal Institute of Technology, Centre for Built Environment, Estocolm, 1999. - P. 46.
32. Informe de prova núm. 225 de 25.12.2001. NIISF RAASN. Laboratori d'assaigs de mesures termofísiques i acústiques)
33. ↑ 12
    Poliestirè expandit - Propietats. 4108.ru. Consultat el 10 d'abril de 2016.
34. Emmanuel NM, Buchachenko AL Física química de l'envelliment i estabilització dels polímers. - M.: Nauka, 1982.
35. ↑ 12
    OCT 301-05-202-92E “Poliestirè expandible. Condicions tècniques. Estàndard de la indústria "
36. Guyumdzhyan P.P., Kokanin S.V., Piskunov A.A. Sobre el risc d’incendi de l’escuma de poliestirè per a la construcció // Pozharovzryvoopasnost. - T. 20, núm. 8. - 2011.
37. Acta núm. 255 de data 28.08.2007 per al control d'identificació del material de poliestirè expandit PSB-S 25 FGU VNIIPO EMERCOM de Rússia
38. Kodolov V.I. Inflamabilitat i resistència al foc de materials polimèrics. M., Química, 1976.
39. Toxicitat dels productes de combustió de polímers sintètics. Informació de l'enquesta. Sèrie: Plàstics polimeritzats. - NIITEKHIM, 1978.
40. Toxicitat de productes volàtils per exposició tèrmica a plàstics durant el processament. Sèrie: Plàstics polimeritzats. - NIITEKHIM, 1978.
41. Evtumyan A.S., Molchadovsky OI Risc per incendis de materials aïllants tèrmics de poliestirè expandit. Seguretat contra incendis. - 2006. - núm. 6.
42. Llei federal de 22.07.2008 N 123-FZ (modificada el 03.07.2016) "Normes tècniques sobre requisits de seguretat contra incendis" (rus) // Wikipedia. - 12-03-2017.
43. Requisits bàsics de seguretat contra incendis: sistemes d’aïllament tèrmic