Ekspandirani polistiren: pjenast i ekstrudiran

Suspenzija ekspandiranog polistirena Samogasivo bez pritiska (PSB-S) na rezu (EPS)

Struktura ekspandiranog polistirena pri velikom uvećanju
Penopolistirol

je materijal napunjen plinom dobiven iz polistirena i njegovih derivata, kao i iz kopolimernih stirola. Ekspandirani polistiren je raširena vrsta polistirena, koja se obično naziva u svakodnevnom životu. Uobičajena tehnologija proizvodnje ekspandiranog polistirena povezana je s početnim punjenjem granula stirena plinom, koji je otopljen u polimernoj masi. Nakon toga se masa zagrijava parom. U tom procesu dolazi do višestrukog povećanja volumena izvornih granula sve dok ne zauzmu cijeli oblik bloka i ne sinteriraju se zajedno. U tradicionalnom ekspandiranom polistirenu prirodni plin, koji je lako topiv u stirenu, koristi se za punjenje granula, a u vatrootpornim verzijama ekspandiranog polistirena granule se pune ugljičnim dioksidom [1]. Također postoji tehnologija za dobivanje vakuumskog ekspandiranog polistirena, koji ne sadrži niti jedan plin.

Sadržaj

• 1 Povijest proizvodnje ekspandiranog polistirena
• 2 Sastav ekspandiranog polistirena
• 3 Metode dobivanja
• 4 Svojstva ekspandiranog polistirena
• 5 Glavne vrste proizvedene polistirenske pjene
• 6 Primjena
• 7 Svojstva ekspandiranog polistirena 7.1 Apsorpcija vode
• 7.2 Propusnost pare
• 7.3 Biološka stabilnost
• 7.4 Trajnost
• 7.5 Otpornost na otapala

Povijest proizvodnje ekspandiranog polistirena

Prvi ekspandirani polistiren proizveden je u Francuskoj 1928. godine [2]. Industrijska proizvodnja ekspandiranog polistirena započela je 1937-ih. [navesti

] u Njemačkoj [3]. U SSSR-u je proizvodnja ekspandiranog polistirena (razred PS-1) svladana 1939. godine [4], razreda PS-2 i PS-4 - 1946. godine [5], razreda PSB - 1958. godine [6] Godine 1961. SSSR je savladao tehnologiju proizvodnje samogasivog ekspandiranog polistirena (PSB-S) [7]. U građevinske svrhe, ekspandirani polistiren PSB počeo se proizvoditi 1959. godine u tvornici Stroyplastmass u Mytishchiju.

Sastav ekspandiranog polistirena

Za dobivanje ekspandiranog polistirena najčešće se koristi polistiren. Ostale sirovine su polimoklorostiren, polihlorostiren i kopolimeri stirena s drugim monomerima: akrilonitrilom i butadienom. Kao puhala koriste se ugljikovodici s malim vrenjem (pentan, izopentan, naftni eter, diklorometan) ili sredstva za puhanje (diaminobenzen, amonijev nitrat, azobisizobutironitril). Uz to, sastav ekspandiranih polistirenskih ploča uključuje usporivače vatre (klasa zapaljivosti G1), boje, plastifikatore i razna punila.

Metode dobivanja

Značajan udio dobivene polistirenske pjene nastaje pjenjenjem materijala parama tekućina s niskim vrelištem. Za to se koristi postupak suspenzijske polimerizacije u prisutnosti tekućine koja se može otopiti u izvornom stirenu i netopiva je u polistirenu, na primjer pentanu, izopentanu i njihovim smjesama. U tom slučaju nastaju granule, u kojima se tekućina s niskim vrelištem ravnomjerno raspoređuje u polistirenu. Nadalje, te se granule podvrgavaju zagrijavanju parom, vodom ili zrakom, što rezultira značajnim povećanjem veličine - 10-30 puta. Rezultirajuće rasute granule sinteriraju se uz istovremeno oblikovanje proizvoda.

Svojstva ekspandiranog polistirena

Visokokvalitetni ekspandirani polistiren: materijal s ravnomjerno raspoređenim granulama iste veličine

Kvalitetni ekspandirani polistiren tipa PSB: dolazi do loma duž kontaktne zone kuglica različitih veličina
Ekspandirani polistiren, koji je dobiven pjenjenjem tekućine s malim vrelištem, materijal je koji se sastoji od finoćelijskih granula sinteriranih zajedno. Unutar granula ekspandiranog polistirena nalaze se mikropore i između njih postoje šupljine. Mehanička svojstva materijala određena su njegovom prividnom gustoćom: što je veća, to je veća čvrstoća i manja je upijanje vode, higroskopnost, propusnost pare i zraka.

Ekstrudirana polistirenska pjena

Službeno priznata verzija je da su ovu vrstu izolacije izumili stručnjaci u Sjedinjenim Državama sedamdesetih godina. Istodobno, poznato je da se puno prije toga, u Sovjetskom Savezu, takav materijal koristio za potrebe gospodarskih aktivnosti. Primjer primjene u SSSR-u su plutače koje označavaju vodenu granicu. Stoga, dajmo Amerikancima XPS primat u korištenju ovog materijala u građevinarstvu. Ekstrudirana polistirenska pjena jedinstveni je materijal visoke čvrstoće i apsolutne vodonepropusnosti, što ga čini neophodnim za izolaciju temelja, bazena i svih drugih građevina koje rade u vlažnom okruženju. Čimbenici koji ograničavaju uporabu EPS-a su zapaljivost ove izolacije i njezina propusnost pare.

Glavne vrste proizvedene polistirenske pjene

• Ekspandirani polistiren bez pritiska
  : EPS (ekspandirani polistiren); PSB (suspenzija neprešane ekspandirane polistirenske pjene); PSB-S (ekspandirana polistirenska suspenzija, bez pritiska, samogasiva). Izumio BASF 1951. godine
• Ekstrudirana polistirenska pjena
  : XPS (ekstrudirani polistiren); Extrol, Penoplex, Styreks, Technoplex, TechnoNIKOL, URSA XPS
• Ekstrudirana polistirenska pjena
  : razni strani brendovi; PS-1; PS-4
• Autoklav polistirenska pjena
  : Stiropor (Dow Chemical)
• Polistirenska pjena ekstrudirana u autoklavu
  [8]

Osnovne vrste

• Bez pritiska - najčešći tip, jeftin, lomljiviji. Posjeduje velika apsorpcija vode... Sastoji se od mnogih granula heterogene strukture. Granule polistirena su sušene, pjenaste, ponovno sušene i zagrijavane. Ovaj se sastav koristi za punjenje kalupa koji postaje gust tijekom hlađenja.
• Pritisnite - izdržljiva i gusta izolacija, skuplja. Ima niski koeficijent prijenosa topline zbog hermetički zatvorenih granula. Omogućuje naknadno prešanje pjenaste smjese plinom.
• Ekstrudirani - ima homogenu konzistenciju malih i gotovo potpuno zatvorenih stanica. Proizvedeno u skladu s GOST ekstruzijom - kada polistirenske kuglice se tope i dobiva se homogeni sastav, koji se ulije u kalup za hlađenje. Ova metoda omogućuje vam da materijal učinite otpornim na prodiranje vode, gustim, otpornim na mehanička naprezanja, čime se povećava vijek trajanja.

Uz dodatak usporivača vatre, ekstrudirana polistirenska pjena može se učiniti vatrootpornim.

• Ekstruzija dobiven preradom konačne mase polimera. U proizvodnji se koristi ekstruder, pa se posljednje 2 vrste nazivaju istim materijalom.

Preporučujemo: Glavne vrste i svojstva monolitnog polikarbonata. Gdje se koristi materijal i kako ga sami izrezati?

Postoji autoklav i autoklav-ekstruzijska polistirenska pjena, gdje se pjenjenje i sušenje materijala vrši pomoću autoklava. Proizvodi se u inozemstvu, vrlo se rijetko koristi zbog visoke cijene.

Primjena

Ekspandirani polistiren najčešće se koristi kao toplinski izolacijski i strukturni materijal. Područje primjene: gradnja, prijevoz i brodogradnja, konstrukcija zrakoplova. Prilično velika količina ekspandiranog polistirena koristi se kao ambalaža i električni izolacijski materijal.

• U vojnoj industriji - kao grijač; u sustavima individualne zaštite vojnog osoblja; poput amortizera u kacigama.
• U proizvodnji kućanskih hladnjaka kao toplinskog izolatora (u SSSR-u su to serijski proizvedeni hladnjaci "Yarna-3", "Yarna-4", "Vizma", "Smolensk" i "Aragats-71") do ranih 1960-ih , kada je ekspandirani polistiren istisnut poliuretanskom pjenom.
• U proizvodnji spremnika i jednokratne izotermne ambalaže za smrznute proizvode [9] [10] [11] [12]
• U gradnji zgrada - upotreba ekspandiranog polistirena u Rusiji u građevinarstvu regulirana je državnim standardima [13] [14] [15] i ograničena je na upotrebu omotača zgrade kao srednjeg sloja. Prošireni polistiren se široko koristi za izolaciju fasada (klasa zapaljivosti G1). Potencijalno velika opasnost od požara ovog materijala zahtijeva obavezna prethodna cjelovita ispitivanja [16]. U kolovozu 2014. FGBU VNIIPO EMERCOM iz Rusije primijetio je [17] da je upotreba SFTK ("Sustavi fasadnih toplinsko izolacijskih kompozita") kao grijača (toplinska izolacija) glavne ravnine fasade popločane polistirenske pjene (samo one marke koje su naznačene u TS), što nije materijal za završnu obradu ili okretanje prema vanjskim površinama vanjskih zidova zgrada i građevina, suprotno zahtjevima članka 87. dijela 11. Saveznog zakona br. 123-FZ [ 18] i stavak 5.2.3 SP-a 2.13130.2012. U srpnju 2020. moderni GOST 15588-2014 „Pjenasti polistirenski toplinski izolacijski tanjuri. Tehnički uvjeti ", što ukazuje na obveznu prisutnost vatrostalnih aditiva u materijalu, osiguravajući sigurnost od požara (samogasiva, nemogućnost održavanja neovisnog izgaranja) ploča od ekspandiranog polistirena tijekom skladištenja i ugradnje.
• Od 1970-ih. ekspandirani polistiren koristi se u izgradnji cesta, izgradnji umjetnih reljefa i nasipa, postavljanju prometnih putova u područjima sa slabim tlima, kada štiti ceste od smrzavanja, radi smanjenja vertikalnog opterećenja na konstrukciji i u nizu drugih slučajevi. Ekspandirani polistiren se najaktivnije koristi u cestogradnji u SAD-u, Japanu, Finskoj i Norveškoj [19]. Zahtjevi i standardi GOST-a za ovaj proizvod u tim zemljama se radikalno razlikuju od ruskih i zemalja ZND-a.
• Služi kao materijal za proizvodnju igračaka, dizajnerskog namještaja i predmeta za interijer [20]. Također služi kao materijal za stvaranje predmeta moderne dekorativne i primijenjene umjetnosti i konceptualne umjetnosti [21].

Ekstrudirana polistirenska pjena: upute za uporabu

Polifoam razreda PSB-S, zbog veće propusnosti pare, u odnosu na OZO, može se koristiti za toplinsku izolaciju s unutarnje strane prostora. Ekstrudirani polistiren obično se koristi za vanjsku izolaciju ili kao srednji sloj u sendvič pločama. Za izolaciju zida izvana koriste se ploče debljine 80-100 mm. Često se koriste listovi debljine 30-40 mm, položeni u dva sloja.

Kako pravilno izolirati zid ekspandiranim polistirenom:

• Rad na demontaži. Prije pričvršćivanja ekstrudirane polistirenske pjene ili pjene na zid, demontirajte detalje sustava odvodnje, ukrasne elemente, očistite i temeljite površinu zida.
• Lijepljenje plahti na zid. Kako pravilno zalijepiti polistirensku pjenu na zid: ljepljiva smjesa nanosi se na zidnu strukturu i cijelo područje izolacijskog lima. Posebno se obilno nanosi na rubove i središte lima. List je zalijepljen na zid. Ploča je učvršćena klinovima koji moraju ući u zidni materijal najmanje 50 mm. Tipli su postavljeni u središtu ploče i na spojevima.
• Brtvljenje pukotina. Ako su praznine manje od 20 mm, tada se ispušu poliuretanskom pjenom, ako su veće, onda se zapečaćuju komadima izolacije, a zatim pjenušaju. Višak pjene se odreže, kapice noktiju kišobrana trljaju se kitom.

Pri izolaciji fasade ekstrudiranim polistirenom nije potrebna vodonepropusnost. Zidovi podruma i temelj s visokim položajem podzemne vode zahtijevaju mjere hidroizolacije.

Svojstva ekspandiranog polistirena

Upijanje vode

Kolonija bakterija na EPS-u
Ekspandirani polistiren sposoban je apsorbirati vodu u izravnom dodiru [22].Prodiranje vode izravno u plastiku manje je od 0,25 mm godišnje [23], stoga upijanje vode od polistirenske pjene ovisi o njezinim strukturnim značajkama, gustoći, tehnologiji izrade i trajanju razdoblja zasićenja vodom. Apsorpcija vode ekstrudirane polistirenske pjene ni nakon 10 dana u vodi ne prelazi 0,4% (volumen), što je čini široko korištenom kao grijač za podzemne i ukopane građevine (ceste, temelji) [24].

Propusnost pare

Ekspandirani polistiren je slabo propusni materijal [25] [26].

Značajka paropropusnosti ekspandiranog polistirena je da ne ovisi o njegovom stupnju pjenjenja i gustoći ekspandiranog polistirena i uvijek je jednaka 0,05 mg / (m * h * Pa) [izvor nespecificiran 1930 dana

], što nije ekvivalentno paropropusnosti drvenog okvira izrađenog od bora, smreke ili hrasta ili mineralne vune (0,55 mg / (m * h * Pa)).

Biološka rezistencija

Unatoč činjenici da ekspandirani polistiren nije osjetljiv na djelovanje gljivica, mikroorganizama i mahovine, u nekim slučajevima oni mogu formirati svoje kolonije na njegovoj površini [27] [28] [29] [30].

Insekti se mogu smjestiti u ekspandirani polistiren, opremiti gnijezda ptica i glodavaca. Problem oštećenja glodavaca na polistirenskim pjenastim konstrukcijama predmet je brojnih istraživanja. Na temelju rezultata ispitivanja pjenastog polistirena provedenog na sivim štakorima, kućnim miševima i miševima voluharica, utvrđeno je sljedeće:

1. Ekspandirani polistiren, kao materijal koji se sastoji od ugljikovodika, ne sadrži hranjive sastojke i nije leglo glodavaca (i ostalih živih organizama).
2. U obveznim uvjetima glodavci djeluju na ekstrudiranje i granuliranu polistirensku pjenu, kao i na bilo koji drugi materijal, u slučajevima kada je to prepreka (prepreka) pristupu hrani i vodi ili udovoljavanju drugim fiziološkim potrebama životinje.
3. U uvjetima slobodnog izbora glodavci utječu na ekspandirani polistiren u manjoj mjeri nego u prisilnim uvjetima, i samo ako im je potreban materijal za posteljinu ili ako postoji potreba za brušenjem sjekutića.
4. Ako postoji izbor materijala za gniježđenje (konopa, papir), ekspandirani polistiren privlači glodavce u posljednjem zavoju.

Rezultati pokusa sa štakorima i miševima također su pokazali ovisnost o modifikaciji ekspandiranog polistirena, posebno ekstrudirani ekspandirani polistiren oštećuju glodavci u manjoj mjeri.

Izdržljivost

Jedan od načina određivanja trajnosti polistirenske pjene je izmjeničnim zagrijavanjem na +40 ° C, hlađenjem na -40 ° C i zadržavanjem u vodi. Pretpostavlja se da je svaki takav ciklus jednak 1 uvjetnoj godini rada. Tvrdi se da je trajnost proizvoda od ekspandiranog polistirena prema ovoj ispitnoj metodi najmanje 60 godina [31], 80 godina [32].

Otporan na otapala

Ekspandirani polistiren nije vrlo otporan na otapala. Lako se otapa u izvornom stirenu, aromatskim ugljikovodicima (benzen, toluen, ksilen), kloriranim ugljikovodicima (1,2-dikloroetan, tetrakloridni ugljik), esterima, acetonu i ugljikovom disulfidu. Istodobno je netopiv u alkoholima, alifatskim ugljikovodicima i eterima.

Karakteristike i svojstva izolacije

Toplinska vodljivost

Proširena polistirenska ploča debljine 10 cm i zid od opeke više od 1 m imaju jednaka svojstva provođenja topline.
Zrak unutar mjehurića hermetički je zatvoren, tako da materijal savršeno zadržava toplinu.

Koeficijent toplinske vodljivosti varira u rasponu od 0,028 - 0,034 W / mK, što je mnogo niže od koeficijenta opeke ili betona.

Propusnost pare i upijanje vlage

Indeks propusnosti pare ekspandirane polistirenske pjene iznosi od 0,019 do 0,015 kg po metru na sat-Pascal, za razliku od ekstrudiranog proizvoda s nultim indeksom.

Potrebna debljina i oblik daju se pomoću rezanje pjene na ploče željene veličine... Para teče kroz granule u stanice.

Bilješka

Ekstrudirana polistirenska pjena se ne reže, jer gotove ploče izlaze iz transportera određene debljine i već su glatke. Kao rezultat, para ne može prodrijeti kroz materijal.

Kada se nepresovani proizvod potopi u vodu, apsorbira se do 4% tekućine. Gusta ekstrudirana polistirenska pjena ostat će gotovo suha i apsorbirat će samo 0,4%.

Vrijedno je napomenuti da se izolacija neće oštetiti u dodiru s tekućinama.

Snaga

Materijal je izdržljiv, može podnijeti temperaturu od -40 do + 40 ° C do 60 ciklusa (klimatske godine). Statička čvrstoća savijanja ekstrudiranog materijala bolja je od pjenastog materijala.

Apsorpcija zvuka

Sloj izolacijskog materijala od 3 cm smanjit će razinu prodiranja buke za 25 decibela, što osigurava dobru zvučnu izolaciju. Relevantno za stanovnike stanova.

Ali neće potpuno ublažiti buku, već je samo prigušiti, u prisutnosti debelog sloja izolacije. Zračna buka neće svladati.

Biološka rezistencija

Polistirenska pjena nije osjetljiva na stvaranje biološke aktivnosti i stoga neće postati leglo plijesni i gljivica.
Ovo je znanstveno dokazana činjenica.

Međutim, glodavci i insekti mogu je oštetiti. Probijaju se kroz materijal u potrazi za toplinom i hranom.

Preporučujemo: Što je laki beton, njegove vrste i sastav. Toplinska vodljivost i druge karakteristike

Uništavanje ekspandiranog polistirena

Uništavanje visokom temperaturom

Visokotemperaturna faza uništavanja ekspandiranog polistirena dobro je i temeljito proučena. Počinje na temperaturi od +160 ° C. Povišenjem temperature na +200 ° C započinje faza toplinskog oksidativnog uništavanja. Iznad +260 ° C prevladavaju procesi toplinske destrukcije i depolimerizacije. S obzirom na činjenicu da je toplina polimerizacije polistirena i poli - "" α "" - metilstirena jedan od najnižih među svim polimerima, u procesima njihovog uništavanja prevladava depolimerizacija u početni monomer, stiren [33].

Modificirana polistirenska pjena s posebnim aditivima razlikuje se po stupnju uništavanja na visokoj temperaturi prema klasi certificiranja. Modificirana polistirenska pjena, certificirana prema klasi G1, ne razgrađuje se za više od 65% kada je izložena visokim temperaturama. Klase modificirane polistirenske pjene date su u tablici u odjeljku o vatrootpornosti.

Uništavanje na niskoj temperaturi

Pjenasti polistiren, poput nekih drugih ugljikovodika, sposoban je samooksidirati se u zraku stvarajući perokside. Reakcija je popraćena depolimerizacijom. Brzina reakcije određuje se difuzijom molekula kisika. Zbog značajno razvijene površine ekspandiranog polistirena, oksidira brže od polistirena u bloku [34]. Za polistiren u obliku gustih proizvoda, temperaturni faktor je regulacijski početak uništavanja. Pri nižim temperaturama njegovo je uništavanje teoretski moguće u skladu sa zakonima termodinamike procesa polimerizacije, ali zbog izuzetno male propusnosti plina polistirena, parcijalni tlak monomera može se mijenjati samo na vanjskoj površini proizvoda. Sukladno tome, ispod Tpred = 310 ° C, depolimerizacija polistirena događa se samo s površine proizvoda i može se zanemariti u praktične svrhe.

Doktor kemije, profesor Odjela za preradu plastike Ruskog sveučilišta za kemijsku tehnologiju imena V.I. Mendeleeva L.M. Kerber o odvajanju stirena od modernog ekspandiranog polistirena:

“U normalnim radnim uvjetima stiren nikada neće oksidirati. Oksidira na mnogo višim temperaturama. Depolimerizacija stirena doista se može odvijati na temperaturama iznad 320 stupnjeva, ali nemoguće je ozbiljno govoriti o oslobađanju stirena tijekom rada ekspandiranih polistirenskih blokova u temperaturnom rasponu od minus 40 do plus 7 ° C.U znanstvenoj literaturi postoje dokazi da oksidacija stirena na temperaturama do +11 ° C praktički ne dolazi. "

Stručnjaci također tvrde da pad udarne žilavosti materijala na 65 ° C nije primijećen u intervalu od 5000 sati, a pad udarne čvrstoće na 20 ° C nije primijećen tijekom 10 godina.

Otrovna priroda stirena i sposobnost ekspandiranog polistirena da oslobađa stiren, europski stručnjaci smatraju nedokazanom. Stručnjaci, kako u građevinskoj tako i u kemijskoj industriji, ili poriču samu mogućnost oksidacije ekspandiranog polistirena u normalnim uvjetima ili ukazuju na nepostojanje presedana ili se pozivaju na nedostatak informacija o ovom pitanju.

Uz to, sama opasnost od stirena u početku je često pretjerana. Prema opsežnim znanstvenim istraživanjima provedenim 2010. godine u vezi s donošenjem obveznog postupka za ponovnu registraciju kemikalija u Europskoj agenciji za kemikalije u skladu s uredbom REACH, doneseni su sljedeći zaključci:

• mutagenost - nema osnova za klasifikaciju;
• karcinogenost - nema osnova za klasifikaciju;
• toksičnost za reprodukciju - nema osnova za klasifikaciju.

Štoviše, imajte na umu da se stiren prirodno nalazi u kavi, cimetu, jagodama i sirevima.

Stoga nisu potvrđene glavne zabrinutosti povezane s određenom toksičnošću stirena, koji se navodno oslobađa uporabom ekspandiranog polistirena [33].

Grijalice

106 glasova

+

Glas za!

—

Protiv!

Ekspandirani polistiren prilično je zanimljiv materijal. Način proizvodnje patentiran je davne 1928. godine i od tada je više puta moderniziran. Glavna prednost je niska toplinska vodljivost, a tek onda mala težina. Ekspandirani polistiren široko se koristi u raznim industrijama i građevinarstvu, a svaka je osoba, na ovaj ili onaj način, u svakodnevnom životu nailazila na proizvode iz njega. Osim toga, ekspandirani polistiren, čija je cijena proizvoda na niskoj razini, bit će dobra opcija ako želite izolirati svoj dom.

Sadržaj

1. Što je ekspandirani polistiren i po čemu se razlikuje od polistirena?
2. Prošireni polistiren, karakteristike i svojstva
3. Područje primjene
4. Mane ekspandiranog polistirena: pregled mitova

Što je ekspandirani polistiren i po čemu se razlikuje od polistirena?

Ekspandirani polistiren nastaje dodavanjem plina u polistirensku polimernu masu, koji se naknadnim zagrijavanjem značajno povećava u volumenu, ispunjavajući cijeli kalup. Ovisno o vrsti materijala, za stvaranje volumena koristi se drugačiji plin: za jednostavne varijacije prirodni plin, vatrootporne vrste ekspandiranog polistirena pune se ugljičnim dioksidom.

Često amateri polistirensku pjenu i polistiren nazivaju istim materijalom. Međutim, to nije sasvim točno. Imaju zajedničku osnovu, ali razlike i karakteristike su prilično značajne. Ako se ne upuštate u dugotrajno prostorno rasuđivanje, glavna su prepoznatljiva obilježja kako slijedi:

• gustoća pjene je znatno niža, 10 kg po m3, dok su pokazatelji polistirenske pjene 40 kg po m3,
• ekspandirani polistiren ne upija paru i vlagu,
• izgled je drugačiji. Polifoam - ima unutarnje granule, polistirenska pjena je homogenija,
• pjenasta plastika karakterizira niži trošak, što je uočljivo kada se koristi kao toplinski izolacijski materijal za vanjsku oblogu zidova zgrada
• ekspandirani polistiren ima najbolju mehaničku čvrstoću.

Polifoam se proizvodi od polimernih sirovina, koje se obrađuju parom, što rezultira značajnim povećanjem volumena granula. Ali to istovremeno dovodi do činjenice da se mikropore također povećavaju, uslijed čega se veza između granula pogoršava i postupno, pod utjecajem atmosferskih oborina i klimatskih uvjeta, to dovodi do činjenice da materijal slabi. Grubo govoreći, ako slomite list polistirena na pola, nastaje velik broj granula.To nije tipično za ekspandirani polistiren, jer se u početku sastoji od zatvorenih stanica, koje osiguravaju nepropusnost vlage i pare materijala. Na početku proizvodnje njegove se granule pod utjecajem visokih temperatura tope, tvoreći jednoličnu tekuću masu koja se puni plinom.

Sam materijal također ima nekoliko sorti:

• Ekstrudirana polistirenska pjena je praktički isti materijal kao i neprešana, razlika je u upotrebi opreme kao što je ekstruder, stoga se ekstrudirana i ekstrudirana polistirenska pjena često naziva istim materijalom.
• Ekstruzija se također dobiva preradom konačne mase polimernog materijala, a ujedno je i homogena masa. Sorta se koristi za proizvodnju ambalaže za jednokratnu upotrebu i posuđa. Grubo rečeno, mesni proizvodi u supermarketima pakirani su u ambalažu izrađenu od ekstrudirane polistirenske pjene.

• Prešana metoda za dobivanje materijala je skuplja, jer uključuje naknadno prešanje plinovito pjenaste smjese. U tom slučaju stječe dodatnu snagu.
• Polistirenska pjena u autoklavu rijetko se spominje, a zapravo je to vrsta ekstruzije kod koje se pjenjenje i pečenje materijala izvodi pomoću autoklava.
• Pressless je jedna od najpopularnijih sorti. Vlaga se najprije uklanja granulama polistirola sušenjem, zatim se pjeni na 80 ° C, zatim se ponovno suši i ponovno zagrijava. Dobivena smjesa se puni u kalup, gdje se već sam zbija u trenutku hlađenja. Ova vrsta ekspandiranog polistirena je lomljivija, ali za njegovu proizvodnju treba upola manje izopetana, što utječe na konačni trošak.

Prošireni polistiren, karakteristike i svojstva

Ekspandirani polistiren dvosmislen je materijal: netko uzdiže njegova svojstva do neba, netko, naprotiv, pjeni se na usta, zahtijeva trenutnu i potpunu zabranu njegove uporabe na temelju „izlaganja djela jednog akademika“. Istina, sveprisutnost ekspandiranog polistirena i njegova velika popularnost naginju zaključcima prema činjenici da je ovaj materijal zaista dobar i da ima sljedeće prednosti:

• Niska toplinska vodljivost omogućuje postizanje značajnog izolacijskog učinka. Zapravo, 11 cm ekspandiranog polistirena može pružiti jednaku toplinsku izolaciju kao zid od silikatne opeke debljine više od dva metra. Toplinska vodljivost materijala iznosi 0,027 W / mK, što je znatno niže od betona ili opeke,
• Otpornost vlage na materijal. Čak i uz dulju izloženost vlazi, upijanje neće biti veće od 6%, tako da se ne treba bojati deformacije strukture ekspandiranog polistirena.
• Ekspandirani polistiren je izdržljiv i može izdržati do 60 ciklusa izloženosti temperaturama od -40 do + 40 ° C. Svaki ciklus predstavlja procijenjenu klimatsku godinu.
• Neosjetljivost na stvaranje bioloških medija. Ekspandirani polistiren neće postati leglo gljivica i plijesni.

• Neškodljivost materijala. U njegovoj se proizvodnji koriste netoksične komponente, stoga se proizvodi od ekspandiranog polistirena koriste i u prehrambenoj industriji. Na primjer, za spremanje hrane.
• Zbog male težine, za izolaciju fasada zgrada ekspandiranim polistirenom potrebno je puno manje vremena i truda nego kod korištenja drugih sredstava.
• Vatrootporni razredi materijala, kada su izloženi otvorenom plamenu, teže se samogasiti i topiti, ne šireći izgaranje. Temperatura spontanog izgaranja ekspandiranog polistirena iznosi + 490 ° C, što je gotovo dva puta više od temperature drveta. U nedostatku izlaganja izvoru otvorenog plamena dulje od četiri sekunde, ekspandirani polistiren se gasi. Toplinska energija tijekom izgaranja materijala 7 puta je manja od energije stabla. Zbog toga ekspandirani polistiren nije u stanju poduprijeti mjesto požara.
• Pruža zvučnu izolaciju. Ova je kvaliteta posebno važna za stanovnike standardnih apartmana. Sloj izolacijskog materijala od 3 cm dovoljan je za smanjenje prodora buke za 25 dB.
• Paropropusnost materijala je na niskoj razini od 0,05 Mg / m * h * Pa, bez obzira na stupanj pjenjenja i gustoću kvalitete. Zapravo su pokazatelji propusnosti pare slični drvenom okviru bora ili hrasta.
• Otporan na alkohole i etere, ali lako se može uništiti u slučaju da otapala dođu u dodir s površinom materijala.
• Vlačna čvrstoća je najmanje 20 MPa.

Kao što se može vidjeti iz gore navedenog, ekspandirani polistiren učinkovit je alat za rješavanje mnogih problema: od uporabe nekih njegovih sorti kao pakiranja do provedbe toplinske i hidroizolacije fasada zgrada. Osim toga, materijal se koristi u druge svrhe u građevinarstvu, o čemu će biti riječi u nastavku.

Područje primjene

Ekspandirani polistiren u graditeljstvu koristi se prvenstveno za izolaciju sljedećih elemenata:

• vodovodne cijevi,
• krovovi,
• podovi,
• padine vrata i prozora,
• zidovi.

Na primjer, potrošnja ekspandiranog polistirena za izolaciju cijevi ekonomski je opravdana i razumna zbog svojih mogućnosti. Štoviše, u ove svrhe koristi se lijevana blok polistirenska pjena koja omogućava lak pristup njoj u slučaju oštećenja cijevi uklanjanjem željenog dijela zaštitnog premaza.

Ekspandirani polistiren aktivno se koristi u polaganju transportnih putova. Smanjuje učinak vertikalnog opterećenja na pod tijekom gradnje zgrada. Raširen u proizvodnji SIP ploča.

Opseg primjene ekspandiranog polistirena, čije karakteristike, u kombinaciji s niskom cijenom, čine ga izuzetno atraktivnim za uporabu u bilo kojoj industriji, praktički je neograničen. Jedino što treba uzeti u obzir jest da materijal ima malu gustoću, pa je podložan mehaničkim oštećenjima.

Mane ekspandiranog polistirena: pregled mitova

Osim buketa prednosti, postoje i nedostaci. Štoviše, velik broj različitih mitova povezan je s ekspandiranim polistirenom, što se mora detaljnije razmotriti:

• Mnogi proizvođači tvrde da je ekstrudirani ekspandirani polistirenski pjena znatno superiorniji od ostalih sorti, kao dokaz za što često izlažu tablicu usporednih karakteristika ove sorte u usporedbi s običnom pjenom. Ipak, razlika u toplinskoj vodljivosti između ekstrudirane i ekstrudirane polistirenske pjene praktički nije uočljiva i iznosi 0,002 jedinice, istodobno, zbog oglašavanja, troškovi ekstruzijskih ploča za izolaciju su veći.
• Maksimalna gustoća ekspandiranog polistirena daje iste visoke performanse i kad je izoliran. Prema riječima stručnjaka, takva izjava ima određenih odstupanja od stvarnosti, jer što se molekule usko prianjaju, toplinska vodljivost postaje veća i hladnoći je lakše prodrijeti u prostoriju. Izlaz iz ove situacije bit će upotreba ploča od ekspandiranog polistirena niske gustoće, koje moraju biti prekrivene ojačavajućom mrežom i zaštitnim slojem temeljnog premaza kako bi se povećala njihova mehanička čvrstoća.

• Vatrootporna polistirenska pjena apsolutno je nezapaljiva i neškodljiva za ljudsko tijelo. Svaki građevinski materijal, izložen otvorenom plamenu, pokazat će svojstva izgaranja, više ili manje. Međutim, temperatura spontanog izgaranja ekspandiranog polistirena viša je od temperature drva, a osim toga tijekom izgaranja emitira znatno manje toplinske energije. Važno je zapamtiti da vatrootporne sorte, unatoč glasnom nazivu, nikako ne mogu zaustaviti plamen, već samo smanjiti njegov učinak. Ugljični dioksid, koji se koristi u njegovoj proizvodnji, postat će ozbiljan nedostatak vatrootpornog razreda u odnosu na uobičajeni.Kao rezultat, pri ponovnom punjenju materijal će početi emitirati znatno veliku količinu štetnih tvari. Neki prodavači govore o negorivosti na temelju dokaznog iskustva: kada se baza s pričvršćenom pločom izolacije počne zagrijavati sa stražnje strane. Izloženo visokim temperaturama, polistirenska se pjena počinje topiti i deformirati, dok nema vatre. Međutim, sve dok mu je plamen izložen, materijal će i dalje gorjeti.
• Usporivači vatre dodani polistirenskoj pjeni zbog svoje vatrootpornosti "u svakom su slučaju čisti otrov". Još jedna kontroverzna izjava. Usporivač vatre je komponenta koja u svojoj strukturi sadrži tvari koje usporavaju proces izgaranja. Razlikuju se u sastavu i sadrže razne komponente, od formaldehida koji su stvarno opasni za ljude, pa sve do magnezijevih soli koje su prilično ekološke i sigurne. U posljednje vrijeme sve se više koriste otopine na bazi anorganskih soli, pa nisu sposobne naštetiti zdravlju. Usporivači vatre često se koriste za impregnaciju i nanošenje zaštitnog sloja na drvo kako bi se povećala njegova otpornost na vatru.
• Ugradnja izolacijskih materijala od polistirenske pjene nije u mogućnosti pružiti toplinu. Zapravo, zadatak izolacije nije dovođenje topline, već zadržavanje u zatvorenom. Grubo rečeno, upotreba toplinsko-izolacijskih ploča znatno će smanjiti odlazak topline izvan prostorija, pa nećete morati grijati ulicu o svom trošku.
• "Ekspandirani polistiren štetan je za zdravlje." Suvremena proizvodnja omogućuje vam stvaranje materijala od ekološki prihvatljivih komponenata, tako da nema prijetnje zdravlju. Štoviše, široka upotreba proizvoda za skladištenje poluproizvoda i za svakodnevnu upotrebu upravo govori o sigurnosti materijala.

Češće se problemi javljaju kada želite kupiti ekspandirani polistiren jeftinijih i nekvalitetnijih sorti. Izolacijske ploče izrađene od takvog materijala doista imaju manje čvrstoće i mogu se početi deformirati čak i na temperaturama iznad 40 ° C. Glavno pravilo pri korištenju materijala od ekspandiranog polistirena u bilo kojoj industriji bit će osiguravanje kvalitete i pouzdanosti, za što morate platiti. A tada će se tijekom operacije pojaviti samo dostojanstvo.

Opasnost od požara ekspandiranog polistirena

Opasnost od požara neobrađene polistirenske pjene

Nemodificirana polistirenska pjena (klasa zapaljivosti G4) je zapaljiv materijal, čije se paljenje može dogoditi iz plamena šibica, svjetiljke, od autogenih varničastih iskri. Ekspandirani polistiren se ne zapali iz žgane željezne žice, goruće cigarete i iskri nastalih na čeličnom mjestu [35]. Prošireni polistiren odnosi se na sintetičke materijale koje karakterizira povećana zapaljivost. Sposoban je pohraniti energiju iz vanjskog izvora topline u površinskim slojevima, šireći vatru i inicirajući pojačavanje požara [36].

Plamište ekspandiranog polistirena kreće se od 210 ° C do 440 ° C, ovisno o aditivima koje proizvođači koriste [37] [38]. Temperatura paljenja određene modifikacije polistirenske pjene određuje se prema klasi certificiranja.

Kada se zapali konvencionalni ekspandirani polistiren (klasa zapaljivosti G4), temperatura za 1200 ° C razvija se u kratkom vremenu [35]; kada se koriste posebni aditivi (usporivači vatre), temperatura izgaranja može se smanjiti prema klasi izgaranja (G3 klasa zapaljivosti ). Izgaranje ekspandiranog polistirena odvija se stvaranjem otrovnog dima različitog stupnja i intenziteta, ovisno o nečistoćama dodanim ekspandiranom polistirenu radi smanjenja stvaranja dima. Emisija otrovnih tvari dimom je 36 puta veća po volumenu od emisije drva.

Izgaranje običnog ekspandiranog polistirena (klasa zapaljivosti G4) popraćeno je stvaranjem otrovnih produkata: vodikov cijanid, vodikov bromid itd. [39] [40].

Iz tih razloga proizvodi od neobrađene polistirenske pjene (klasa zapaljivosti G4) nemaju odobrenja za uporabu u građevinskim radovima.

Proizvođači koriste ekspandirani polistiren modificiran posebnim aditivima (usporivači vatre), zahvaljujući čemu materijal ima različite klase paljenja, zapaljivosti i stvaranja dima.

Dakle, pravilnom ugradnjom, u skladu s GOST 15588-2014 „Pjenasto polistirenske toplinsko-izolacijske ploče. Tehnički uvjeti ”, ekspandirani polistiren ne predstavlja prijetnju požarnoj sigurnosti zgrada. Tehnologija "mokre fasade" (WDVS, EIFS, ETICS), koja podrazumijeva upotrebu ekspandiranog polistirena kao izolacije u ovojnici zgrade, široko se koristi u građevinarstvu.

Modificirana polistirenska pjena za zaštitu od požara

Da bi se smanjila opasnost od požara ekspandiranog polistirena, kad se dobije, dodaju mu se usporivači vatre. Dobiveni materijal naziva se samogasivom polistirenskom pjenom (klasa zapaljivosti G3), a brojni ruski proizvođači označavaju je dodatnim slovom "C" na kraju (na primjer, PSB-S) [41].

01.05.2009. Stupio je na snagu novi savezni zakon FZ-123 "Tehnički propisi o zahtjevima zaštite od požara". Izmijenjena je metodologija određivanja skupine zapaljivosti zapaljivih građevinskih materijala. Naime, u članku 13. stavku 6. pojavio se zahtjev koji isključuje stvaranje kapljica taline u materijalima s skupinom G1-G2 [42]

Uzimajući u obzir da je talište polistirena oko 220 ° C, tada će svi grijači na bazi ovog polimera (uključujući ekstrudiranu polistirensku pjenu) od 01.05.2009. Biti klasificirani s grupom zapaljivosti koja nije veća od G3.

Prije stupanja na snagu Saveznog zakona 123, grupa zapaljivosti marki s dodatkom usporivača gorenja označena je kao G1.

Smanjenje zapaljivosti ekspandiranog polistirena u većini se slučajeva postiže zamjenom zapaljivog plina za "napuhavanje" granula ugljičnim dioksidom [43].

Vrste ekspandiranog polistirena

Proliferacija JPP odgovor je na zahtjev za izolacijom koja može učinkovito zadržati toplinu u zgradama izgrađenim od tradicionalnih građevinskih materijala. U velikim gradovima zimi se troši ogroman novac na grijanje zgrada. A emisije iz CHPP dovode do značajnog pogoršanja stanja okoliša.

Među mnogim područjima jedno od najuspješnijih bilo je korištenje polistirenske pjene dobivene pjenjenjem polistirena tijekom obrade u prisutnosti visokih temperatura.

Konačni materijal je u obliku granula, čiji promjer varira od 2 do 8 mm, a koji se sinteriraju zajedno kada su izloženi udaru parom.

Kao rezultat, naučen je materijal s kojim se samo mineralna vuna može usporediti u pogledu svojstava toplinske izolacije. Zanimljivo je usporediti JPP s drugim materijalima.

List materijala debljine 10 cm može zamijeniti:

• 400 cm teškog betona;
• 150 cm građevinske opeke;
• 100 cm betona od ekspandirane gline;
• 60 cm gaziranog betona;
• 40 cm borove šume.

Također, zbog prisutnosti zatvorenih pora u strukturi materijala, savršeno odražava zvuk, stoga se često koristi kao zvučna izolacija.

Ovisno o tehnologiji proizvodnje, ekspandirani polistiren dijeli se:

• za neprešani ekspandirani polistiren (PSB);
• prešani ekspandirani polistiren (PS);
• ekstrudirana polistirenska pjena (EPS).

Ove vrste imaju neke razlike ne samo u tehnologiji, već i u karakteristikama. Stoga se i njihova područja primjene razlikuju.

Bilješke (uredi)

1. Kabanov V.A. i drugi.
   vol. 2 L - Polinozna vlakna // Encyclopedia of Polymers. - M.: Sovjetska enciklopedija, 1974. - 1032 str. - 35.000 primjeraka.
2. Francuski patent br. 668142 (Chem. Abs. 24, 1477, 1930).
3. Njemački patent br. 644102 (Chem. Abs, 31, 5483, 1937)
4. Berlin A. An. Osnove proizvodnje plastike i elastomera napunjenih plinom. - M.: Goskhimizdat, 1956.
5. Chukhlanov V. Yu., Panov Yu. T., Sinyavin A. V., Ermolaeva E. V. Plastika punjena plinom. Vodič. - Vladimir: Izdavačka kuća Vladimira, 2007.
6. Kerzhkovskaya EM Svojstva i primjena pjene PS-B.- L: LDNTP, 1960.
7. Andrianov R.A.Nove vrste ekspandiranog polistirena. Industrija građevinskog materijala u Moskvi. - Izdanje br. 11. - M.: Glavmospromstroimaterialy, 1962.
8. Patent Savezne Republike Njemačke br. 92606 od 04.07.1955.
9. Rasprava i moguće djelovanje u vezi s zabranom uporabe posuda za hranu s ekspandiranim polistirenom (EPS) (izdanje studije) // 18. prosinca 2012.
10. ALATI ZA POLITIKE ZA SMANJENJE UČINKA JEDNOKRATNE UPOTREBE, IZLAGANJA PLASTIČNIH KESA I PAKIRANJA HRANE EPS-a // Završno izvješće 02. lipnja 2008.
11. Nguyen L. Procjena politike zabrane zabrane polistirenske hrane .// Državno sveučilište San Jose 10.01.2012.
12. S8619 Zabranjuje prehrambenim objektima upotrebu kontejnera za uslugu hrane za jednokratnu upotrebu od ekspandirane polistirenske pjene počevši od 1/1/15.
13. GOST 15588-2014 „Toplinsko-izolacijske ploče od pjenastog polistirena. Tehnički uvjeti ". Stupila na snagu 01.07.2015
14. GOST R 53786-2010 „Kompozitni toplinsko izolacijski fasadni sustavi s vanjskim slojevima žbuke. Pojmovi i definicije "
15. GOST R 53785-2010 „Kompozitni toplinsko izolacijski fasadni sustavi s vanjskim slojevima žbuke. Klasifikacija"
16. PISMO Državnog građevinskog odbora Ruske Federacije N 9-18 / 294, GUGPS Ministarstva unutarnjih poslova Ruske Federacije N 20 / 2.2 / 1756 od 18.06.1999. "O IZOLACIJI VANJSKIH ZIDOVA ZGRADA"
17. Pismo FGBU VNIIPO EMERCOM Rusije od 07.08.2014. Br. 3550-13-2-02
18. FEDERALNI ZAKON TEHNIČKI PROPISI O ZAHTJEVIMA SIGURNOSTI OD POŽARA od 22.07.2008. Br. 123-FZ
19. Bjorvika
20. Dizajnerski namještaj od stiropora - konstruktivan i povoljan
21. Roboti od stiropora
22. Pavlov V. A. Prošireni polistiren. - M.: "Kemija", 1973.
23. Khrenov A.E. Migracija štetnih nečistoća iz polimernih materijala tijekom gradnje podzemnih građevina i polaganja komunikacija. - broj 7. - 2005.
24. Egorova EI, Koptenarmusov VB Osnove tehnologije polistirenske plastike. - Sankt Peterburg: Himizdat, 2005. (monografija).
25. Tablica gustoće, toplinske vodljivosti i paropropusnosti različitih materijala
26. Tablica gustoće, toplinske vodljivosti i paropropusnosti različitih materijala: Popravak i opremanje stana, gradnja kuće - moji odgovori na pitanja
27. Semenov SA Uništavanje i zaštita polimernih materijala tijekom rada pod utjecajem mikroorganizama // Disertacija za doktorat tehničkih znanosti Ruske akademije znanosti Institut za kemijsku fiziku. N.N.Semenova. - M., 2001. (monografija).
28. Atiq N. Biorazgradljivost sintetičke plastike polistirena i stiropora gljivičnim izolatima // Odjel za mikrobiologiju Sveučilište Quaid-i-Azam, Islamabad, 2011.
29. Naima Atiq T., Ahmed S., Ali M., Andleeb S., Ahmad B., Geoffery R. Izolacija i identifikacija polistirenskih biorazgrađujućih bakterija iz tla .//African Journal of Microbiology Research Vol. 4 (14), str. 1537-1541, 18. srpnja 2010.
30. Richardson N. Beurteilung von mikrobiell befallenen Materialien aus der Trittschalldämmung // AGÖF Kongress Reader rujan 2010.
31. Hed G. Procjena vijeka trajanja građevinskih komponenata. München: Hanser. Izvještaj TR28: 1999. Gävle, Švedska: Kraljevski tehnološki institut, Centar za izgrađeno okruženje, Stockholm, 1999. - str. 46.
32. Izvještaj o ispitivanju br. 225 od 25.12.2001. NIISF RAASN. Ispitni laboratorij za termofizička i zvučna mjerenja)
33. ↑ 12
    Ekspandirani polistiren - Svojstva. 4108.ru. Pristupljeno 10. travnja 2016.
34. Emmanuel NM, Buchachenko AL Kemijska fizika starenja i stabilizacije polimera. - M.: Nauka, 1982.
35. ↑ 12
    OCT 301-05-202-92E „Ekspandirajući polistiren. Tehnički uvjeti. Industrijski standard "
36. Guyumdzhyan P.P., Kokanin S.V., Piskunov A.A. O opasnosti od požara polistirenske pjene za građevinske svrhe // Pozharovzryvoopasnost. - T. 20, br. 8. - 2011.
37. Zapisnik br. 255 od 28.08.2007. Godine za kontrolu identifikacije ekspandiranog polistirenskog materijala PSB-S 25 FGU VNIIPO EMERCOM Rusije
38. Kodolov V. I. Zapaljivost i otpornost polimera na vatru. M., Kemija, 1976.
39. Otrovnost produkata izgaranja sintetičkih polimera. Podaci ankete. Serija: Polimerizirana plastika. - NIITEKHIM, 1978.
40. Otrovnost hlapljivih proizvoda zbog toplinske izloženosti plastikama tijekom obrade. Serija: Polimerizirana plastika. - NIITEKHIM, 1978.
41. Evtumyan A.S., Molchadovsky O.I. Opasnost od požara toplinsko-izolacijskih materijala od ekspandiranog polistirena. Sigurnost od požara. - 2006. - br. 6.
42. Savezni zakon od 22.07.2008 N 123-FZ (kako je izmijenjen i dopunjen 03.07.2016) "Tehnički propisi o zahtjevima za zaštitu od požara" (ruski) // Wikipedia. - 2017-03-12.
43. Osnovni zahtjevi za požarnu sigurnost - Sustavi toplinske izolacije