Ekspandert polystyren: skummet og ekstrudert

Utvidet polystyren Suspension Pressless Self-extinguishing (PSB-S) on a cut (EPS)

Strukturen av ekspandert polystyren ved høy forstørrelse
Pénopolistirole

er et gassfylt materiale erholdt fra polystyren og dets derivater, så vel som fra styrenkopolymerer. Ekspandert polystyren er en utbredt type polystyren, som vanligvis kalles i hverdagen. Den vanlige teknologien for produksjon av ekspandert polystyren er forbundet med den første fyllingen av styrenkorn med gass, som er oppløst i polymermassen. Deretter varmes massen opp med damp. I prosessen med dette oppstår en multipel økning i volum av de originale granulatene til de opptar hele blokkformen og ikke sintres sammen. I tradisjonell ekspandert polystyren brukes naturgass, som er lett løselig i styren, for å fylle granulatene. I brannsikre versjoner av ekspandert polystyren fylles granulatene med karbondioksid [1]. Det er også en teknologi for å oppnå vakuum ekspandert polystyren, som ikke inneholder noen av gassene.

Innhold

• 1 Historie om produksjon av ekspandert polystyren
• 2 Sammensetning av ekspandert polystyren
• 3 Metoder for å oppnå
• 4 Egenskaper av ekspandert polystyren
• 5 Hovedtyper produsert polystyrenskum
• 6 Søknad
• 7 Egenskaper for ekspandert polystyren 7.1 Vannabsorpsjon
• 7.2 Dampgjennomtrengelighet
• 7.3 Biologisk stabilitet
• 7.4 Holdbarhet
• 7.5 Motstand mot løsemidler

Historien om utvidet polystyrenproduksjon

Den første ekspanderte polystyren ble produsert i Frankrike i 1928 [2]. Industriell produksjon av ekspandert polystyren startet på 1937-tallet. [spesifisere

] i Tyskland [3]. I Sovjetunionen ble produksjonen av ekspandert polystyren (klasse PS-1) mestret i 1939 [4], karakterer PS-2 og PS-4 - i 1946 [5], klasse PSB - i 1958 [6] I 1961 mestret Sovjetunionen teknologien for produksjon av selvslukkende ekspandert polystyren (PSB-S) [7]. For byggeformål begynte PSB ekspandert polystyren å bli produsert i 1959 ved Stroyplastmass-anlegget i Mytishchi.

Sammensetning av ekspandert polystyren

For å oppnå utvidet polystyren brukes polystyren oftest. Andre råvarer er polymonoklorostyren, polydiklorostyren og kopolymerer av styren med andre monomerer: akrylnitril og butadien. Lavkokende hydrokarboner (pentan, isopentan, petroleumeter, diklormetan) eller jevemidler (diaminbenzen, ammoniumnitrat, azobisisobutyronitril) brukes som jevemidler. I tillegg inkluderer sammensetningen av ekspanderte polystyrenplater brannhemmende midler (brennbarhetsklasse G1), fargestoffer, myknere og forskjellige fyllstoffer.

Metoder for å skaffe

En betydelig andel av oppnådd polystyrenskum produseres ved å skumme materialet med damp av lavkokende væsker. For dette brukes en suspensjonspolymerisasjonsprosess i nærvær av en væske som kan oppløses i det opprinnelige styrenet og er uoppløselig i polystyren, for eksempel pentan, isopentan og deres blandinger. I dette tilfellet dannes granulat, hvor den lavkokende væsken fordeles jevnt i polystyrenet. Videre utsettes disse granulatene for oppvarming med damp, vann eller luft, som et resultat av at de øker i størrelse - 10-30 ganger. De resulterende bulkgranulene sintres med samtidig støping av produkter.

Egenskaper av ekspandert polystyren

Ekspanderende polystyren av høy kvalitet: materiale med jevnt fordelte granulater av samme størrelse

Lav kvalitet ekspandert polystyren av PSB-typen: det oppstår et brudd langs kontaktsonen av kuler i forskjellige størrelser
Ekspandert polystyren, som ble oppnådd ved å skumme en lavkokende væske, er et materiale som består av fincellulære granuler sintret sammen. Det er mikroporer inne i de ekspanderte polystyrenkornene, og hulrom mellom granulatene. De mekaniske egenskapene til et materiale bestemmes av dets tilsynelatende tetthet: jo høyere det er, desto større styrke og jo lavere vannabsorpsjon, hygroskopisitet, damp og luftpermeabilitet.

Ekstrudert polystyrenskum

Den offisielt anerkjente versjonen er at denne typen isolasjon ble oppfunnet av spesialister i USA på syttitallet. Samtidig er det kjent at lenge før det, i Sovjetunionen, ble slikt materiale brukt til behovene for økonomisk aktivitet. Et eksempel på anvendelse i Sovjetunionen er bøyer som markerer vanngrensen. Derfor vil vi gi amerikanerne XPS forrang i bruken av dette materialet i konstruksjonen. Ekstrudert polystyrenskum er et unikt materiale med høy styrke og absolutt vanntetthet, noe som gjør det uunnværlig for isolering av fundament, svømmebassenger og andre strukturer som fungerer i et fuktig miljø. Faktorene som begrenser bruken av EPS er brennbarheten til denne isolasjonen og dens dampgjennomtrengelighet.

Hovedtyper produsert polystyrenskum

• Pressfri ekspandert polystyren
  : EPS (utvidet polystyren); PSB (Suspensjon ikke-presset ekspandert polystyrenskum); PSB-S (utvidet polystyren-suspensjon, trykkfri selvslukkende). Oppfunnet av BASF i 1951
• Ekstrudert polystyrenskum
  : XPS (ekstrudert polystyren); Extrol, Penoplex, Styreks, Technoplex, TechnoNIKOL, URSA XPS
• Presset polystyrenskum
  : forskjellige utenlandske merker; PS-1; PS-4
• Autoklav polystyrenskum
  : Styrofoam (Dow Chemical)
• Autoklavekstrudert polystyrenskum
  [8]

Grunnleggende typer

• Trykkløs - den vanligste typen, billig, mer skjør. Besitter høy vannabsorpsjon... Består av mange granulater med heterogen struktur. Polystyrenkornene tørkes, skummes, tørkes igjen og varmes opp. Denne sammensetningen brukes til å fylle en form som blir tett når den avkjøles.
• trykk - slitesterk og tett isolasjon, dyrere. Den har en lav varmeoverføringskoeffisient på grunn av hermetisk forseglede granulater. Sørger for påfølgende gasspressing av den skummede blandingen.
• Ekstrudert - har en homogen konsistens av små og nesten helt lukkede celler. Produsert i samsvar med GOST ved ekstrudering - når polystyrenkuler smelter og en homogen sammensetning oppnås, som helles i en form for avkjøling. Denne metoden lar deg gjøre materialet motstandsdyktig mot vanninntrengning, tett, motstandsdyktig mot mekanisk belastning, og dermed øke levetiden.

Med tilsetning av brannhemmere, ekstrudert polystyrenskum kan gjøres brannbestandig.

• Ekstrudering oppnådd ved å behandle den endelige vekten av polymeren. En ekstruder brukes i fremstillingen, derfor kalles de to sistnevnte typene det samme materialet.

Vi anbefaler: Hovedtyper og egenskaper for monolitisk polykarbonat. Hvor brukes materialet og hvordan skjærer du det selv?

Det er en autoklav og autoklavekstrudering polystyrenskum, hvor skumming og tørking av materialet utføres ved hjelp av en autoklav. Den produseres i utlandet, den brukes svært sjelden på grunn av høye kostnader.

applikasjon

Ekspandert polystyren brukes oftest som varmeisolerende og strukturelt materiale. Anvendelsesområde: konstruksjon, transport og skipsbygging, flykonstruksjon. Ganske mye ekspandert polystyren brukes som emballasje og elektrisk isolasjonsmateriale.

• I militærindustrien - som varmeapparat; i systemene for individuell beskyttelse av militært personell; som en støtdemper i hjelmer.
• Ved produksjon av husholdningskjøleskap som varmeisolator (i Sovjetunionen er dette serieproduserte kjøleskap "Yarna-3", "Yarna-4", "Vizma", "Smolensk" og "Aragats-71") til begynnelsen av 1960-tallet , da ekspandert polystyren ble fortrengt av polyuretanskum.
• Ved produksjon av containere og isoterm engangsemballasje for frosne produkter [9] [10] [11] [12]
• Ved bygging av bygninger - bruk av ekspandert polystyren i Russland i byggebransjen er regulert av statlige standarder [13] [14] [15] og er begrenset til bruk av en bygningskonvolutt som mellomlag. Ekspandert polystyren brukes mye til isolerende fasader (brennbarhetsklasse G1). Den potensielt høye brannfaren for dette materialet krever obligatoriske foreløpige fullskalatester [16]. I august 2014 bemerket FGBU VNIIPO EMERCOM i Russland [17] at bruken i konstruksjonen av SFTK ("Systems of facade heat-isolating composite") som varmeapparat (varmeisolasjon) av hovedplanet til fasaden av flislagt polystyren skum (bare de merkene som er angitt i TS), som ikke er materiale for etterbehandling eller mot ytre overflater av ytterveggene til bygninger og strukturer, i strid med kravene i artikkel 87, del 11 i føderal lov nr. 123 -FZ [18] og avsnitt 5.2.3 i SP 2.13130.2012. I juli 2020 ble de moderne GOST 15588-2014 “Skummet polystyren varmeisolerende plater. Tekniske forhold ", som indikerer obligatorisk tilstedeværelse av brannhemmende tilsetningsstoffer i materialet, og sikrer brannsikkerhet (selvslukkende, manglende evne til å opprettholde uavhengig forbrenning) av ekspanderte polystyrenplater under lagring og installasjon.
• Siden 1970-tallet. ekspandert polystyren brukes til bygging av veier, bygging av kunstige avlastninger og fyllinger, legging av transportveier i områder med svak jord, når veiene beskyttes mot frysing, for å redusere den vertikale belastningen på strukturen, og i en rekke andre saker. Ekspandert polystyren brukes mest aktivt i veibygging i USA, Japan, Finland og Norge [19]. Kravene og standardene til GOST for dette produktet i disse landene er fundamentalt forskjellige fra de russiske og SNG-landene.
• Fungerer som materiale for produksjon av leker, designermøbler og interiørartikler [20]. Det fungerer også som et materiale for å skape gjenstander for moderne dekorativ og anvendt kunst og konseptuell kunst [21].

Ekstrudert polystyrenskum: bruksanvisning

Polyfoam av PSB-S-kvalitet, på grunn av sin høyere dampgjennomtrengelighet, sammenlignet med PPE, kan brukes til varmeisolering fra innsiden av lokalet. Ekstrudert polystyren brukes vanligvis til utvendig isolasjon eller som et mellomlag i sandwichpaneler. For veggisolasjon fra utsiden brukes plater med en tykkelse på 80-100 mm. Ark med tykkelse 30-40 mm brukes ofte, lagt i to lag.

Slik isolerer du veggen riktig med ekspandert polystyren:

• Demonteringsarbeid. Før du ekstruderer det ekstruderte polystyrenskumet eller skummet på veggen, demonterer du detaljene i avløpssystemet, dekorative elementer, rengjør og fyller veggen på veggen.
• Sticking ark på veggen. Slik limer du isoporskum riktig på veggen: limblandingen påføres veggstrukturen og hele området av isolasjonsarket. Det er spesielt rik på kantene og midten av arket. Arket er limt på veggen. Panelet er festet med plugger som må komme minst 50 mm inn i veggmaterialet. Pluggene er plassert i midten av panelet og i skjøtene.
• Forsegling av sprekker. Hvis hullene er mindre enn 20 mm, blir de blåst ut med polyuretanskum, hvis mer, blir de forseglet med biter av isolasjon og deretter skummet. Det overflødige skummet blir kuttet av, paraplyens negler er gnidd med sparkel.

Når du isolerer fasaden med ekstrudert polystyren, er ikke vanntetting nødvendig. Kjellerveggene og fundamentet med høy plassering av grunnvann krever vanntettingstiltak.

Egenskaper av ekspandert polystyren

Vannabsorpsjon

Koloni av bakterier på EPS
Ekspandert polystyren er i stand til å absorbere vann i direkte kontakt [22].Gjennomtrengningen av vann direkte inn i plasten er mindre enn 0,25 mm per år [23], derfor avhenger vannabsorpsjonen av polystyrenskum av dets strukturelle egenskaper, tetthet, produksjonsteknologi og varigheten av perioden med vannmetning. Vannabsorpsjonen av ekstrudert polystyrenskum selv etter 10 dager i vann overstiger ikke 0,4 volum%, noe som gjør det mye brukt som varmeapparat for underjordiske og nedgravde strukturer (veier, fundamenter) [24].

Dampgjennomtrengelighet

Ekspandert polystyren er et materiale med lite dampgjennomtrengning [25] [26].

Et trekk ved dampgjennomtrengelighet av ekspandert polystyren er at det ikke er avhengig av dets grad av skumdannelse og tettheten av ekspandert polystyren, og er alltid lik 0,05 mg / (m * h * Pa) [kilde uspesifisert 1930 dager

], som ikke tilsvarer damppermeabiliteten til en treramme laget av furu, gran eller eik eller mineralull (0,55 mg / (m * h * Pa)).

Biologisk motstand

Til tross for at ekspandert polystyren ikke er utsatt for virkningen av sopp, mikroorganismer og mose, er de i noen tilfeller i stand til å danne sine kolonier på overflaten [27] [28] [29] [30].

Insekter kan sette seg i ekspandert polystyren, utstyre reir av fugler og gnagere. Problemet med skade på gnagere av polystyrenskumstrukturer har vært gjenstand for mange studier. Basert på resultatene av skumpolystyren-testene utført på grå rotter, husmus og volmus, ble følgende etablert:

1. Ekspandert polystyren, som et materiale som består av hydrokarboner, inneholder ikke næringsstoffer og er ikke grobunn for gnagere (og andre levende organismer).
2. Under obligatoriske forhold virker gnagere på ekstrudering og granulært polystyrenskum så vel som på ethvert annet materiale, i tilfeller der det er en hindring (hindring) for tilgang til mat og vann eller for å møte andre fysiologiske behov hos dyret.
3. Under betingelser med fritt valg påvirker gnagere ekspandert polystyren i mindre grad enn under tvangsbetingelser, og bare hvis de trenger sengetøy eller det er behov for å male snittene.
4. Hvis det er et valg av hekkende materiale (burlap, papir), tiltrekker ekspandert polystyren gnagere i siste sving.

Resultatene av eksperimenter med rotter og mus viste også avhengighet av modifiseringen av ekspandert polystyren, spesielt ekstrudert ekspandert polystyren blir i mindre grad skadet av gnagere.

Varighet

En av måtene å bestemme holdbarheten til polystyrenskum er ved å alternere oppvarming til +40 ° C, kjøle ned til −40 ° C og holde i vann. Hver slik syklus antas å være lik 1 betinget driftsår. Det argumenteres for at holdbarheten til produkter fra ekspandert polystyren i henhold til denne testmetoden er minst 60 år [31], 80 år [32].

Motstandsdyktig mot løsemidler

Ekspandert polystyren er ikke veldig motstandsdyktig mot løsemidler. Den oppløses lett i de opprinnelige styren, aromatiske hydrokarboner (benzen, toluen, xylen), klorerte hydrokarboner (1,2-dikloretan, karbontetraklorid), estere, aceton og karbondisulfid. Samtidig er det uoppløselig i alkoholer, alifatiske hydrokarboner og etere.

Egenskaper og egenskaper ved isolasjon

Termisk ledningsevne

Utvidet polystyrenplate 10 cm tykt og en mur på mer enn 1 m har like varmeledende egenskaper.
Luften inne i boblene er hermetisk forseglet, slik at materialet beholder varmen perfekt.

Varmeledningskoeffisienten varierer i området 0,028 - 0,034 W / mK, som er mye lavere enn koeffisienten for murstein eller betong.

Dampgjennomtrengelighet og fuktabsorpsjon

Dampgjennomtrengelighetsindeksen for ekspandert polystyrenskum er fra 0,019 til 0,015 kg per meter-time-Pascal, i motsetning til et ekstrudert produkt med null indeks.

Den nødvendige tykkelsen og formen er gitt ved hjelp av kutte skummet i plater av ønsket størrelse... Dampen strømmer gjennom granulatene inn i cellene.

Merk

Ekstrudert polystyrenskum blir ikke kuttet, fordi ferdige plater kommer ut av transportøren med en viss tykkelse og er allerede glatte. Som et resultat kan damp ikke trenge gjennom materialet.

Når et ikke-presset produkt nedsenkes i vann, absorberes opptil 4% av væsken. Tett ekstrudert polystyrenskum forblir nesten tørt og absorberer bare 0,4%.

Det er verdt å merke seg at isolasjonen ikke vil bli skadet i kontakt med væsker.

Styrke

Materialet er slitesterkt, tåler temperatur fra -40 til + 40 ° C opptil 60 sykluser (klimatiske år). Den statiske bøyestyrken til ekstrudert materiale er bedre enn skummet materiale.

Lydabsorpsjon

Et 3 cm lag med isolasjonsmateriale vil redusere støygjennomtrengningsnivået med 25 desibel, noe som gir god lydisolasjon. Relevant for beboere i leiligheten.

Men det vil ikke lindre støyen helt, men bare dempe den i nærvær av et tykt isolasjonslag. Luftbåren støy vil ikke mestre.

Biologisk motstand

Polystyrenskum er ikke følsomt for dannelse av biologisk aktivitet og derfor vil ikke bli grobunn for mugg og sopp.
Dette er et vitenskapelig bevist faktum.

Imidlertid kan det bli skadet av gnagere og insekter. De tar seg gjennom materialet på jakt etter varme og mat.

Vi anbefaler: Hva er lettbetong, dets typer og sammensetning. Varmeledningsevne og andre egenskaper

Ødeleggelse av ekspandert polystyren

Ødeleggelse ved høy temperatur

Høytemperaturfasen for destruksjon av ekspandert polystyren er grundig undersøkt. Den starter ved en temperatur på +160 ° C. Når temperaturen stiger til +200 ° C, begynner fasen med termisk oksidativ ødeleggelse. Over +260 ° C råder prosessene med termisk ødeleggelse og depolymerisering. På grunn av det faktum at varmen av polymerisering av polystyren og poly - "" α "" - metylstyren er en av de laveste blant alle polymerer, dominerer depolymerisering til den første monomeren styren i prosessene for ødeleggelsen [33].

Modifisert polystyrenskum med spesielle tilsetningsstoffer varierer i grad av ødeleggelse ved høy temperatur i henhold til sertifiseringsklassen. Modifisert polystyrenskum, sertifisert i henhold til klasse G1, brytes ikke ned med mer enn 65% når det utsettes for høye temperaturer. Klassene av modifisert polystyrenskum er gitt i tabellen i avsnittet om brannmotstand.

Lav temperatur ødeleggelse

Skummet polystyren er, i likhet med andre hydrokarboner, i stand til selvoksidasjon i luft for å danne peroksider. Reaksjonen er ledsaget av depolymerisering. Reaksjonshastigheten bestemmes av diffusjonen av oksygenmolekyler. På grunn av den betydelig utviklede overflaten av ekspandert polystyren oksyderer den raskere enn polystyren i en blokk [34]. For polystyren i form av tette produkter er temperaturfaktoren den regulerende begynnelsen på ødeleggelse. Ved lavere temperaturer er dets ødeleggelse teoretisk mulig i samsvar med lovene om termodynamikk i polymerisasjonsprosesser, men på grunn av den ekstremt lave gasspermeabiliteten til polystyren, kan monomertrykket bare endres på den ytre overflaten av produktet. Følgelig, under Tpred = 310 ° C, skjer depolymeriseringen av polystyren bare fra overflaten av produktet, og den kan neglisjeres for praktiske formål.

Doktor i kjemi, professor ved Institutt for plastbehandling ved det russiske kjemiske teknologiuniversitetet oppkalt etter V.I. Mendeleeva L.M. Kerber om separasjon av styren fra moderne ekspandert polystyren:

“Under normale driftsforhold vil styren aldri oksidere. Det oksyderer ved mye høyere temperaturer. Depolymeriseringen av styren kan faktisk foregå ved temperaturer over 320 grader, men det er umulig å snakke seriøst om frigjøring av styren under drift av ekspanderte polystyrenblokker i temperaturområdet fra minus 40 til pluss 7 ° C.I den vitenskapelige litteraturen er det bevis for at oksidasjon av styren ved temperaturer opp til +11 ° C praktisk talt ikke forekommer. "

Eksperter hevder også at en nedgang i støtstyrken til materialet ved 65 ° C ikke ble observert over et intervall på 5000 timer, og en nedgang i støtstyrken ved 20 ° C ikke ble observert over 10 år.

Styrkens giftige natur og ekspandert polystyrens evne til å frigjøre styren anses av europeiske eksperter som uprøvde. Eksperter, både innen bygg- og kjemisk industri, benekter enten muligheten for oksidasjon av ekspandert polystyren under normale forhold, eller peker på fraværet av presedenser, eller henviser til deres manglende informasjon om dette problemet.

I tillegg er selve styren med styren i utgangspunktet ofte overdrevet. I følge store vitenskapelige studier utført i 2010 i forbindelse med gjennomføring av den obligatoriske prosedyren for omregistrering av kjemikalier i European Chemicals Agency i samsvar med REACH-forordningen, ble følgende konklusjoner gjort:

• mutagenisitet - ikke noe grunnlag for klassifisering;
• karsinogenitet - ikke noe grunnlag for klassifisering;
• reproduksjonstoksisitet - ikke noe grunnlag for klassifisering.

I tillegg må du huske at styren naturlig finnes i kaffe, kanel, jordbær og oster.

Dermed er ikke de viktigste bekymringene knyttet til den spesielle toksisiteten til styren, angivelig frigitt ved bruk av ekspandert polystyren, bekreftet [33].

Varmeapparater

106 stemmer

+

Stem for!

—

Imot!

Ekspandert polystyren er et ganske interessant materiale. Produksjonsmetoden ble patentert tilbake i 1928, og har blitt modernisert mange ganger siden den gang. Den største fordelen er lav varmeledningsevne, og bare da i lett vekt. Ekspandert polystyren er mye brukt i forskjellige bransjer og bygg, og hver person, på en eller annen måte, kom over produkter fra det i hverdagen. I tillegg vil ekspandert polystyren, hvor prisen på produkter er på et lavt nivå, være et godt alternativ hvis du vil isolere hjemmet ditt.

Innholdsfortegnelse

1. Hva er ekspandert polystyren og hvordan er det forskjellig fra polystyren?
2. Ekspandert polystyren, egenskaper og egenskaper
3. Søknadsområde
4. Ulemper med utvidet polystyren: en oversikt over mytene

Hva er ekspandert polystyren, og hvordan er det forskjellig fra polystyren?

Ekspandert polystyren produseres ved å tilsette gass til polystyrenpolymermassen, som ved etterfølgende oppvarming øker volumet betydelig og fyller hele formen. Avhengig av materialtype, brukes en annen gass for å skape volum: for enkle variasjoner er naturgass, brannsikre typer ekspandert polystyren fylt med karbondioksid.

Ofte er det vanlig at amatører kaller polystyrenskum og polystyrenskum for det samme materialet. Dette er imidlertid ikke helt sant. De har et felles grunnlag, men forskjellene og egenskapene er ganske betydningsfulle. Hvis du ikke går inn i lang romlig resonnement, er de viktigste kjennetegnene som følger:

• tettheten av skummet er betydelig lavere, 10 kg per m3, mens indikatorene for polystyrenskum er 40 kg per m3,
• ekspandert polystyren absorberer ikke damp og fuktighet,
• utseendet er annerledes. Polyfoam - har interne granulater, polystyrenskum er mer homogent,
• skumplast er preget av en lavere kostnad, noe som merkes når den brukes som et varmeisolerende materiale for den ytre kledningen av bygningens vegger,
• utvidet polystyren har best mekanisk styrke.

Polyfoam er produsert av polymerråvarer, som blir behandlet med vanndamp, som et resultat av at volumet av granulatene øker betydelig. Men samtidig fører dette til det faktum at mikroporene også øker i størrelse, som et resultat av at bindingen mellom granulatene forverres og gradvis, under påvirkning av atmosfærisk nedbør og klimatiske forhold, fører dette til det faktum at materiale svekkes. Grovt sett blir det dannet et stort antall granulater hvis du bryter et ark polystyren i to.Dette er ikke typisk for ekspandert polystyren, siden det i utgangspunktet består av lukkede celler som sikrer materialets fuktighet og dampgjennomtrengelighet. I begynnelsen av produksjonen smelter granulatene under påvirkning av høye temperaturer og danner en jevn væskemasse som er fylt med gass.

Selve materialet har også flere varianter:

• Ekstrudert polystyrenskum er praktisk talt det samme materialet som ikke-presset, forskjellen er i bruken av utstyr som en ekstruder, derfor kalles ekstrudert og ekstrudert polystyrenskum ofte det samme materialet.
• Ekstrudering oppnås også ved å behandle den endelige massen av polymermateriale, og er også en homogen masse. Sorten brukes til produksjon av engangsemballasje og servise. Grovt sett er kjøttprodukter i supermarkeder pakket i emballasje laget av ekstrudert polystyrenskum.

• Pressemetoden for å oppnå materialet er dyrere, siden den involverer påfølgende pressing av den gassskummede blandingen. I dette tilfellet får den ekstra styrke.
• Autoklav polystyrenskum er sjelden nevnt, og faktisk er det en ekstruderingstype der skumming og baking av materialet utføres ved hjelp av en autoklav.
• Pressless er en av de mest populære variantene. Fukt fjernes først fra polystyrenkornene ved tørking, deretter skummes de opp ved en temperatur på 80 ° C, hvoretter de igjen tørkes og deretter varmes opp igjen. Den resulterende blandingen fylles i en form, hvor den allerede er selvkomprimerende på kjølingstidspunktet. Denne typen ekspandert polystyren er mer skjør, men krever halvparten så mye isopetan for produksjonen, noe som påvirker sluttkostnaden.

Ekspandert polystyren, egenskaper og egenskaper

Ekspandert polystyren er et tvetydig materiale: noen opphever egenskapene til himmelen, noen tvert imot, skummende i munnen, krever et øyeblikkelig og fullstendig forbud mot bruk på grunnlag av "å avsløre verkene til en akademiker." Det er sant at allestedsnærmet ekspandert polystyren og dens høye popularitet henter konklusjoner mot det faktum at dette materialet er veldig bra og har følgende fordeler:

• Lav varmeledningsevne gjør det mulig å oppnå en betydelig isolasjonseffekt. 11 cm ekspandert polystyren kan faktisk gi samme varmeisolasjon som en mer enn to meter tykk murvegg av silikat. Materialets varmeledningsevne er 0,027 W / mK, som er betydelig lavere enn for betong eller murstein,
• Fuktighetsbestandighet av materialet. Selv ved langvarig eksponering for fuktighet vil absorpsjonsevnen ikke være mer enn 6%, så det er ikke nødvendig å frykte deformasjon av strukturen av ekspandert polystyren.
• Ekspandert polystyren er holdbart og tåler opptil 60 sykluser med eksponering for temperaturer fra -40 til + 40 ° C. Hver syklus utgjør et estimert klimaår.
• Ufølsomhet for dannelsen av biologiske medier. Ekspandert polystyren blir ikke grobunn for sopp og mugg.

• Ufarliggjøring av materialet. I sin produksjon brukes ikke giftige komponenter, derfor brukes produkter fra ekspandert polystyren også i næringsmiddelindustrien. For eksempel for lagring av mat.
• På grunn av den lave vekten, tar isolasjon av bygningsfasader med ekspandert polystyren mye mindre tid og krefter enn å bruke andre midler.
• Brannbestandige materialkvaliteter, når de utsettes for åpen flamme, har en tendens til å slukke og smelte uten å spre forbrenning. Den spontane forbrenningstemperaturen for ekspandert polystyren er + 490 ° C, som er nesten to ganger høyere enn for tre. Hvis materialet ikke blir utsatt for åpen flamme i mer enn fire sekunder, slukker det ekspanderte polystyrenet. Varmeenergien under forbrenning av materialet er 7 ganger mindre enn for et tre. Derfor er ikke ekspandert polystyren i stand til å støtte brannstedet.
• Tilbyr lydisolering. Denne kvaliteten er spesielt viktig for beboere i standardleiligheter. Et 3 cm lag med isolasjonsmateriale er tilstrekkelig til å redusere støygjennomtrengning med 25 dB.
• Damppermeabiliteten til materialet er på et lavt nivå på 0,05 Mg / m * h * Pa, uavhengig av grad av skumdannelse og tetthet av karakteren. Dampgjennomtrengelighetsindikatorene ligner faktisk tømmerrammen av furu eller eik.
• Motstandsdyktig mot alkoholer og etere, men lett utsatt for ødeleggelse når løsningsmidler kommer i kontakt med overflaten av materialet.
• Strekkfastheten er minst 20 MPa.

Som det fremgår av ovennevnte, er ekspandert polystyren et effektivt verktøy for å løse mange problemer: fra å bruke noen av dens varianter som emballasje til å gi varme og vanntetting av bygningsfasader. I tillegg brukes materialet til andre formål i konstruksjonen, som vil bli diskutert nedenfor.

Søknadsområde

Ekspandert polystyren i konstruksjonen brukes primært til å isolere følgende elementer:

• vannrør,
• tak,
• etasjer,
• dør- og vindusbakker,
• vegger.

For eksempel er forbruket av ekspandert polystyren for rørisolasjon økonomisk forsvarlig og hensiktsmessig på grunn av dets evner. Videre brukes for disse formål støpt polystyrenskum, som gir enkel tilgang til det i tilfelle skade på røret ved å fjerne den ønskede delen av beskyttelsesbelegget.

Ekspandert polystyren brukes aktivt i konstruksjonen av transportveier. Det reduserer effekten av loddrett belastning på gulvet under bygningskonstruksjon. Utbredt i produksjonen av SIP-paneler.

Anvendelsesområdet for ekspandert polystyren, hvis egenskaper, i kombinasjon med en lav pris, gjør det ekstremt attraktivt for bruk i enhver industri, er praktisk talt ubegrenset. Det eneste som bør tas i betraktning er at materialet har lav tetthet, derfor er det utsatt for mekanisk skade.

Ulemper med utvidet polystyren: en oversikt over mytene

I tillegg til buketten med fordeler, er det også ulemper. Videre er et stort antall forskjellige myter forbundet med ekspandert polystyren, som må vurderes nærmere:

• Mange produsenter hevder at ekstrudert ekspandert polystyrenskum er betydelig bedre enn andre varianter, som bevis på at de ofte avslører en tabell over komparative egenskaper for denne sorten sammenlignet med vanlig skum. Ikke desto mindre er forskjellen i varmeledningsevne mellom ekstrudert og ekstrudert polystyrenskum praktisk talt ikke merkbar og utgjør 0,002 enheter, samtidig som kostnadene for ekstruderingsplater for isolering på grunn av reklame er høyere.
• Maksimal tetthet av ekspandert polystyren gir samme høye ytelse når det er isolert. Ifølge eksperter har en slik uttalelse noen avvik med virkeligheten, siden jo nærmere molekylene fester seg til hverandre, desto høyere blir varmeledningsevnen og det er lettere for kulde å trenge inn i rommet. En vei ut av denne situasjonen vil være bruken av ekspanderte polystyrenplater med lav tetthet, som må dekkes med et forsterkningsnett og et beskyttende grunnlag for å øke deres mekaniske styrke.

• Brannsikkert polystyrenskum er absolutt ikke brennbart og ufarlig for menneskekroppen. Alt byggemateriale, når det utsettes for åpen ild, vil ha forbrenningsegenskaper, mer eller mindre. Imidlertid er den spontane forbrenningstemperaturen for ekspandert polystyren høyere enn for tre, og i tillegg avgir den betydelig mindre termisk energi under forbrenningen. Det er viktig å huske at brannsikre varianter, til tross for det høye navnet, på ingen måte er i stand til å stoppe flammen, bare for å redusere effekten. Karbondioksid, som brukes i produksjonen, vil bli en alvorlig ulempe med en brannsikker kvalitet sammenlignet med den vanlige.Som et resultat, når materialet flyter tilbake, vil materialet begynne å avgi en betydelig stor mengde skadelige stoffer. Noen selgere snakker om brennbarhet basert på demonstrativ erfaring: når basen med en plate av isolasjon festet på den begynner å varme opp fra baksiden. Når det utsettes for høye temperaturer, begynner polystyrenskum å smelte og deformere, mens det ikke er brann. Så lenge flammen blir utsatt for den, vil materialet imidlertid fortsette å brenne.
• Brannhemmere tilsatt polystyrenskum for sin brannmotstand er "i alle fall ren gift." Nok en kontroversiell uttalelse. Et brannhemmende middel er en komponent som inneholder stoffer i strukturen som bremser forbrenningsprosessen. De har forskjellige sammensetninger og inneholder forskjellige komponenter, alt fra formaldehyder, som er veldig farlige for mennesker, til magnesiumsalter, som er ganske miljøvennlige og trygge. Nylig har løsninger basert på uorganiske salter blitt brukt i økende grad, slik at de ikke er i stand til å skade helsen. Brannhemmere brukes ofte til impregnering og påføring av et beskyttende lag på tre for å øke brannmotstanden.
• Installasjon av isolasjonsmaterialer av polystyrenskum kan ikke gi varme. Oppgaven med isolasjonen er faktisk ikke å bringe varme, men å holde den innendørs. Grovt sett vil bruken av isolasjonsplater redusere varmeutslipp utenfor lokalet betydelig, og du trenger ikke å varme opp gaten for egen regning.
• "Ekspandert polystyren er helsefarlig." Moderne produksjon lar deg lage materiale fra miljøvennlige komponenter, så det er ingen trussel mot helsen. Videre snakker den utbredte bruken av produkter for lagring av halvfabrikata og bruk i hverdagen, bare om materialets sikkerhet.

Oftere oppstår det problemer når du vil kjøpe utvidet polystyren av billigere og lavere kvalitetssorter. Isolasjonsplater laget av et slikt materiale har virkelig mindre styrke og er i stand til å begynne å deformere selv ved temperaturer over 40 ° C. Hovedregelen når du bruker materialer fra ekspandert polystyren i enhver bransje, er å sikre kvalitet og pålitelighet som du må betale for. Og i løpet av operasjonen vises bare verdighet.

Brannfare av ekspandert polystyren

Brannfare av ubehandlet polystyrenskum

Umodifisert polystyrenskum (brennbarhetsklasse G4) er et brennbart materiale, hvis antenning kan oppstå fra fyrstikkens flamme, en blåselys, fra autogene sveisegnister. Ekspandert polystyren antennes ikke fra en kalsinert jerntråd, en brennende sigarett og fra gnister generert ved punktet av stål [35]. Ekspandert polystyren refererer til syntetiske materialer som er preget av økt brennbarhet. Den er i stand til å lagre energi fra en ekstern varmekilde i overflatelagene, spre ild og iverksette brannintensivering [36].

Flammepunktet for ekspandert polystyren varierer fra 210 ° C til 440 ° C, avhengig av tilsetningsstoffene som brukes av produsentene [37] [38]. Antenningstemperaturen til en spesifikk modifisering av polystyrenskum bestemmes i henhold til sertifiseringsklassen.

Når konvensjonelt ekspandert polystyren (G4 brennbarhetsklasse) antennes, utvikler det seg en temperatur på 1200 ° C på kort tid [35]. Ved bruk av spesielle tilsetningsstoffer (brannhemmende midler) kan forbrenningstemperaturen reduseres i henhold til forbrenningsklassen (G3 brennbarhetsklasse ). Forbrenning av ekspandert polystyren finner sted med dannelse av giftig røyk av varierende grad og intensitet, avhengig av urenheter tilsatt ekspandert polystyren for å redusere generering av røyk. Røykutslipp av giftige stoffer er 36 ganger større i volum enn tre.

Forbrenning av vanlig ekspandert polystyren (G4 brennbarhetsklasse) ledsages av dannelsen av giftige produkter: hydrogencyanid, hydrogenbromid, etc. [39] [40].

Av disse grunner har ikke produkter laget av ubehandlet polystyrenskum (brennbarhetsklasse G4) godkjenningssertifikater for bruk i byggearbeider.

Produsenter bruker ekspandert polystyren modifisert av spesielle tilsetningsstoffer (brannhemmere), takket være at materialet har forskjellige klasser av antenning, brennbarhet og røykgenerering.

Dermed med riktig installasjon, i samsvar med GOST 15588-2014 “Skum polystyren varmeisolerende plater. Tekniske forhold ", ekspandert polystyren utgjør ikke en trussel mot brannsikkerheten til bygninger. "Wet facade" -teknologien (WDVS, EIFS, ETICS), som innebærer bruk av ekspandert polystyren som isolasjon i bygningskonvolutten, er mye brukt i konstruksjonen.

Modifisert polystyrenskum for brannsikkerhet

For å redusere brannfaren for ekspandert polystyren, når den mottas, tilsettes brannhemmere. Det resulterende materialet kalles selvslukkende polystyrenskum (brennbarhetsklasse G3) og er indikert av en rekke russiske produsenter med en ekstra bokstav "C" på slutten (for eksempel PSB-S) [41].

05/01/2009 trådte en ny føderal lov FZ-123 "Tekniske forskrifter om brannsikkerhetskrav" i kraft. Metoden for å bestemme brennbarhetsgruppen for brennbare bygningsmaterialer har endret seg. I artikkel 13 avsnitt 6 dukket det nemlig opp et krav som utelukker dannelsen av smeltedråper i materialer med en gruppe G1-G2 [42]

Med tanke på at smeltepunktet til polystyren er ca 220 ° C, blir alle varmeovner basert på denne polymeren (inkludert ekstrudert polystyrenskum) fra 01.05.2009 klassifisert med en antennelsesgruppe som ikke er høyere enn G3.

Før ikrafttredelsen av føderal lov 123 ble brennbarhetsgruppen av karakterer med tilsetning av flammehemmere karakterisert som G1.

En reduksjon i brennbarheten av ekspandert polystyren oppnås i de fleste tilfeller ved å erstatte den brennbare gassen for å "blåse opp" granulatene med karbondioksid [43].

Typer ekspandert polystyren

Spredning av PPP var et svar på en forespørsel om isolasjon som effektivt kan beholde varmen i bygninger konstruert av tradisjonelle byggematerialer. I store byer brukes enorme mengder penger på oppvarming av bygninger om vinteren. Og utslipp fra termiske kraftverk fører til en betydelig forverring av miljøsituasjonen.

Blant mange områder har en av de mest vellykkede vært bruken av polystyrenskum oppnådd ved skumdannelse av polystyren ved bearbeiding i nærvær av høye temperaturer.

Det endelige materialet er i form av granuler, hvis diameter varierer fra 2 til 8 mm, som sintres sammen når de utsettes for dampsjokk.

Som et resultat ble det lært et materiale som bare mineralull kan sammenligne med når det gjelder varmeisolasjonsegenskaper. Det er interessant å sammenligne PPP med andre materialer.

Et ark 10 cm tykt kan erstatte:

• 400 cm tung betong;
• 150 cm murstein;
• 100 cm ekspandert leirbetong;
• 60 cm luftbetong;
• 40 cm furutre.

På grunn av tilstedeværelsen av lukkede porer i materialets struktur, gjenspeiler den perfekt lyd, derfor brukes den ofte som lydisolasjon.

Avhengig av produksjonsteknologien er ekspandert polystyren delt:

• på pressfritt ekspandert polystyren (PSB);
• presset ekspandert polystyren (PS);
• ekstrudert polystyrenskum (EPS).

Disse typene har noen forskjeller ikke bare i teknologi, men også i egenskaper. Derfor er deres bruksområder forskjellige.

Notater (rediger)

1. Kabanov V.A. og andre.
   vol. 2 L - Polynosefibre // Encyclopedia of Polymers. - M.: Soviet Encyclopedia, 1974. - 1032 s. - 35 000 eksemplarer.
2. Fransk patent nr. 668142 (Chem. Abs. 24, 1477, 1930).
3. Tysk patent nr. 644102 (Chem. Abs, 31, 5483, 1937)
4. Berlin A. An. Grunnleggende om produksjon av gassfylt plast og elastomerer. - M.: Goskhimizdat, 1956.
5. Chukhlanov V. Yu., Panov Yu. T., Sinyavin A. V., Ermolaeva E. V. Gassfylte plast. Opplæringen. - Vladimir: Vladimir State University Publishing House, 2007.
6. Kerzhkovskaya EM Egenskaper og påføring av PS-B skum.- L: LDNTP, 1960.
7. Andrianov R.A. Nye karakterer av ekspandert polystyren. Byggevareindustri i Moskva. - Utgave nr. 11. - M.: Glavmospromstroimaterialy, 1962.
8. Forbundsrepublikken Tyskland patent nr. 92606 datert 04/07/1955.
9. Diskusjon og mulig handling angående et forbud mot bruk av utvidet polystyren (EPS) matbeholdere (studieemne) // 18. desember 2012.
10. POLITISKE VERKTØY FOR Å REDUSERE VIRKNINGEN AV ENKELT BRUK, UTSLIPPPOSER OG EPS-MATPAKKNING // Sluttrapport 2. juni 2008
11. Nguyen L. En vurdering av politikk for forbud mot polystyrenmatvarer. San Jose State University 10.01 / 2012
12. S8619 Forbyder matforetak å bruke beholdere med utvidet polystyrenskum, engangsemballasje fra 1/1/15.
13. GOST 15588-2014 “Skum polystyren varmeisolerende plater. Tekniske forhold ". Ikrafttredelse 01.07.2015
14. GOST R 53786-2010 “Komposittfasadesystemer med termisk isolasjon med utvendige gipslag. Begreper og definisjoner"
15. GOST R 53785-2010 “Komposittfasadesystemer med termisk isolasjon med utvendige gipslag. Klassifisering"
16. BREV fra den russiske føderasjonens statlige byggekomité N 9-18 / 294, GUGPS fra den russiske føderasjonens innenriksdepartement N 20 / 2.2 / 1756 datert 06/18/1999 "PÅ ISOLERING AV DE YTRE VEGGENE AV BYGNINGER"
17. Brev fra FGBU VNIIPO EMERCOM of Russia datert 07.08.2014 nr. 3550-13-2-02
18. FEDERAL LOV TEKNISKE FORSKRIFTER OM BRANNSIKKERHETSKRAV datert 22.07.2008 nr. 123-FZ
19. Bjorvika
20. Styrofoam designermøbler - konstruktive og rimelige
21. Styrofoam-roboter
22. Pavlov V.A. Utvidet polystyren. - M.: "Kjemi", 1973.
23. Khrenov A.E.Migrasjon av skadelige urenheter fra polymere materialer under bygging av underjordiske strukturer og legging av kommunikasjon. 7. - 2005.
24. Egorova EI, Koptenarmusov VB Fundamentals of polystyrene plast technology. - St. Petersburg: Himizdat, 2005.
25. Tabell over tetthet, varmeledningsevne og damppermeabilitet av forskjellige materialer
26. Tabell over tetthet, varmeledningsevne og damppermeabilitet av forskjellige materialer: Reparasjon og innredning av en leilighet, husbygging - mine svar på spørsmål
27. Semenov SA Destruksjon og beskyttelse av polymere materialer under drift under påvirkning av mikroorganismer // Avhandling for graden doktor i teknisk vitenskap, Russian Academy of Sciences Institute of Chemical Physics. N.N.Semenova. - M., 2001.
28. Atiq N. Biologisk nedbrytbarhet av syntetisk plast polystyren og isopor av soppisolater // Institutt for mikrobiologi Quaid-i-Azam University, Islamabad, 2011.
29. Naima Atiq T., Ahmed S., Ali M., Andleeb S., Ahmad B., Geoffery R. Isolasjon og identifikasjon av polystyren biologisk nedbrytbare bakterier fra jord. / African Journal of Microbiology Research Vol. 4 (14), s. 1537-1541, 18. juli 2010.
30. Richardson N. Beurteilung von mikrobiell befallenen Materialien aus der Trittschalldämmung // AGÖF Kongress Reader september 2010.
31. Hed G. Levetidsestimeringer av bygningsdeler. München: Hanser. Rapport TR28: 1999. Gävle, Sverige: Royal Institute of Technology, Center for Built Environment, Stockholm, 1999. - S. 46.
32. Testrapport nr. 225 datert 25.12.2001. NIISF RAASN. Testlaboratorium for termofysiske og akustiske målinger)
33. ↑ 12
    Ekspandert polystyren - Egenskaper. 4108.ru. Hentet 10. april 2016.
34. Emmanuel NM, Buchachenko AL Kjemisk fysikk av aldring og stabilisering av polymerer. - M.: Nauka, 1982.
35. ↑ 12
    OCT 301-05-202-92E “Utvidbart polystyren. Tekniske forhold. Industristandard "
36. Guyumdzhyan P.P., Kokanin S.V., Piskunov A.A. På brannfare av polystyrenskum for konstruksjonsformål // Pozharovzryvoopasnost. - T. 20, nr. 8. - 2011.
37. Protokoll nr. 255 datert 28.08.2007 for identifikasjonskontroll av ekspandert polystyrenmateriale PSB-S 25 FGU VNIIPO EMERCOM of Russia
38. Kodolov V.I. brennbarhet og brannmotstand av polymere materialer. M., Kjemi, 1976.
39. Toksisitet til forbrenningsprodukter av syntetiske polymerer. Undersøkelsesinformasjon. Serie: Polymerisert plast. - NIITEKHIM, 1978.
40. Toksisitet for flyktige produkter fra termisk eksponering for plast under prosessering. Serie: Polymerisert plast. - NIITEKHIM, 1978.
41. Evtumyan A.S., Molchadovsky OI Brannfare av varmeisolerende materialer fra ekspandert polystyren. Brannsikkerhet. - 2006. - Nr. 6.
42. Føderal lov av 22.07.2008 N 123-FZ (som endret 03.07.2016) "Tekniske forskrifter om brannsikkerhetskrav" (russisk) // Wikipedia. - 2017-03-12.
43. Grunnleggende krav til brannsikkerhet - Termiske isolasjonssystemer