Expandovaný polystyren: pěnový a extrudovaný

Expandovaný polystyren Suspenze Pressless Self-hasicí (PSB-S) na řezu (EPS)

Struktura expandovaného polystyrenu při vysokém zvětšení
Pénopolistirole

je materiál plněný plynem získávaný z polystyrenu a jeho derivátů a také ze styrenových kopolymerů. Expandovaný polystyren je rozšířený typ polystyrenu, který se obvykle nazývá v každodenním životě. Obvyklá technologie výroby expandovaného polystyrenu je spojena s počátečním plněním styrenových granulí plynem, který je rozpuštěn v polymerní hmotě. Následně se hmota zahřívá párou. V tomto procesu dochází k vícenásobnému zvýšení objemu původních granulí, dokud nezabírají celý tvar bloku a nejsou slinovány dohromady. V tradičním expandovaném polystyrenu se k plnění granulí používá zemní plyn, který je snadno rozpustný ve styrenu, v protipožárních verzích expandovaného polystyrenu se granule plní oxidem uhličitým [1]. Existuje také technologie pro získání vakuově expandovaného polystyrenu, který neobsahuje žádný z plynů.

Obsah

• 1 Historie výroby expandovaného polystyrenu
• 2 Složení expandovaného polystyrenu
• 3 Způsoby získání
• 4 Vlastnosti expandovaného polystyrenu
• 5 Hlavní typy vyráběné polystyrenové pěny
• 6 Aplikace
• 7 Vlastnosti expandovaného polystyrenu 7.1 Absorpce vody
• 7.2 Propustnost par
• 7.3 Biologická stabilita
• 7.4 Trvanlivost
• 7.5 Odolnost vůči rozpouštědlům

Historie výroby expandovaného polystyrenu

První expandovaný polystyren byl vyroben ve Francii v roce 1928 [2]. Průmyslová výroba expandovaného polystyrenu začala ve 37. letech 19. století. [upřesnit

] v Německu [3]. V SSSR byla výroba expandovaného polystyrenu (stupeň PS-1) zvládnuta v roce 1939 [4], stupně PS-2 a PS-4 - v roce 1946 [5], stupeň PSB - v roce 1958 [6] V roce 1961 SSSR zvládl technologii výroby samozhášecího expandovaného polystyrenu (PSB-S) [7]. Pro stavební účely se začal expandovaný polystyren PSB vyrábět v roce 1959 v závodě Stroyplastmass v Mytišči.

Složení expandovaného polystyrenu

K získání expandovaného polystyrenu se nejčastěji používá polystyren. Dalšími surovinami jsou polymonochlorostyren, polydichlorostyren a kopolymery styrenu s dalšími monomery: akrylonitril a butadien. Jako nadouvadla se používají nízkovroucí uhlovodíky (pentan, isopentan, petrolether, dichlormethan) nebo nadouvadla (diaminobenzen, dusičnan amonný, azobisisobutyronitril). Složení desek z expandovaného polystyrenu navíc zahrnuje retardéry hoření (třída hořlavosti G1), barviva, změkčovadla a různá plniva.

Metody získávání

Značná část získané polystyrenové pěny se vyrábí napěněním materiálu výpary nízkovroucích kapalin. K tomu se používá proces suspenzní polymerace v přítomnosti kapaliny, která se může rozpustit v původním styrenu a je nerozpustná v polystyrenu, například pentanu, isopentanu a jejich směsích. V tomto případě se tvoří granule, ve kterých je nízkovroucí kapalina rovnoměrně distribuována v polystyrenu. Dále jsou tyto granule vystaveny zahřívání párou, vodou nebo vzduchem, v důsledku čehož se jejich velikost významně zvětší - 10 až 30krát. Výsledné sypké granule se slinují se současným formováním produktů.

Vlastnosti expandovaného polystyrenu

Vysoce kvalitní expandovaný polystyren: materiál s rovnoměrně rozmístěnými granulemi stejné velikosti

Nízko kvalitní expandovaný polystyren typu PSB: dojde k prasknutí podél kontaktní zóny kuliček různých velikostí
Expandovaný polystyren, který byl získán napěněním nízkovroucí kapaliny, je materiál sestávající z jemnozrnných granulí slinutých dohromady. Uvnitř expandovaných polystyrenových granulí jsou mikropóry a mezery mezi granulemi. Mechanické vlastnosti materiálu jsou dány jeho zdánlivou hustotou: čím vyšší je, tím větší je pevnost a nižší absorpce vody, hygroskopičnost, propustnost pro páry a vzduch.

Extrudovaná polystyrenová pěna

Oficiálně uznávaná verze je, že tento typ izolace vynalezli odborníci v USA v sedmdesátých letech. Zároveň je známo, že dlouho předtím byl v Sovětském svazu takový materiál používán pro potřeby ekonomických činností. Jedním příkladem aplikace v SSSR jsou bóje, které označují vodní hranici. Dejme tedy Američanům XPS přednost při používání tohoto materiálu ve stavebnictví. Extrudovaná polystyrenová pěna je jedinečný materiál s vysokou pevností a absolutní vodotěsností, díky čemuž je nepostradatelný pro izolaci základů, bazénů a jiných konstrukcí pracujících ve vlhkém prostředí. Faktory omezující použití EPS jsou hořlavost této izolace a její paropropustnost.

Hlavní typy vyráběné polystyrénové pěny

• Beztlakový expandovaný polystyren
  : EPS (expandovaný polystyren); PSB (suspenze netlačená expandovaná polystyrenová pěna); PSB-S (suspenze z expandovaného polystyrenu, bez tlaku, samozhášivá). Vynalezl BASF v roce 1951
• Extrudovaná polystyrenová pěna
  : XPS (extrudovaný polystyren); Extrol, Penoplex, Styreks, Technoplex, TechnoNIKOL, URSA XPS
• Extrudovaná polystyrenová pěna
  : různé zahraniční značky; PS-1; PS-4
• Autoklávová polystyrenová pěna
  : Polystyren (Dow Chemical)
• Autoklávová extrudovaná polystyrenová pěna
  [8]

Základní typy

• Bez tlaku - nejběžnější typ, levný, křehčí. Posedlosti vysoká absorpce vody... Skládá se z mnoha granulí heterogenní struktury. Polystyrenové granule se vysuší, napění, znovu vysuší a zahřeje. Tato kompozice se používá k vyplnění formy, která při ochlazování zhustne.
• lis - odolná a hustá izolace, dražší. Má nízký koeficient přenosu tepla díky hermeticky uzavřeným granulím. Zajišťuje následné lisování pěny směsi plynem.
• Extrudovaný - má homogenní konzistenci malých a téměř úplně uzavřených buněk. Vyrobeno v souladu s GOST vytlačováním - když polystyrénové kuličky se roztaví a získá se homogenní složení, který se nalije do formy pro chlazení. Tato metoda umožňuje, aby byl materiál odolný proti pronikání vody, hustý, odolný vůči mechanickému namáhání, čímž se zvyšuje životnost.

S přídavkem retardérů hoření, extrudovaná polystyrenová pěna lze vyrobit protipožární.

• Vytlačování získaný zpracováním konečné hmotnosti polymeru. Při výrobě se používá extrudér, proto se poslední dva typy nazývají stejný materiál.

Doporučujeme: Hlavní typy a vlastnosti monolitického polykarbonátu. Kde je materiál použit a jak jej sami rozřezat?

Existuje autokláv a polystyrenová pěna s autoklávovou extrudací, kde se pěnění a sušení materiálu provádí pomocí autoklávu. Vyrábí se v zahraničí, kvůli vysoké ceně se používá velmi zřídka.

aplikace

Expandovaný polystyren se nejčastěji používá jako tepelně izolační a konstrukční materiál. Rozsahy jeho použití: konstrukce, přeprava a stavba lodí, konstrukce letadel. Poměrně velké množství expandovaného polystyrenu se používá jako obalový a elektrický izolační materiál.

• Ve vojenském průmyslu - jako ohřívač; v systémech individuální ochrany vojenského personálu; jako tlumič v přilbách.
• Při výrobě chladniček pro domácnost jako tepelného izolátoru (v SSSR se jedná o sériově vyráběné chladničky „Yarna-3“, „Yarna-4“, „Vizma“, „Smolensk“ a „Aragats-71“) až do začátku 60. let , když byl expandovaný polystyren vytlačen polyuretanovou pěnou.
• Při výrobě obalů a jednorázových izotermických obalů na mražené výrobky [9] [10] [11] [12]
• Při stavbě budov - použití expandovaného polystyrenu v Rusku ve stavebnictví je regulováno státními normami [13] [14] [15] a je omezeno na použití obvodového pláště budovy jako střední vrstvy. Expandovaný polystyren je široce používán pro izolaci fasád (třída hořlavosti G1). Potenciálně vysoké nebezpečí požáru tohoto materiálu vyžaduje povinné předběžné zkoušky v plném rozsahu [16]. V srpnu 2014 ruský FGBU VNIIPO EMERCOM uvedl [17], že použití SFTK („Systémy fasádně tepelně izolačního kompozitu“) jako ohřívače (tepelné izolace) hlavní roviny fasády z kachlové polystyrénové pěny (pouze ty značky, které jsou uvedeny v TS), což není materiál pro dokončení nebo obložení vnějších povrchů vnějších stěn budov a konstrukcí, což je v rozporu s požadavky článku 87, části 11 federálního zákona č. 123-FZ [ 18] a odstavec 5.2.3 SP 2.13130.2012. V červenci 2020 proběhla moderní GOST 15588-2014 „Pěnové polystyrenové tepelně izolační desky. Technické podmínky “, označující povinnou přítomnost přísad zpomalujících hoření v materiálu, zajišťujících požární bezpečnost (samozhášivost, neschopnost udržovat nezávislé spalování) desek z expandovaného polystyrenu během skladování a instalace.
• Od 70. let. expandovaný polystyren se používá při stavbě silnic, stavbě umělých reliéfů a násypů, pokládání dopravních cest v oblastech se slabou půdou, při ochraně silnic před zamrzáním, ke snížení svislého zatížení konstrukce a v řadě dalších případech. Expandovaný polystyren se nejaktivněji používá při stavbě silnic v USA, Japonsku, Finsku a Norsku [19]. Požadavky a normy GOST pro tento výrobek se v těchto zemích radikálně liší od ruských zemí a zemí SNS.
• Slouží jako materiál pro výrobu hraček, designového nábytku a interiérových předmětů [20]. Slouží také jako materiál pro tvorbu předmětů moderního dekorativního a užitého umění a konceptuálního umění [21].

Extrudovaná polystyrenová pěna: návod k použití

Pěnoplast třídy PSB-S může být díky své vyšší paropropustnosti ve srovnání s OOP použit pro tepelnou izolaci zevnitř areálu. Extrudovaný polystyren se obvykle používá pro vnější izolaci nebo jako střední vrstva v sendvičových panelech. Pro izolaci stěny zvenčí se používají desky o tloušťce 80-100 mm. Často se používají plechy o tloušťce 30-40 mm, uložené ve dvou vrstvách.

Jak správně izolovat stěnu expandovaným polystyrenem:

• Demontáž práce. Před připevněním extrudované polystyrenové pěny nebo pěny ke stěně demontujte detaily drenážního systému, dekorativní prvky, očistěte a napenetrujte povrch stěny.
• Lepení listů na zeď. Jak správně lepit polystyrenovou pěnu na zeď: lepicí směs se nanáší na konstrukci stěny a celou plochu izolačního plechu. Zvláště hojně se nanáší na okraje a střed listu. List je přilepen ke zdi. Panel je upevněn hmoždinkami, které musí vstupovat do materiálu stěny nejméně o 50 mm. Hmoždinky jsou umístěny ve středu panelu a ve spojích.
• Těsnění trhlin. Pokud jsou mezery menší než 20 mm, pak se vyfouknou polyuretanovou pěnou, pokud je více, pak se utěsní kousky izolace a poté se napění. Přebytečná pěna se odřízne, čepice deštníků se otírají tmelem.

Při izolaci fasády extrudovaným polystyrenem není nutná hydroizolace. Stěny suterénu a základ s vysokým umístěním podzemní vody vyžadují hydroizolační opatření.

Vlastnosti expandovaného polystyrenu

Absorbce vody

Kolonie bakterií na Eps
Expandovaný polystyren je schopen absorbovat vodu v přímém kontaktu [22].Pronikání vody přímo do plastu je menší než 0,25 mm za rok [23], absorpce vody z polystyrenové pěny proto závisí na jejích strukturních vlastnostech, hustotě, technologii výroby a době trvání nasycení vodou. Absorpce vody z extrudované polystyrenové pěny ani po 10 dnech ve vodě nepřesahuje 0,4% (objemově), což ji činí široce používanou jako ohřívač pro podzemní a zakopané konstrukce (silnice, základy) [24].

Propustnost par

Expandovaný polystyren je materiál s nízkou paropropustností [25] [26].

Funkce propustnosti par pro expandovaný polystyren spočívá v tom, že nezávisí na stupni pěnění a hustotě expandovaného polystyrenu a vždy se rovná 0,05 mg / (m * h * Pa) [zdroj nespecifikováno 1930 dnů

], což neodpovídá paropropustnosti dřevěného rámu z borovice, smrku nebo dubu nebo minerální vlny (0,55 mg / (m * h * Pa)).

Biologická odolnost

Navzdory skutečnosti, že expandovaný polystyren není náchylný k působení hub, mikroorganismů a mechů, je v některých případech schopen vytvářet na svém povrchu své kolonie [27] [28] [29] [30].

Hmyz se může usadit v expandovaném polystyrenu, vybavit hnízda ptáků a hlodavců. Problém poškození struktur polystyrénové pěny hlodavci byl předmětem mnoha studií. Na základě výsledků testů pěnového polystyrenu prováděných na potkanech šedých, myších domácích a myších hraboších bylo stanoveno toto:

1. Expandovaný polystyren, jako materiál sestávající z uhlovodíků, neobsahuje živiny a není živnou půdou pro hlodavce (a jiné živé organismy).
2. Za povinných podmínek působí hlodavci na vytlačování a granulovanou polystyrenovou pěnu i na jakýkoli jiný materiál v případech, kdy je překážkou (překážkou) v přístupu k potravě a vodě nebo k uspokojení jiných fyziologických potřeb zvířete.
3. V podmínkách svobodné volby ovlivňují hlodavci expandovaný polystyren v menší míře než za nucených podmínek, a to pouze v případě, že potřebují podestýlku nebo je nutné brousit řezáky.
4. Pokud existuje výběr materiálu pro hnízdění (pytlovina, papír), přiláká expandovaný polystyren hlodavce v poslední zatáčce.

Výsledky experimentů na potkanech a myších také ukázaly závislost na modifikaci expandovaného polystyrenu, zejména extrudovaný expandovaný polystyren je hlodavci v menší míře poškozen.

Trvanlivost

Jedním ze způsobů, jak určit trvanlivost polystyrenové pěny, je střídání zahřívání na +40 ° C, ochlazování na -40 ° C a zadržování ve vodě. Předpokládá se, že každý takový cyklus se rovná 1 podmíněnému roku provozu. Tvrdí se, že trvanlivost výrobků z expandovaného polystyrenu podle této zkušební metody je nejméně 60 let [31], 80 let [32].

Odolný vůči rozpouštědlům

Expandovaný polystyren není příliš odolný vůči rozpouštědlům. Snadno se rozpouští v původním styrenu, aromatických uhlovodících (benzen, toluen, xylen), chlorovaných uhlovodících (1,2-dichlorethan, tetrachlormethan), esterech, acetonu a sirouhlíku. Zároveň je nerozpustný v alkoholech, alifatických uhlovodících a etherech.

Vlastnosti a vlastnosti izolace

Tepelná vodivost

Deska z expandovaného polystyrenu o tloušťce 10 cm a cihlová zeď více než 1 m stejné tepelně vodivé vlastnosti.
Vzduch uvnitř bublin je hermeticky uzavřen, takže materiál dokonale udržuje teplo.

Součinitel tepelné vodivosti se pohybuje v rozmezí 0,028 - 0,034 W / mK, což je mnohem nižší než součinitel cihel nebo betonu.

Propustnost par a absorpce vlhkosti

Index propustnosti par expandované polystyrenové pěny je od 0,019 do 0,015 kg na metr-hodinu-Pascal, na rozdíl od extrudovaného produktu s nulovým indexem.

Požadovaná tloušťka a tvar je uveden pomocí řezání pěny na desky požadované velikosti... Pára proudí granulemi do buněk.

Poznámka

Extrudovaná polystyrenová pěna se neřezává, protože hotové desky vycházejí z dopravníku určité tloušťky a jsou již hladké. Výsledkem je, že pára nemůže pronikat materiálem.

Když je nestlačený produkt ponořen do vody, absorbují se až 4% kapaliny. Hustá extrudovaná polystyrenová pěna zůstane téměř suchá a absorbuje pouze 0,4%.

Stojí za zmínku, že izolace nebude poškozena při kontaktu s kapalinami.

Síla

Materiál je odolný, vydrží teplotu od -40 do + 40 ° C až 60 cyklů (klimatické roky). Statická pevnost v ohybu extrudovaného materiálu je lepší než v případě pěnového materiálu.

Absorpce zvuku

3 cm vrstva izolačního materiálu sníží hladinu pronikání hluku o 25 decibelů, což zajišťuje dobrou zvukovou izolaci. Relevantní pro obyvatele bytů.

Ale hluk úplně nezbaví, ale pouze tlumí v přítomnosti silné vrstvy izolace. Hluk přenášený vzduchem nebude vládnout.

Biologická odolnost

Polystyrenová pěna není citlivá na tvorbu biologické aktivity, a proto se nestane živnou půdou pro plísně a houby.
Toto je vědecky prokázaný fakt.

Může však být poškozen hlodavci a hmyzem. Procházejí materiálem při hledání tepla a jídla.

Doporučujeme: Co je to lehký beton, jeho druhy a složení. Tepelná vodivost a další vlastnosti

Zničení expandovaného polystyrenu

Zničení při vysoké teplotě

Vysokoteplotní fáze destrukce expandovaného polystyrenu byla dobře a důkladně studována. Začíná to při teplotě +160 ° C. Když teplota stoupne na +200 ° C, začíná fáze tepelné oxidační destrukce. Při teplotě nad +260 ° C převládají procesy tepelné destrukce a depolymerace. Vzhledem k tomu, že polymerační teplo polystyrenu a poly - "" α "" - methylstyrenu je jedním z nejnižších ze všech polymerů, v procesech jejich destrukce převládá depolymerace na počáteční monomer, styren [33].

Modifikovaná polystyrenová pěna se speciálními přísadami se liší stupněm destrukce za vysokých teplot podle certifikační třídy. Modifikovaná polystyrenová pěna, certifikovaná podle třídy G1, se při vystavení vysokým teplotám nerozkládá o více než 65%. Třídy modifikované polystyrenové pěny jsou uvedeny v tabulce v části o požární odolnosti.

Zničení při nízké teplotě

Pěnový polystyren, stejně jako některé jiné uhlovodíky, je schopen samooxidace na vzduchu za vzniku peroxidů. Reakce je doprovázena depolymerizací. Reakční rychlost je určena difúzí molekul kyslíku. Díky výrazně vyvinutému povrchu expandovaného polystyrenu oxiduje rychleji než polystyren v bloku [34]. U polystyrenu ve formě hustých produktů je regulačním začátkem destrukce teplotní faktor. Při nižších teplotách je jeho destrukce teoreticky možná v souladu se zákony termodynamiky polymeračních procesů, ale vzhledem k extrémně nízké propustnosti polystyrenu pro plyn se parciální tlak monomeru může měnit pouze na vnějším povrchu produktu. Proto při teplotě nižší než Tpred = 310 ° C dochází k depolymeraci polystyrenu pouze z povrchu produktu a lze ji z praktických důvodů zanedbávat.

Doktor chemie, profesor Katedry zpracování plastů Ruské univerzity chemických technologií pojmenované po V.I. Mendeleeva L.M. Kerber o separaci styrenu od moderního expandovaného polystyrenu:

"Za normálních provozních podmínek styren nikdy neoxiduje." Oxiduje při mnohem vyšších teplotách. Depolymerizace styrenu může skutečně probíhat při teplotách nad 320 stupňů, ale není možné vážně hovořit o uvolňování styrenu během provozu expandovaných polystyrenových bloků v teplotním rozmezí od minus 40 do plus 7 ° C.Ve vědecké literatuře existují důkazy, že k oxidaci styrenu při teplotách do +11 ° C prakticky nedochází. “

Odborníci také tvrdí, že pokles rázové houževnatosti materiálu při 65 ° C nebyl pozorován po dobu 5 000 hodin a pokles nárazové pevnosti při 20 ° C nebyl pozorován po dobu 10 let.

Toxickou povahu styrenu a schopnost expandovaného polystyrenu uvolňovat styren považují evropští odborníci za neprokázanou. Odborníci ve stavebním i chemickém průmyslu buď popírají samotnou možnost oxidace expandovaného polystyrenu za normálních podmínek, nebo poukazují na absenci precedentů nebo poukazují na nedostatek informací o této problematice.

Samotné nebezpečí styrenu je navíc zpočátku často přehnané. Podle rozsáhlých vědeckých studií provedených v roce 2010 v souvislosti s přijetím povinného postupu pro opětovnou registraci chemických látek v Evropské agentuře pro chemické látky v souladu s nařízením REACH byly učiněny následující závěry:

• mutagenita - žádný základ pro klasifikaci;
• karcinogenita - žádný základ pro klasifikaci;
• reprodukční toxicita - žádný základ pro klasifikaci.

A co víc, mějte na paměti, že styren se přirozeně nachází v kávě, skořici, jahodách a sýrech.

Nejsou tedy potvrzeny hlavní obavy spojené se zvláštní toxicitou styrenu, který se údajně uvolňuje při použití expandovaného polystyrenu [33].

Ohřívače

106 hlasů

+

Hlas pro!

—

Proti!

Expandovaný polystyren je poměrně zajímavý materiál. Způsob výroby byl patentován již v roce 1928 a od té doby byl mnohokrát modernizován. Hlavní výhodou je nízká tepelná vodivost a teprve poté v nízké hmotnosti. Expandovaný polystyren je široce používán v různých průmyslových odvětvích a stavebnictví a každý člověk, tak či onak, narazil na výrobky z něj v každodenním životě. Navíc, expandovaný polystyren, jehož cena produktů je na nízké úrovni, bude dobrou volbou, pokud chcete izolovat svůj domov.

Obsah

1. Co je to expandovaný polystyren a v čem se liší od polystyrenu?
2. Expandovaný polystyren, vlastnosti a vlastnosti
3. Oblast použití
4. Nevýhody expandovaného polystyrenu: přehled mýtů

Co je to expandovaný polystyren a v čem se liší od polystyrenu?

Expandovaný polystyren se vyrábí přidáním plynu do hmoty polystyrenového polymeru, který při následném zahřátí významně zvětší objem a naplní celou formu. V závislosti na typu materiálu se k vytvoření objemu používá jiný plyn: pro jednoduché variace se zemní plyn a nehořlavé typy expandovaného polystyrenu plní oxidem uhličitým.

Docela často mají amatéři tendenci nazývat polystyrenovou pěnu a polystyren stejným materiálem. To však není tak úplně pravda. Mají společný základ, ale rozdíly a vlastnosti jsou poměrně významné. Pokud se nebudete věnovat dlouhému prostorovému uvažování, pak jsou hlavní charakteristické rysy následující:

• hustota pěny je výrazně nižší, 10 kg na m3, zatímco ukazatele polystyrenové pěny jsou 40 kg na m3,
• expandovaný polystyren neabsorbuje páru a vlhkost,
• vzhled je jiný. Pěna - má vnitřní granule, polystyrenová pěna je homogennější,
• pěnový plast se vyznačuje nižšími náklady, což je patrné při použití jako tepelně izolační materiál pro vnější opláštění stěn budov,
• expandovaný polystyren má nejlepší mechanickou pevnost.

Pěnová pěna se vyrábí z polymerních surovin, které se upravují párou, čímž se významně zvyšuje objem granulí. To však zároveň vede k tomu, že se zvětšují také mikropóry, v důsledku čehož se vazba mezi granulemi zhoršuje a postupně, pod vlivem atmosférických srážek a klimatických podmínek, vede k tomu, že materiál oslabuje. Zhruba řečeno, pokud rozbijete vrstvu polystyrenu na polovinu, vytvoří se velké množství granulí.To není typické pro expandovaný polystyren, protože zpočátku sestává z uzavřených buněk, které zajišťují nepropustnost materiálu pro vlhkost a páry. Na začátku výroby se jeho granule pod vlivem vysokých teplot roztaví a vytvoří jednotnou tekutou hmotu, která je naplněna plynem.

Samotný materiál má také několik odrůd:

• Extrudovaná polystyrenová pěna je prakticky stejný materiál jako netlačená, rozdíl je v použití zařízení, jako je extruder, proto se extrudovaná a extrudovaná polystyrenová pěna často nazývá stejný materiál.
• Vytlačování se také získává zpracováním konečné hmoty polymerního materiálu a je také homogenní hmotou. Odrůda se používá k výrobě jednorázových obalů a nádobí. Zhruba řečeno, masné výrobky v supermarketech jsou baleny v obalech z extrudované polystyrenové pěny.

• Lisovací způsob získávání materiálu je nákladnější, protože zahrnuje následné lisování směsi pěny plynem. V tomto případě získává další sílu.
• Polystyrenová pěna v autoklávu je zmiňována jen zřídka a ve skutečnosti jde o vytlačovací typ, při kterém se pěnění a pečení materiálu provádí pomocí autoklávu.
• Pressless je jednou z nejoblíbenějších odrůd. Vlhkost se nejprve odstraní z polystyrenových granulí sušením, poté se napění při teplotě 80 ° C, poté se znovu vysuší a znovu zahřeje. Výsledná směs se plní do formy, kde se již v době ochlazování samo zhutňuje. Tento typ expandovaného polystyrenu je křehčí, ale vyžaduje pro jeho výrobu poloviční množství isopetanu, což ovlivňuje konečné náklady.

Expandovaný polystyren, vlastnosti a vlastnosti

Expandovaný polystyren je nejednoznačný materiál: někdo povyšuje své vlastnosti na oblohu, někdo naopak pěnu v ústech požaduje okamžitý a úplný zákaz jeho použití na základě „vystavení děl jednoho akademika“. Je pravda, že všudypřítomnost expandovaného polystyrenu a jeho vysoká popularita vedou k závěrům, že tento materiál je opravdu dobrý a má následující výhody:

• Nízká tepelná vodivost umožňuje dosáhnout významného izolačního efektu. Ve skutečnosti může 11 cm expandovaného polystyrenu poskytnout stejnou tepelnou izolaci jako silikátová cihlová zeď o tloušťce více než dva metry. Tepelná vodivost materiálu je 0,027 W / mK, což je výrazně nižší než u betonu nebo cihel,
• Odolnost materiálu proti vlhkosti. I při dlouhodobém vystavení vlhkosti nebude nasákavost vyšší než 6%, takže není třeba se bát deformace struktury expandovaného polystyrenu.
• Expandovaný polystyren je odolný a vydrží až 60 cyklů vystavení teplotám od -40 do + 40 ° C. Každý cyklus představuje odhadovaný klimatický rok.
• Necitlivost na tvorbu biologických médií. Expandovaný polystyren se nestane živnou půdou pro houby a plísně.

• Neškodnost materiálu. Při jeho výrobě se používají netoxické složky, proto se výrobky z expandovaného polystyrenu používají také v potravinářském průmyslu. Například pro skladování potravin.
• Díky své nízké hmotnosti trvá izolace fasád budov expandovaným polystyrenem mnohem méně času a námahy než při použití jiných prostředků.
• Ohnivzdorné druhy materiálu, pokud jsou vystaveny otevřenému plameni, mají sklon k samozhášení a tání, nešíří hoření. Teplota samovznícení expandovaného polystyrenu je + 490 ° C, což je téměř dvakrát vyšší než teplota dřeva. Pokud materiál není vystaven otevřenému zdroji plamene po dobu delší než čtyři sekundy, expandovaný polystyren zhasne. Tepelná energie při spalování materiálu je 7krát menší než u stromu. Expandovaný polystyren proto není schopen podporovat místo požáru.
• Zajištění zvukové izolace. Tato kvalita je obzvláště důležitá pro obyvatele standardních bytů. 3 cm vrstva izolačního materiálu je dostatečná ke snížení pronikání hluku o 25 dB.
• Paropropustnost materiálu je na nízké úrovni 0,05 Mg / m * h * Pa, bez ohledu na stupeň pěnění a hustotu třídy. Ve skutečnosti jsou ukazatele propustnosti par podobné dřevěnému rámu z borovice nebo dubu.
• Odolný vůči alkoholům a etherům, ale snadno se poškodí při kontaktu rozpouštědel s povrchem materiálu.
• Pevnost v tahu je nejméně 20 MPa.

Jak je patrné z výše uvedeného, ​​expandovaný polystyren je účinným nástrojem pro řešení mnoha problémů: od použití některých jeho odrůd jako obalů po zajištění tepla a hydroizolace fasád budov. Kromě toho se materiál používá pro jiné účely ve stavebnictví, které budou popsány níže.

Oblast použití

Pěnový polystyren ve stavebnictví se používá především k izolaci následujících prvků:

• vodovodní potrubí,
• střechy,
• podlahy,
• sklony dveří a oken,
• stěny.

Například spotřeba expandovaného polystyrenu na izolaci potrubí je vzhledem k jeho schopnostem ekonomicky oprávněná a přiměřená. Navíc se pro tyto účely používá tvarovaná bloková polystyrenová pěna, která umožňuje v případě poškození trubky snadný přístup k ní odstraněním požadované části ochranného povlaku.

Expandovaný polystyren se aktivně používá při stavbě dopravních cest. Snižuje účinek svislého zatížení podlahy při stavbě budov. Široká výroba SIP panelů.

Rozsah použití expandovaného polystyrenu, jehož vlastnosti v kombinaci s nízkou cenou ho činí extrémně atraktivním pro použití v jakémkoli průmyslovém odvětví, je prakticky neomezený. Jediná věc, kterou je třeba vzít v úvahu, je, že materiál má nízkou hustotu, a proto je náchylný k mechanickému poškození.

Nevýhody expandovaného polystyrenu: přehled mýtů

Kromě kytice výhod existují i ​​nevýhody. Kromě toho je s expandovaným polystyrenem spojeno velké množství různých mýtů, které je třeba zvážit podrobněji:

• Mnoho výrobců tvrdí, že extrudovaná expandovaná polystyrenová pěna je výrazně lepší než jiné odrůdy, což dokazují často tabulku srovnávacích charakteristik této odrůdy ve srovnání s běžnou pěnou. Rozdíl v tepelné vodivosti mezi extrudovanou a extrudovanou polystyrénovou pěnou však prakticky není patrný a činí 0,002 jednotek, zároveň jsou díky reklamě náklady na vytlačovací desky pro izolaci vyšší.
• Maximální hustota expandovaného polystyrenu poskytuje při izolaci stejně vysoký výkon. Podle odborníků má takové tvrzení určité nesrovnalosti s realitou, protože čím více se molekuly navzájem adherují, tím vyšší je tepelná vodivost a je snazší proniknout chladem do místnosti. Východiskem z této situace bude použití desek z expandovaného polystyrenu s nízkou hustotou, které musí být pokryty výztužnou sítí a ochrannou vrstvou základního nátěru, aby se zvýšila jejich mechanická pevnost.

• Ohnivzdorná polystyrenová pěna je absolutně nehořlavá a pro lidské tělo neškodná. Jakýkoli stavební materiál, pokud je vystaven otevřenému plameni, bude vykazovat víceméně vlastnosti hoření. Teplota samovznícení expandovaného polystyrenu je však vyšší než teplota dřeva a navíc během spalování vydává podstatně méně tepelné energie. Je důležité si uvědomit, že ohnivzdorné odrůdy, navzdory hlasitému jménu, nejsou v žádném případě schopny zastavit plamen, pouze snížit jeho účinek. Oxid uhličitý, který se používá při jeho výrobě, se stane vážnou nevýhodou protipožární třídy ve srovnání s obvyklou.Výsledkem je, že při přetavování začne materiál emitovat významně velké množství škodlivých látek. Někteří prodejci hovoří o nehořlavosti na základě demonstrativních zkušeností: když se základna s deskou izolace na ní připevněnou začne ze zadní strany zahřívat. Při vystavení vysokým teplotám se polystyrenová pěna začne tavit a deformovat, aniž by došlo k požáru. Pokud je však plamen vystaven, materiál bude i nadále hořet.
• Zpomalovače hoření přidávané do polystyrenové pěny kvůli její požární odolnosti jsou „v každém případě čistý jed.“ Další kontroverzní prohlášení. Zpomalovač hoření je složka obsahující látky ve své struktuře, které zpomalují proces spalování. Liší se složením a obsahují různé složky, od formaldehydů, které jsou pro člověka skutečně nebezpečné, až po hořčíkové soli, které jsou celkem šetrné k životnímu prostředí a bezpečné. V poslední době se stále více používají roztoky na bázi anorganických solí, takže nejsou schopné poškodit zdraví. Zpomalovače hoření se často používají k impregnaci a nanášení ochranné vrstvy na dřevo, aby se zvýšila jeho požární odolnost.
• Instalace izolačních materiálů z polystyrenové pěny není schopna zajistit teplo. Úkolem izolace ve skutečnosti není přinést teplo, ale udržet ho uvnitř. Zhruba řečeno, použití tepelně izolačních desek výrazně sníží únik tepla mimo areál, takže nebudete muset vytápět ulici na vlastní náklady.
• „Expandovaný polystyren je zdraví škodlivý.“ Moderní výroba vám umožňuje vytvářet materiál z ekologicky šetrných komponent, takže nehrozí žádné zdraví. Kromě toho široké použití výrobků pro skladování polotovarů a pro použití v každodenním životě hovoří přesně o bezpečnosti materiálu.

Častěji nastávají problémy, když chcete koupit expandovaný polystyren levnějších a méně kvalitních odrůd. Izolační desky z takového materiálu mají opravdu menší pevnost a jsou schopné se začít deformovat i při teplotách nad 40 ° C. Hlavním pravidlem při používání materiálů z expandovaného polystyrenu v jakémkoli odvětví bude zajištění kvality a spolehlivosti, za které musíte platit. A pak se v průběhu operace objeví pouze důstojnost.

Nebezpečí požáru z expandovaného polystyrenu

Nebezpečí požáru neošetřené polystyrenové pěny

Nemodifikovaná polystyrenová pěna (třída hořlavosti G4) je hořlavý materiál, jehož vznícení může nastat plamenem zápalek, hořákem nebo autogenními svařovacími jiskrami. Expandovaný polystyren se nezapaluje z kalcinovaného železného drátu, hořící cigarety a jisker vznikajících v místě oceli [35]. Expandovaný polystyren označuje syntetické materiály, které se vyznačují zvýšenou hořlavostí. Je schopen akumulovat energii z vnějšího zdroje tepla v povrchových vrstvách, šířit oheň a zahájit intenzifikaci požáru [36].

Bod vzplanutí expandovaného polystyrenu se pohybuje v rozmezí od 210 ° C do 440 ° C v závislosti na přísadách používaných výrobci [37] [38]. Teplota vznícení specifické modifikace polystyrenové pěny se stanoví podle certifikační třídy.

Při vznícení konvenčního expandovaného polystyrenu (třída hořlavosti G4) se během krátké doby vyvine teplota 1200 ° C [35]; při použití speciálních přísad (retardéry hoření) lze snížit teplotu spalování podle třídy spalování (třída hořlavosti G3) ). Ke spalování expandovaného polystyrenu dochází za tvorby toxického kouře různého stupně a intenzity, v závislosti na nečistotách přidávaných do expandovaného polystyrenu ke snížení tvorby kouře. Emise kouře toxických látek jsou 36krát větší než u dřeva.

Spalování běžného expandovaného polystyrenu (třída hořlavosti G4) je doprovázeno tvorbou toxických produktů: kyanovodík, bromovodík atd. [39] [40].

Z těchto důvodů výrobky vyrobené z neošetřené polystyrenové pěny (třída hořlavosti G4) nemají osvědčení o schválení pro použití ve stavebnictví.

Výrobci používají expandovaný polystyren modifikovaný speciálními přísadami (retardéry hoření), díky nimž má materiál různé třídy vznícení, hořlavosti a tvorby kouře.

Při správné instalaci tedy podle GOST 15588-2014 „Pěnový polystyren tepelně izolační desky. Technické podmínky “, pěnový polystyren nepředstavuje ohrožení požární bezpečnosti budov. Ve stavebnictví je široce používána technologie „mokré fasády“ (WDVS, EIFS, ETICS), která předpokládá použití expandovaného polystyrenu jako izolace v plášti budovy.

Modifikovaná polystyrenová pěna pro požární bezpečnost

Aby se snížilo nebezpečí požáru expandovaného polystyrenu, jsou do něj přidávány zpomalovače hoření. Výsledný materiál se nazývá samozhášivá polystyrenová pěna (třída hořlavosti G3) a je označen řadou ruských výrobců s přídavným písmenem „C“ na konci (například PSB-S) [41].

5. ledna 2009 vstoupil v platnost nový federální zákon FZ-123 „Technické předpisy o požadavcích na požární bezpečnost“. Metodika stanovení skupiny hořlavosti hořlavých stavebních materiálů se změnila. Konkrétně v článku 13 odst. 6 se objevil požadavek, který vylučuje tvorbu kapek taveniny v materiálech se skupinou G1-G2 [42]

Vzhledem k tomu, že teplota tání polystyrenu je asi 220 ° C, budou všechny ohřívače na bázi tohoto polymeru (včetně extrudované polystyrenové pěny) od 1. 5. 2009 klasifikovány se skupinou hořlavosti ne vyšší než G3.

Před vstupem federálního zákona 123 v platnost byla skupina značek hořlavosti s přídavkem retardérů hoření charakterizována jako G1.

Snížení hořlavosti expandovaného polystyrenu je ve většině případů dosaženo nahrazením hořlavého plynu pro „nafouknutí“ granulí oxidem uhličitým [43].

Druhy expandovaného polystyrenu

Šíření PPP bylo odpovědí na požadavek na izolaci, která může účinně zadržovat teplo v budovách postavených z tradičních stavebních materiálů. Ve velkých městech se v zimě vynakládá obrovské množství peněz na vytápění budov. A emise z tepelných elektráren vedou k významnému zhoršení situace v životním prostředí.

Mezi mnoha oblastmi bylo jedním z nejúspěšnějších použití polystyrenové pěny získané pěněním polystyrenu při zpracování za vysokých teplot.

Konečný materiál je ve formě granulí, jejichž průměr se pohybuje od 2 do 8 mm a které jsou při působení parního šoku slinovány dohromady.

Výsledkem bylo zjištění, že materiál je srovnatelný pouze s minerální vlnou z hlediska tepelně izolačních vlastností. Je zajímavé porovnat PPP s jinými materiály.

List materiálu o tloušťce 10 cm může nahradit:

• 400 cm těžkého betonu;
• 150 cm stavebních cihel;
• 100 cm betonu z keramzitu;
• 60 cm pórobetonu;
• 40 cm borové dřevo.

Rovněž díky přítomnosti uzavřených pórů ve struktuře materiálu dokonale odráží zvuk, proto se často používá jako zvuková izolace.

V závislosti na výrobní technologii se expandovaný polystyren dělí:

• na beztlakovém expandovaném polystyrenu (PSB);
• lisovaný expandovaný polystyren (PS);
• extrudovaná polystyrenová pěna (EPS).

Tyto typy mají určité rozdíly nejen v technologii, ale také v charakteristikách. Proto se jejich oblasti použití také liší.

Poznámky

1. Kabanov V.A. a další.
   sv. 2 L - Polynosová vlákna // Encyklopedie polymerů. - M.: Soviet Encyclopedia, 1974. - 1032 s. - 35 000 výtisků.
2. Francouzský patent č. 668142 (Chem. Abs. 24, 1477, 1930).
3. Německý patent č. 644102 (Chem. Abs, 31, 5483, 1937)
4. Berlin A. An. Základy výroby plynem plněných plastů a elastomerů. - M.: Goskhimizdat, 1956.
5. Chukhlanov V. Yu., Panov Yu. T., Sinyavin A. V., Ermolaeva E. V. Plynové plasty. Tutorial. - Vladimir: Vladimir State University Publishing House, 2007.
6. Kerzhkovskaya EM Vlastnosti a aplikace pěny PS-B.- L: LDNTP, 1960.
7. Andrianov R.A. Nové třídy expandovaného polystyrenu. Průmysl stavebních materiálů v Moskvě. - Vydání č. 11. - M.: Glavmospromstroimaterialy, 1962.
8. Patent Spolkové republiky Německo č. 92606 ze dne 4. 7. 1955.
9. Diskuse a možná opatření týkající se zákazu používání nádob na potraviny z expandovaného polystyrenu (EPS) (studijní vydání) // 18. prosince 2012.
10. POLITICKÉ NÁSTROJE PRO SNÍŽENÍ DOPADU JEDNORÁZOVÉHO POUŽITÍ, PŘEPRAVY PLASTOVÝCH TAŠEK A POTRAVINOVÝCH BALENÍ EPS // Závěrečná zpráva 2. června 2008
11. Nguyen L. Hodnocení politik týkajících se zákazů polystyrenových potravinářských výrobků. // Státní univerzita v San Jose 10.01.2012
12. S8619 Zakazuje potravinářským zařízením od 1. 1. 15 používat jednorázové nádoby na potravinářské služby z expandovaného polystyrenové pěny.
13. GOST 15588-2014 „Pěnové polystyrenové tepelně izolační desky. Technické podmínky “. Vstoupilo v platnost dne 1. 7. 2015
14. GOST R 53786-2010 „Kompozitní zateplovací fasádní systémy s vnějšími vrstvami omítky. Termíny a definice"
15. GOST R 53785-2010 „Kompozitní zateplovací fasádní systémy s vnějšími vrstvami omítky. Klasifikace"
16. DOPIS Státního stavebního výboru Ruské federace N 9-18 / 294, GUGPS Ministerstva vnitra Ruské federace N 20 / 2.2 / 1756 ze dne 18.6.1999 „O IZOLACI VENKOVNÍCH STĚN BUDOV“
17. Dopis FGBU VNIIPO EMERCOM Ruska ze dne 07.08.2014 č. 3550-13-2-02
18. FEDERÁLNÍ PRÁVO TECHNICKÉ PŘEDPISY PRO POŽADAVKY NA POŽÁRNÍ BEZPEČNOST ze dne 22.07.2008 č. 123-FZ
19. Bjorvika
20. Designový nábytek z polystyrenu - konstruktivní a cenově dostupný
21. Roboti z polystyrenu
22. Pavlov V.A. Expandovaný polystyren. - M.: "Chemistry", 1973.
23. Khrenov A.E. Migrace škodlivých nečistot z polymerních materiálů při stavbě podzemních staveb a pokládání komunikací. - č. 7. - 2005.
24. Egorova EI, Koptenarmusov VB Základy technologie polystyrenových plastů. - Petrohrad: Himizdat, 2005.
25. Tabulka hustoty, tepelné vodivosti a propustnosti par pro různé materiály
26. Tabulka hustoty, tepelné vodivosti a paropropustnosti různých materiálů: Opravy a vybavení bytu, stavba domu - moje odpovědi na otázky
27. Semenov S. A. Destrukce a ochrana polymerních materiálů během provozu pod vlivem mikroorganismů // Disertační práce pro titul doktor technických věd, Ústav chemické fyziky RAS. N.N. Semenová. - M., 2001.
28. Atiq N. Biologická odbouratelnost syntetického plastu, polystyrenu a polystyrenu houbovými izoláty // Department of Microbiology Quaid-i-Azam University, Islamabad, 2011.
29. Naima Atiq T., Ahmed S., Ali M., Andleeb S., Ahmad B., Geoffery R. Izolace a identifikace polystyrenových biologicky odbouratelných bakterií z půdy. / / African Journal of Microbiology Research Vol. 4 (14), s. 1537-1541, 18. července 2010.
30. Richardson N. Beurteilung von mikrobiell befallenen Materialien aus der Trittschalldämmung // AGÖF Kongress Reader září 2010.
31. Hed G. Odhady životnosti stavebních dílů. Mnichov: Hanser. Zpráva TR28: 1999. Gävle, Švédsko: Royal Institute of Technology, Center for Built Environment, Stockholm, 1999. - S. 46.
32. Protokol o zkoušce č. 225 ze dne 25.12.2001. NIISF RAASN. Zkušební laboratoř pro termofyzikální a akustická měření)
33. ↑ 12
    Expandovaný polystyren - Vlastnosti. 4108.ru. Citováno 10. dubna 2016.
34. Emmanuel NM, Buchachenko AL Chemická fyzika stárnutí a stabilizace polymerů. - M.: Nauka, 1982.
35. ↑ 12
    OCT 301-05-202-92E „Roztažitelný polystyren. Technické podmínky. Průmyslový standard "
36. Guyumdzhyan P.P., Kokanin S.V., Piskunov A.A.O nebezpečí požáru polystyrenové pěny pro stavební účely // Pozharovzryvoopasnost. - T. 20, č. 8. - 2011.
37. Zápis č. 255 ze dne 28.08.2007 k identifikační kontrole expandovaného polystyrenového materiálu PSB-S 25 FGU VNIIPO EMERCOM Ruska
38. Kodolov V.I. Hořlavost a požární odolnost polymerních materiálů. M., Chemistry, 1976.
39. Toxicita produktů spalování syntetických polymerů. Informace z průzkumu. Série: Polymerizované plasty. - NIITEKHIM, 1978.
40. Toxicita těkavých produktů z tepelného vystavení plastům během zpracování. Série: Polymerizované plasty. - NIITEKHIM, 1978.
41. Evtumyan A.S., Molchadovsky O.I. Nebezpečí požáru tepelně izolačních materiálů z expandovaného polystyrenu. Požární bezpečnost. - 2006. - č. 6.
42. Federální zákon ze dne 22.07.2008 N 123-FZ (ve znění ze dne 03.07.2016) „Technické předpisy o požadavcích na požární bezpečnost“ (rusky) // Wikipedia. - 12. 3. 2017.
43. Základní požadavky na požární bezpečnost - tepelně izolační systémy