Poliestireno expandido: espumado y extruido

Poliestireno expandido Suspensión Pressless Autoextinguible (PSB-S) sobre corte (EPS)

La estructura del poliestireno expandido a gran aumento.
Pénopolistirol

es un material relleno de gas obtenido a partir del poliestireno y sus derivados, así como de los copolímeros de estireno. El poliestireno expandido es un tipo de poliestireno muy extendido, que generalmente se llama en la vida cotidiana. La tecnología habitual para producir poliestireno expandido está asociada con el llenado inicial de gránulos de estireno con gas, que se disuelve en la masa de polímero. Posteriormente, la masa se calienta con vapor. En el proceso de esto, se produce un aumento múltiple de volumen de los gránulos originales hasta que ocupan toda la forma del bloque y no se sinterizan juntos. En el poliestireno expandido tradicional, se utiliza gas natural, que es fácilmente soluble en estireno, para rellenar los gránulos, mientras que en las versiones ignífugas de poliestireno expandido, los gránulos se rellenan con dióxido de carbono [1]. También existe una tecnología para la obtención de poliestireno expandido al vacío, que no contiene ninguno de los gases.

Contenido

• 1 Historia de la producción de poliestireno expandido.
• 2 Composición de poliestireno expandido
• 3 Métodos de obtención
• 4 Propiedades del poliestireno expandido
• 5 Los principales tipos de espuma de poliestireno producida.
• 6 Aplicación
• 7 Propiedades del poliestireno expandido 7.1 Absorción de agua
• 7.2 Permeabilidad al vapor
• 7.3 Estabilidad biológica
• 7.4 Durabilidad
• 7.5 Resistencia a los disolventes

La historia de la producción de poliestireno expandido.

El primer poliestireno expandido se produjo en Francia en 1928 [2]. La producción industrial de poliestireno expandido comenzó en la década de 1937. [especificar

] en Alemania [3]. En la URSS, la producción de poliestireno expandido (grado PS-1) se dominó en 1939 [4], grados PS-2 y PS-4 - en 1946 [5], grado PSB - en 1958 [6] En 1961, la URSS dominó la tecnología para la producción de poliestireno expandido autoextinguible (PSB-S) [7]. Para la construcción, el poliestireno expandido PSB comenzó a producirse en 1959 en la planta de Stroyplastmass en Mytishchi.

Composición de poliestireno expandido

Para obtener poliestireno expandido, el poliestireno se usa con mayor frecuencia. Otras materias primas son polimonocloroestireno, polidicloroestireno y copolímeros de estireno con otros monómeros: acrilonitrilo y butadieno. Los hidrocarburos de bajo punto de ebullición (pentano, isopentano, éter de petróleo, diclorometano) o agentes de expansión (diaminobenceno, nitrato de amonio, azobisisobutironitrilo) se utilizan como agentes de expansión. Además, la composición de los tableros de poliestireno expandido incluye retardadores de fuego (clase de inflamabilidad G1), tintes, plastificantes y diversos rellenos.

Métodos de obtención

Una proporción significativa de la espuma de poliestireno obtenida se produce espumando el material con vapores de líquidos de bajo punto de ebullición. Para ello, se utiliza un proceso de polimerización en suspensión en presencia de un líquido que se pueda disolver en el estireno original y sea insoluble en poliestireno, por ejemplo, pentano, isopentano y sus mezclas. En este caso, se forman gránulos en los que el líquido de bajo punto de ebullición se distribuye uniformemente en el poliestireno. Además, estos gránulos se someten a calentamiento con vapor, agua o aire, como resultado de lo cual aumentan significativamente de tamaño: 10-30 veces. Los gránulos a granel resultantes se sinterizan con moldeo simultáneo de productos.

Propiedades del poliestireno expandido

Poliestireno expandido de alta calidad: material con gránulos del mismo tamaño espaciados uniformemente

Poliestireno expandido de baja calidad del tipo PSB: se produce una rotura a lo largo de la zona de contacto de bolas de diferentes tamaños
El poliestireno expandido, que se obtuvo espumando un líquido de bajo punto de ebullición, es un material formado por gránulos de células finas sinterizados entre sí. Hay microporos dentro de los gránulos de poliestireno expandido y huecos entre los gránulos. Las propiedades mecánicas de un material están determinadas por su densidad aparente: cuanto mayor es, mayor es la resistencia y menor es la absorción de agua, la higroscopicidad, la permeabilidad al vapor y al aire.

Espuma de poliestireno extruido

La versión oficialmente reconocida es que este tipo de aislamiento fue inventado por especialistas en Estados Unidos en los años setenta. Al mismo tiempo, se sabe que mucho antes de eso, en la Unión Soviética, dicho material se utilizaba para las necesidades de la actividad económica. Un ejemplo de aplicación en la URSS son las boyas que marcan el borde del agua. Por lo tanto, démosle a los estadounidenses XPS primacía en el uso de este material en la construcción. La espuma de poliestireno extruido es un material único de alta resistencia y absoluta impermeabilidad, lo que lo hace indispensable para aislar cimientos, piscinas y cualquier otra estructura que opere en un ambiente húmedo. Los factores que limitan el uso de EPS son la inflamabilidad de este aislamiento y su permeabilidad al vapor.

Los principales tipos de espuma de poliestireno producida.

• Poliestireno expandido sin presión
  : EPS (poliestireno expandido); PSB (Suspensión de espuma de poliestireno expandido sin prensar); PSB-S (Suspensión de poliestireno expandido, sin presión, autoextinguible). Inventado por BASF en 1951
• Espuma de poliestireno extruido
  : XPS (poliestireno extruido); Extrol, Penoplex, Styrex, Technoplex, TechnoNIKOL, URSA XPS
• Espuma de poliestireno extruido
  : varias marcas extranjeras; PS-1; PS-4
• Espuma de poliestireno autoclave
  : Espuma de poliestireno (Dow Chemical)
• Espuma de poliestireno extruido en autoclave
  [8]

Tipos basicos

• Sin prensa - el tipo más común, económico, más frágil. Posee alta absorción de agua... Consta de muchos gránulos de estructura heterogénea. Los gránulos de poliestireno se secan, se espuman, se secan de nuevo y se calientan. Esta composición se utiliza para llenar un molde que se vuelve denso a medida que se enfría.
• prensa - Aislamiento duradero y denso, más caro. Tiene un bajo coeficiente de transferencia de calor debido a los gránulos sellados herméticamente. Previene el posterior prensado con gas de la mezcla espumada.
• Extruido - tiene una consistencia homogénea de células pequeñas y casi completamente cerradas. Producido de acuerdo con GOST por extrusión - cuando Las bolas de poliestireno se funden y se obtiene una composición homogénea., que se vierte en un molde para enfriar. Este método le permite hacer que el material sea resistente a la penetración del agua, denso, resistente al estrés mecánico, lo que aumenta la vida útil.

Con la adición de retardadores de fuego, espuma de poliestireno extruido puede hacerse resistente al fuego.

• Extrusión obtenido procesando el peso final del polímero. Se utiliza una extrusora en la fabricación, por lo tanto, los 2 últimos tipos se denominan del mismo material.

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Existe un autoclave y autoclave-extrusión de espuma de poliestireno, donde el espumado y secado del material se realiza mediante autoclave. Se produce en el extranjero, se usa muy raramente debido a su alto costo.

Solicitud

El poliestireno expandido se usa con mayor frecuencia como material estructural y aislante del calor. Ámbitos de su aplicación: construcción, transporte y construcción naval, construcción de aeronaves. Se utiliza una gran cantidad de poliestireno expandido como material de embalaje y aislamiento eléctrico.

• En la industria militar, como calentador; en los sistemas de protección individual del personal militar; como un amortiguador en cascos.
• En la producción de refrigeradores domésticos como aislante térmico (en la URSS, estos son refrigeradores producidos en serie "Yarna-3", "Yarna-4", "Vizma", "Smolensk" y "Aragats-71") hasta principios de la década de 1960 , cuando el poliestireno expandido fue reemplazado por espuma de poliuretano.
• En la producción de envases y embalajes isotérmicos desechables para productos congelados [9] [10] [11] [12]
• En la construcción de edificios, el uso de poliestireno expandido en Rusia en la industria de la construcción está regulado por las normas estatales [13] [14] [15] y está limitado al uso de la envolvente del edificio como capa intermedia. El poliestireno expandido se usa ampliamente para aislar fachadas (clase de inflamabilidad G1). El riesgo de incendio potencialmente alto de este material requiere pruebas preliminares a gran escala obligatorias [16]. En agosto de 2014, la FGBU VNIIPO EMERCOM de Rusia señaló [17] que el uso de SFTK ("Sistemas de compuestos aislantes térmicos de fachada") como calentador (aislamiento térmico) del plano principal de la fachada de espuma de poliestireno embaldosado (solo aquellas marcas que se indican en el TS), que no es material para el acabado o revestimiento de las superficies exteriores de los muros exteriores de edificios y estructuras, contrario a los requisitos del Artículo 87, parte 11 de la Ley Federal No. 123-FZ [ 18] y el párrafo 5.2.3 del SP 2.13130.2012. En julio de 2020, el moderno GOST 15588-2014 “Placas aislantes térmicas de poliestireno espumado. Condiciones técnicas ", que indican la presencia obligatoria de aditivos retardadores de fuego en el material, garantizando la seguridad contra incendios (autoextinguible, imposibilidad de mantener una combustión independiente) de las placas de poliestireno expandido durante el almacenamiento y la instalación.
• Desde la década de 1970. El poliestireno expandido se utiliza en la construcción de carreteras, la construcción de relieves y terraplenes artificiales, la colocación de rutas de transporte en áreas con suelos débiles, cuando se protegen las carreteras de la congelación, para reducir la carga vertical en la estructura y en una serie de otras casos. El poliestireno expandido se utiliza más activamente en la construcción de carreteras en EE.UU., Japón, Finlandia y Noruega [19]. Los requisitos y estándares de GOST para este producto en estos países son radicalmente diferentes de los países de Rusia y la CEI.
• Sirve como material para la producción de juguetes, muebles de diseño y artículos de interior [20]. También sirve como material para crear objetos de arte moderno decorativo y aplicado y arte conceptual [21].

Espuma de poliestireno extruido: instrucciones de uso.

La espuma de poliestireno del grado PSB-S, debido a su mayor permeabilidad al vapor, en comparación con el PPE, se puede utilizar para el aislamiento térmico desde el interior del local. El poliestireno extruido se usa generalmente para aislamiento externo o como capa intermedia en paneles sándwich. Para aislar la pared del exterior, se utilizan placas con un grosor de 80-100 mm. A menudo se utilizan hojas con un grosor de 30-40 mm, colocadas en dos capas.

Cómo aislar adecuadamente la pared con poliestireno expandido:

• Trabajos de desmontaje. Antes de colocar la espuma de poliestireno extruido o la espuma a la pared, desmonte los detalles del sistema de drenaje, los elementos decorativos, limpie y imprima la superficie de la pared.
• Pegar sábanas en la pared. Cómo pegar correctamente la espuma de poliestireno en la pared: la mezcla adhesiva se aplica a la estructura de la pared y a toda el área de la lámina de aislamiento. Se aplica especialmente en abundancia en los bordes y el centro de la hoja. La hoja está pegada a la pared. El panel se fija con tacos, que deben entrar en el material de la pared al menos 50 mm. Los tacos se colocan en el centro del panel y en las juntas.
• Sellado de grietas. Si los espacios son menos de 20 mm, entonces se soplan con espuma de poliuretano, si son más, luego se sellan con piezas de aislamiento y luego se espuma. Se corta el exceso de espuma, se frotan las tapas de las uñas del paraguas con masilla.

Al aislar la fachada con poliestireno extruido, no se requiere impermeabilización. Los muros del sótano y los cimientos con una alta ubicación de agua subterránea requieren medidas de impermeabilización.

Propiedades del poliestireno expandido

Absorción de agua

Colonia de bacterias en EPS
El poliestireno expandido es capaz de absorber agua en contacto directo [22].La penetración de agua directamente en el plástico es inferior a 0,25 mm por año [23], por tanto, la absorción de agua de la espuma de poliestireno depende de sus características estructurales, densidad, tecnología de fabricación y duración del período de saturación de agua. La absorción de agua de la espuma de poliestireno extruido incluso después de 10 días en agua no supera el 0,4% (en volumen), lo que la hace muy utilizada como calentador para estructuras subterráneas y enterradas (carreteras, cimientos) [24].

Permeabilidad al vapor

El poliestireno expandido es un material poco permeable al vapor [25] [26].

Una característica de la permeabilidad al vapor del poliestireno expandido es que no depende de su grado de formación de espuma y de la densidad del poliestireno expandido y es siempre igual a 0,05 mg / (m * h * Pa) [fuente no especificada 1930 días

], que no es equivalente a la permeabilidad al vapor de un marco de madera de pino, abeto o roble o lana mineral (0,55 mg / (m * h * Pa)).

Resistencia biológica

A pesar de que el poliestireno expandido no es susceptible a la acción de hongos, microorganismos y musgos, en algunos casos pueden formar sus colonias en su superficie [27] [28] [29] [30].

Los insectos pueden asentarse en poliestireno expandido, equipar nidos de pájaros y roedores. El problema del daño de las estructuras de espuma de poliestireno por roedores ha sido objeto de numerosos estudios. Con base en los resultados de las pruebas de espuma de poliestireno realizadas en ratas grises, ratones domésticos y ratones campañoles, se estableció lo siguiente:

1. El poliestireno expandido, como material compuesto por hidrocarburos, no contiene nutrientes y no es un caldo de cultivo para roedores (y otros organismos vivos).
2. En condiciones obligatorias, los roedores actúan sobre extrusión y espuma de poliestireno granulado así como sobre cualquier otro material, en los casos en que sea un obstáculo (obstáculo) para acceder a alimentos y agua o para cubrir otras necesidades fisiológicas del animal.
3. En condiciones de libre elección, los roedores afectan el poliestireno expandido en menor medida que en condiciones de compulsión, y solo si necesitan material de cama o es necesario moler los incisivos.
4. Si hay una opción de material de anidación (arpillera, papel), el poliestireno expandido atrae a los roedores en el último turno.

Los resultados de experimentos con ratas y ratones también mostraron dependencia de la modificación del poliestireno expandido, en particular, el poliestireno expandido extruido es dañado por roedores en menor medida.

Durabilidad

Una de las formas de determinar la durabilidad de la espuma de poliestireno es alternando el calentamiento a +40 ° C, enfriándolo a -40 ° C y manteniéndolo en agua. Se supone que cada uno de estos ciclos es igual a 1 año de funcionamiento condicional. Se argumenta que la durabilidad de los productos de poliestireno expandido según este método de prueba es de al menos 60 años [31], 80 años [32].

Resistente a los disolventes.

El poliestireno expandido no es muy resistente a los disolventes. Se disuelve fácilmente en el estireno original, hidrocarburos aromáticos (benceno, tolueno, xileno), hidrocarburos clorados (1,2-dicloroetano, tetracloruro de carbono), ésteres, acetona y disulfuro de carbono. Al mismo tiempo, es insoluble en alcoholes, hidrocarburos alifáticos y éteres.

Características y propiedades del aislamiento.

Conductividad térmica

Tablero de poliestireno expandido de 10 cm de espesor y una pared de ladrillo de más de 1 m tienen iguales propiedades conductoras de calor.
El aire dentro de las burbujas está herméticamente sellado, por lo que el material retiene perfectamente el calor.

El coeficiente de conductividad térmica varía en el rango de 0.028 - 0.034 W / mK, que es mucho más bajo que el coeficiente de ladrillo u hormigón.

Permeabilidad al vapor y absorción de humedad.

El índice de permeabilidad al vapor de la espuma de poliestireno expandido es de 0.019 a 0.015 kg por metro-hora-Pascal, en contraste con un producto extruido con un índice cero.

El espesor y la forma requeridos se dan usando cortar la espuma en losas del tamaño deseado... El vapor fluye a través de los gránulos hacia las células.

Nota

La espuma de poliestireno extruido no se corta, porque Las losas terminadas salen del transportador de cierto espesor y ya están lisas. Como resultado, el vapor no puede penetrar el material.

Cuando un producto no prensado se sumerge en agua, se absorbe hasta un 4% del líquido. La espuma de poliestireno extruido densa permanecerá casi seca y absorberá solo el 0,4%.

Vale la pena señalar que el aislamiento no se dañará en contacto con líquidos.

Fuerza

El material es duradero, puede soportar la temperatura. de -40 a + 40 ° C hasta 60 ciclos (años climáticos). La resistencia a la flexión estática del material extruido es superior a la del material espumado.

Absorción de sonido

Una capa de 3 cm de material aislante reducirá el nivel de penetración del ruido en 25 decibelios, lo que proporciona un buen aislamiento acústico. Relevante para residentes de apartamentos.

Pero no aliviará completamente el ruido, sino que solo lo amortiguará, en presencia de una capa gruesa de aislamiento. El ruido aéreo no dominará.

Resistencia biológica

La espuma de poliestireno no es sensible a la formación de actividad biológica y, por lo tanto, no se convertirá en un caldo de cultivo para el moho y los hongos.
Este es un hecho científicamente probado.

Sin embargo, los roedores e insectos pueden dañarlo. Se abren paso a través del material en busca de calor y comida.

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Destrucción de poliestireno expandido

Destrucción por alta temperatura

La fase de destrucción a alta temperatura del poliestireno expandido ha sido bien estudiada y a fondo. Comienza a una temperatura de +160 ° C. A medida que la temperatura sube a +200 ° C, comienza la fase de destrucción oxidativa térmica. Por encima de +260 ° C, prevalecen los procesos de destrucción térmica y despolimerización. Debido al hecho de que el calor de polimerización de poliestireno y poli - "" α "" - metilestireno es uno de los más bajos entre todos los polímeros, la despolimerización al monómero inicial, estireno, predomina en los procesos de destrucción [33].

La espuma de poliestireno modificado con aditivos especiales difiere en el grado de destrucción a alta temperatura según la clase de certificación. La espuma de poliestireno modificado, certificada según la clase G1, no se degrada en más del 65% cuando se expone a altas temperaturas. Las clases de espuma de poliestireno modificado se dan en la tabla en la sección de resistencia al fuego.

Destrucción a baja temperatura

El poliestireno espumado, como algunos otros hidrocarburos, es capaz de autooxidarse en el aire para formar peróxidos. La reacción va acompañada de despolimerización. La velocidad de reacción está determinada por la difusión de moléculas de oxígeno. Debido a la superficie significativamente desarrollada del poliestireno expandido, se oxida más rápido que el poliestireno en un bloque [34]. Para el poliestireno en forma de productos densos, el factor de temperatura es el comienzo regulador de la destrucción. A temperaturas más bajas, su destrucción es teóricamente posible de acuerdo con las leyes de la termodinámica de los procesos de polimerización, pero debido a la permeabilidad al gas extremadamente baja del poliestireno, la presión parcial del monómero solo puede cambiar en la superficie exterior del producto. Por consiguiente, por debajo de Tpred = 310 ° C, la despolimerización del poliestireno se produce solo en la superficie del producto y puede despreciarse con fines prácticos.

Doctor en Química, Profesor del Departamento de Procesamiento de Plásticos de la Universidad de Tecnología Química de Rusia que lleva el nombre de V.I. Mendeleeva L.M. Kerber sobre la separación del estireno del poliestireno expandido moderno:

“En condiciones normales de funcionamiento, el estireno nunca se oxida. Se oxida a temperaturas mucho más altas. De hecho, la despolimerización del estireno puede realizarse a temperaturas superiores a 320 grados, pero es imposible hablar seriamente sobre la liberación de estireno durante la operación de bloques de poliestireno expandido en el rango de temperatura de menos 40 a más 7 ° C.En la literatura científica existe evidencia de que la oxidación del estireno a temperaturas de hasta +11 ° C prácticamente no ocurre ".

Los expertos también afirman que no se observó una caída en la resistencia al impacto del material a 65 ° C durante un intervalo de 5000 horas, y no se observó una caída en la resistencia al impacto a 20 ° C durante 10 años.

Los expertos europeos consideran que la naturaleza tóxica del estireno y la capacidad del poliestireno expandido para liberar estireno no está probada. Los expertos, tanto en la industria de la construcción como en la química, o niegan la posibilidad misma de oxidación del poliestireno expandido en condiciones normales, o señalan la ausencia de precedentes, o se refieren a su falta de información sobre este tema.

Además, el peligro mismo del estireno se suele exagerar al principio. Según estudios científicos a gran escala llevados a cabo en 2010 en relación con la aprobación del procedimiento obligatorio de reinscripción de sustancias químicas en la Agencia Europea de Sustancias Químicas de conformidad con el reglamento REACH, se llegaron a las siguientes conclusiones:

• mutagenicidad: sin base para la clasificación;
• carcinogenicidad: sin base para la clasificación;
• Toxicidad para la reproducción: sin base para la clasificación.

Además, tenga en cuenta que el estireno se encuentra naturalmente en el café, la canela, las fresas y los quesos.

Por lo tanto, no se confirman las principales preocupaciones asociadas con la toxicidad particular del estireno, supuestamente liberado cuando se usa poliestireno expandido [33].

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El poliestireno expandido es un material bastante interesante. El método de producción fue patentado en 1928 y se ha modernizado muchas veces desde entonces. La principal ventaja es la baja conductividad térmica, y solo entonces en peso ligero. El poliestireno expandido se usa ampliamente en diversas industrias y en la construcción, y cada persona, de una forma u otra, encontró productos de este en la vida cotidiana. Además, el poliestireno expandido, cuyo precio de productos está en un nivel bajo, será una buena opción si quieres aislar tu hogar.

Tabla de contenido

1. ¿Qué es el poliestireno expandido y en qué se diferencia del poliestireno?
2. Poliestireno expandido, características y propiedades.
3. Área de aplicación
4. Desventajas del poliestireno expandido: una descripción general de los mitos.

¿Qué es el poliestireno expandido y en qué se diferencia del poliestireno?

El poliestireno expandido se produce añadiendo gas a la masa de polímero de poliestireno, que, con el calentamiento posterior, aumenta significativamente de volumen, llenando todo el molde. Dependiendo del tipo de material, se usa un gas diferente para crear volumen: para variaciones simples, el gas natural, tipos de poliestireno expandido resistentes al fuego se llenan con dióxido de carbono.

Muy a menudo, los aficionados tienden a llamar a la espuma de poliestireno y al poliestireno el mismo material. Sin embargo, esto no es del todo cierto. Tienen una base común, pero las diferencias y características son bastante significativas. Si no entra en un razonamiento espacial extenso, las principales características distintivas son las siguientes:

• la densidad de la espuma es significativamente menor, 10 kg por m3, mientras que los indicadores de espuma de poliestireno son 40 kg por m3,
• el poliestireno expandido no absorbe el vapor ni la humedad,
• la apariencia es diferente. Polyfoam: tiene gránulos internos, la espuma de poliestireno es más homogénea,
• el plástico de espuma se caracteriza por un costo más bajo, que se nota cuando se usa como material aislante del calor para el revestimiento exterior de las paredes de un edificio,
• el poliestireno expandido tiene la mejor resistencia mecánica.

La espuma polimérica se produce a partir de materias primas poliméricas, que se tratan con vapor de agua, como resultado de lo cual el volumen de los gránulos aumenta significativamente. Pero al mismo tiempo, esto lleva al hecho de que los microporos también aumentan de tamaño, como resultado de lo cual la unión entre los gránulos se deteriora y gradualmente, bajo la influencia de la precipitación atmosférica y las condiciones climáticas, esto lleva al hecho de que el el material se debilita. En términos generales, si rompe una hoja de poliestireno por la mitad, se forma una gran cantidad de gránulos.Esto no es típico del poliestireno expandido, ya que inicialmente consta de celdas cerradas, que aseguran la impermeabilidad del material a la humedad y al vapor. Al comienzo de la producción, sus gránulos bajo la influencia de altas temperaturas se derriten, formando una masa fluida uniforme, que se llena de gas.

El material en sí también tiene varias variedades:

• La espuma de poliestireno extruido es prácticamente el mismo material que la no prensada, la diferencia está en el uso de equipos como una extrusora, por lo tanto, la espuma de poliestireno extruida y extruida a menudo se denomina el mismo material.
• La extrusión también se obtiene procesando la masa final de material polimérico, y también es una masa homogénea. La variedad se utiliza para la fabricación de envases y vajillas desechables. En términos generales, los productos cárnicos en los supermercados se envasan en envases hechos de espuma de poliestireno extruido.

• El método de prensado para obtener el material es más caro, ya que implica el prensado posterior de la mezcla de gas espumado. En este caso, adquiere fuerza adicional.
• La espuma de poliestireno en autoclave rara vez se menciona y, de hecho, es un tipo de extrusión en el que la espumación y el horneado del material se realiza utilizando un autoclave.
• Pressless es una de las variedades más populares. Primero se elimina la humedad de los gránulos de poliestireno mediante secado, luego se espuma a una temperatura de 80 ° C, después de lo cual se secan nuevamente y luego se calienta nuevamente. La mezcla resultante se llena en un molde, donde ya es autocompactante en el momento de enfriar. Este tipo de poliestireno expandido es más frágil, pero requiere la mitad de isopetano para su producción, lo que incide en el costo final.

Poliestireno expandido, características y propiedades.

El poliestireno expandido es un material ambiguo: alguien exalta sus propiedades a los cielos, alguien, por el contrario, echando espuma por la boca, exige una prohibición inmediata y completa de su uso sobre la base de "exponer las obras de un académico". Es cierto que la ubicuidad del poliestireno expandido y su alta popularidad inclinan las conclusiones hacia el hecho de que este material es realmente bueno y tiene las siguientes ventajas:

• La baja conductividad térmica permite lograr un efecto de aislamiento significativo. De hecho, 11 cm de poliestireno expandido pueden proporcionar el mismo aislamiento térmico que una pared de ladrillos de silicato de más de dos metros de espesor. La conductividad térmica del material es de 0.027 W / mK, que es significativamente menor que la del hormigón o ladrillo.
• Resistencia a la humedad del material. Incluso con una exposición prolongada a la humedad, la absorbencia no será superior al 6%, por lo que no hay necesidad de temer la deformación de la estructura del poliestireno expandido.
• El poliestireno expandido es duradero y puede soportar hasta 60 ciclos de exposición a temperaturas de -40 a + 40 ° C. Cada ciclo constituye un año climático estimado.
• Insensibilidad a la formación de medios biológicos. El poliestireno expandido no se convertirá en un caldo de cultivo para hongos y moho.

• Inofensividad del material. En su producción, se utilizan componentes no tóxicos, por lo tanto, los productos de poliestireno expandido también se utilizan en la industria alimentaria. Por ejemplo, para almacenar alimentos.
• Debido a su peso ligero, el aislamiento de fachadas de edificios con poliestireno expandido requiere mucho menos tiempo y esfuerzo que utilizar otros medios.
• Los grados de materiales resistentes al fuego, cuando se exponen a una llama abierta, tienden a autoextinguirse y derretirse, sin propagar la combustión. La temperatura de combustión espontánea del poliestireno expandido es de + 490 ° C, que es casi dos veces más alta que la de la madera. Si el material no se expone a una fuente abierta de llamas durante más de cuatro segundos, el poliestireno expandido se extingue. La energía térmica durante la combustión del material es 7 veces menor que la de la madera. Por lo tanto, el poliestireno expandido no puede soportar el lugar del incendio.
• Proporcionar insonorización. Esta cualidad es especialmente importante para los residentes de apartamentos estándar. Una capa de 3 cm de material aislante es suficiente para reducir la penetración del ruido en 25 dB.
• La permeabilidad al vapor del material se encuentra en un nivel bajo de 0.05 Mg / m * h * Pa, independientemente del grado de formación de espuma y la densidad del grado. De hecho, los indicadores de permeabilidad al vapor son similares a la estructura de madera de pino o roble.
• Resistente a alcoholes y éteres, pero fácilmente susceptible de destrucción cuando los disolventes entran en contacto con la superficie del material.
• La resistencia a la tracción es de al menos 20 MPa.

Como se desprende de lo anterior, el poliestireno expandido es una herramienta eficaz para resolver muchos problemas: desde el uso de algunas de sus variedades como embalaje hasta la aportación de calor e impermeabilización de fachadas de edificios. Además, el material se utiliza para otros fines en la construcción, que se discutirán a continuación.

Área de aplicación

El poliestireno expandido en la construcción se utiliza principalmente para aislar los siguientes elementos:

• tuberías,
• techos
• pisos,
• pendientes de puertas y ventanas,
• paredes.

Por ejemplo, el consumo de poliestireno expandido para el aislamiento de tuberías está económicamente justificado y es conveniente debido a sus capacidades. Además, para estos fines, se utiliza espuma de poliestireno en bloque moldeado, que permite un fácil acceso a la misma en caso de daños en la tubería al eliminar la sección deseada del revestimiento protector.

El poliestireno expandido se utiliza activamente en la construcción de rutas de transporte. Reduce el efecto de la carga vertical sobre el suelo durante la construcción de edificios. Extendido en la producción de paneles SIP.

El ámbito de aplicación del poliestireno expandido, cuyas características, combinadas con un precio bajo, lo hacen extremadamente atractivo para su uso en cualquier industria, es prácticamente ilimitado. Lo único que se debe tener en cuenta es que el material tiene una densidad baja, por lo que es susceptible a cualquier daño mecánico.

Desventajas del poliestireno expandido: una descripción general de los mitos.

Además del ramo de ventajas, también existen desventajas. Además, una gran cantidad de diversos mitos están asociados con el poliestireno expandido, que deben considerarse con más detalle:

• Muchos fabricantes afirman que la espuma de poliestireno expandido extruido es significativamente superior a otras variedades, como evidencia de que a menudo exponen una tabla de características comparativas de esta variedad en comparación con la espuma ordinaria. Sin embargo, la diferencia de conductividad térmica entre la espuma de poliestireno extruida y extruida es prácticamente imperceptible y asciende a 0.002 unidades, al mismo tiempo, debido a la publicidad, el costo de las placas de extrusión para aislamiento es mayor.
• La densidad máxima del poliestireno expandido proporciona el mismo alto rendimiento cuando está aislado. Según los expertos, tal afirmación tiene algunas discrepancias con la realidad, ya que cuanto más se adhieren las moléculas entre sí, mayor es la conductividad térmica y es más fácil que el frío penetre en la habitación. Una salida a esta situación será el uso de placas de poliestireno expandido de baja densidad, que deberán ser recubiertas con una malla de refuerzo y una capa protectora de imprimación para aumentar su resistencia mecánica.

• La espuma de poliestireno resistente al fuego es absolutamente no inflamable e inofensiva para el cuerpo humano. Cualquier material de construcción, cuando se expone a una llama abierta, exhibirá propiedades de combustión, más o menos. Sin embargo, la temperatura de combustión espontánea del poliestireno expandido es más alta que la de la madera y, además, emite significativamente menos energía térmica durante la combustión. Es importante recordar que las variedades resistentes al fuego, a pesar del nombre ruidoso, de ninguna manera pueden detener la llama, solo para reducir su efecto. El dióxido de carbono, que se utiliza en su producción, se convertirá en una seria desventaja de un grado resistente al fuego en comparación con el habitual.Como resultado, al refluir, el material comenzará a emitir una cantidad significativamente grande de sustancias nocivas. Algunos vendedores hablan de incombustibilidad sobre la base de la experiencia demostrativa: cuando la base con una placa de aislamiento fijada comienza a calentarse desde la parte posterior. Cuando se expone a altas temperaturas, la espuma de poliestireno comienza a derretirse y deformarse, mientras no hay fuego. Sin embargo, mientras la llama esté expuesta, el material seguirá ardiendo.
• Los retardantes de fuego añadidos a la espuma de poliestireno por su resistencia al fuego son "en cualquier caso, puro veneno". Otra declaración controvertida. Un retardante de fuego es un componente que contiene sustancias en su estructura que ralentizan el proceso de combustión. Se diferencian en su composición y contienen varios componentes, que van desde los formaldehídos, que son realmente peligrosos para los seres humanos, hasta las sales de magnesio, que son bastante seguras y respetuosas con el medio ambiente. Recientemente, las soluciones basadas en sales inorgánicas se han utilizado cada vez más, por lo que no son capaces de dañar la salud. Los retardantes de fuego se utilizan a menudo para impregnar y aplicar una capa protectora a la madera para aumentar su resistencia al fuego.
• La instalación de materiales aislantes de espuma de poliestireno no puede proporcionar calor. De hecho, la tarea del aislamiento no es traer calor, sino mantenerlo en el interior. En términos generales, el uso de placas aislantes del calor reducirá significativamente el escape de calor fuera de las instalaciones, por lo que no tendrá que calentar la calle por su cuenta.
• "El poliestireno expandido es peligroso para la salud". La producción moderna le permite crear material a partir de componentes respetuosos con el medio ambiente, por lo que no existe una amenaza para la salud. Además, el uso generalizado de productos para almacenar productos semiacabados y para su uso en la vida cotidiana habla precisamente de la seguridad del material.

Con mayor frecuencia, surgen problemas cuando desea comprar poliestireno expandido de variedades más baratas y de menor calidad. Las placas de aislamiento hechas de dicho material realmente tienen menos resistencia y pueden comenzar a deformarse incluso a temperaturas superiores a 40 ° C. La regla principal al usar materiales de poliestireno expandido en cualquier industria será garantizar la calidad y confiabilidad, por lo que debe pagar. Y luego, en el curso de la operación, solo aparecerá la dignidad.

Riesgo de incendio del poliestireno expandido

Riesgo de incendio de la espuma de poliestireno sin tratar

La espuma de poliestireno sin modificar (clase de inflamabilidad G4) es un material inflamable, cuya ignición puede ocurrir por la llama de fósforos, un soplete, por chispas de soldadura autógena. El poliestireno expandido no se enciende a partir de un alambre de hierro calcinado, un cigarrillo encendido y las chispas generadas en la punta de acero [35]. El poliestireno expandido se refiere a materiales sintéticos que se caracterizan por una mayor inflamabilidad. Es capaz de almacenar energía de una fuente de calor externa en las capas superficiales, propagando el fuego e iniciando la intensificación del fuego [36].

El punto de inflamación del poliestireno expandido varía entre 210 ° C y 440 ° C, dependiendo de los aditivos utilizados por los fabricantes [37] [38]. La temperatura de ignición de una modificación específica de espuma de poliestireno se determina de acuerdo con la clase de certificación.

Cuando el poliestireno expandido convencional (clase de inflamabilidad G4) se enciende, se desarrolla una temperatura de 1200 ° C en poco tiempo [35]; cuando se utilizan aditivos especiales (retardadores de fuego), la temperatura de combustión se puede reducir de acuerdo con la clase de combustión (clase de inflamabilidad G3). ). La combustión del poliestireno expandido tiene lugar con la formación de humo tóxico de diversos grados e intensidad, dependiendo de las impurezas agregadas al poliestireno expandido para reducir la generación de humo. La emisión de humo de sustancias tóxicas es 36 veces mayor que la de la madera.

La combustión de poliestireno expandido ordinario (clase de inflamabilidad G4) va acompañada de la formación de productos tóxicos: cianuro de hidrógeno, bromuro de hidrógeno, etc. [39] [40].

Por estas razones, los productos fabricados con espuma de poliestireno sin tratar (clase de inflamabilidad G4) no tienen certificados de aprobación para su uso en trabajos de construcción.

Los fabricantes utilizan poliestireno expandido modificado por aditivos especiales (retardadores de fuego), gracias a los cuales el material tiene diferentes clases de ignición, combustibilidad y generación de humo.

Por lo tanto, con una instalación correcta, de acuerdo con GOST 15588-2014 “Placas aislantes de calor de poliestireno de espuma. Condiciones técnicas ”, el poliestireno expandido no representa una amenaza para la seguridad contra incendios de los edificios. La tecnología de "fachada húmeda" (WDVS, EIFS, ETICS), que implica el uso de poliestireno expandido como aislamiento en la envolvente del edificio, es muy utilizada en la construcción.

Espuma de poliestireno modificado para seguridad contra incendios

Para reducir el riesgo de incendio del poliestireno expandido, cuando se obtiene, se le agregan retardadores de fuego. El material resultante se denomina espuma de poliestireno autoextinguible (clase de inflamabilidad G3) y varios fabricantes rusos lo indican con una letra adicional "C" al final (por ejemplo, PSB-S) [41].

El 01/05/2009 entró en vigor una nueva ley federal FZ-123 "Reglamento técnico sobre requisitos de seguridad contra incendios". La metodología para determinar el grupo de inflamabilidad de los materiales de construcción combustibles ha cambiado. Es decir, en el párrafo 6 del artículo 13 apareció un requisito que excluye la formación de gotas de fusión en materiales con un grupo G1-G2 [42]

Teniendo en cuenta que el punto de fusión del poliestireno es de aproximadamente 220 ° C, todos los calentadores basados ​​en este polímero (incluida la espuma de poliestireno extruido) del 01.05.2009 se clasificarán con un grupo de inflamabilidad no superior a G3.

Antes de la entrada en vigor de la Ley Federal 123, el grupo de marcas de inflamabilidad con la adición de retardadores de llama se caracterizaba como G1.

En la mayoría de los casos, se logra una disminución de la combustibilidad del poliestireno expandido reemplazando el gas combustible para "inflar" los gránulos con dióxido de carbono [43].

Tipos de poliestireno expandido

La proliferación de PPP fue una respuesta a una solicitud de aislamiento que pueda retener eficazmente el calor en edificios construidos con materiales de construcción tradicionales. En las grandes ciudades, se gastan grandes cantidades de dinero en calentar edificios en invierno. Y las emisiones de las CHPP conducen a un deterioro significativo de la situación medioambiental.

Entre muchas áreas, una de las más exitosas ha sido el uso de espuma de poliestireno obtenida espumando poliestireno cuando se procesa en presencia de altas temperaturas.

El material final está en forma de gránulos, cuyo diámetro varía de 2 a 8 mm, que se sinterizan juntos cuando se exponen a un choque de vapor.

Como resultado, se aprendió un material con el que solo la lana mineral se puede comparar en términos de propiedades de aislamiento térmico. Es interesante comparar PPP con otros materiales.

Una hoja de material de 10 cm de espesor puede sustituir:

• 400 cm de hormigón pesado;
• 150 cm de ladrillos de construcción;
• 100 cm de hormigón de arcilla expandida;
• 60 cm de hormigón celular;
• Madera de pino de 40 cm.

Además, debido a la presencia de poros cerrados en la estructura del material, refleja perfectamente el sonido, por lo que a menudo se usa como aislamiento acústico.

Dependiendo de la tecnología de producción, el poliestireno expandido se divide:

• para poliestireno expandido no prensado (PSB);
• poliestireno expandido prensado (PS);
• espuma de poliestireno extruido (EPS).

Estos tipos tienen algunas diferencias no solo en tecnología, sino también en características. Por tanto, sus áreas de aplicación también difieren.

Notas (editar)

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12. S8619 Prohíbe que los establecimientos de alimentos utilicen recipientes de servicio de alimentos desechables de espuma de poliestireno expandido a partir del 1/1/15.
13. GOST 15588-2014 “Placas de espuma de poliestireno termoaislante. Condiciones técnicas ". Entró en vigor el 01.07.2015.
14. GOST R 53786-2010 “Sistemas de fachada compuestos de aislamiento térmico con capas externas de yeso. Términos y definiciones"
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