Polystyrène expansé: mousse et extrudé

Suspension en polystyrène expansé auto-extinguible sans presse (PSB-S) sur une coupe (EPS)

La structure du polystyrène expansé à fort grossissement
Pénopolistirole

est un matériau rempli de gaz obtenu à partir de polystyrène et de ses dérivés, ainsi que de copolymères de styrène. Le polystyrène expansé est un type de polystyrène répandu, généralement appelé dans la vie quotidienne. La technologie habituelle de production de polystyrène expansé est associée au remplissage initial des granulés de styrène avec du gaz, qui est dissous dans la masse de polymère. Par la suite, la masse est chauffée à la vapeur. Dans le processus de ceci, une augmentation multiple de volume des granules d'origine se produit jusqu'à ce qu'ils occupent la forme entière du bloc et ne soient pas frittés ensemble. Dans le polystyrène expansé traditionnel, le gaz naturel, qui est facilement soluble dans le styrène, est utilisé pour remplir les granulés, dans les versions ignifuges du polystyrène expansé, les granulés sont remplis de dioxyde de carbone [1]. Il existe également une technologie pour obtenir du polystyrène expansé sous vide, qui ne contient aucun des gaz.

Teneur

• 1 Histoire de la production de polystyrène expansé
• 2 Composition du polystyrène expansé
• 3 Méthodes d'obtention
• 4 Propriétés du polystyrène expansé
• 5 Les principaux types de mousse de polystyrène produite
• 6 Demande
• 7 Propriétés du polystyrène expansé 7.1 Absorption d'eau
• 7.2 Perméabilité à la vapeur
• 7.3 Stabilité biologique
• 7.4 Durabilité
• 7.5 Résistance aux solvants

L'histoire de la production de polystyrène expansé

Le premier polystyrène expansé a été produit en France en 1928 [2]. La production industrielle de polystyrène expansé a commencé dans les années 1937. [spécifier

] en Allemagne [3]. En URSS, la production de polystyrène expansé (grade PS-1) a été maîtrisée en 1939 [4], grades PS-2 et PS-4 - en 1946 [5], grade PSB - en 1958 [6] En 1961, l'URSS a maîtrisé la technologie de production de polystyrène expansé auto-extinguible (PSB-S) [7]. À des fins de construction, le polystyrène expansé PSB a commencé à être produit en 1959 à l'usine Stroyplastmass de Mytishchi.

Composition du polystyrène expansé

Pour obtenir du polystyrène expansé, le polystyrène est le plus souvent utilisé. Les autres matières premières sont le polymonochlorostyrène, le polydichlorostyrène et les copolymères de styrène avec d'autres monomères: l'acrylonitrile et le butadiène. Des hydrocarbures à bas point d'ébullition (pentane, isopentane, éther de pétrole, dichlorométhane) ou des agents gonflants (diaminobenzène, nitrate d'ammonium, azobisisobutyronitrile) sont utilisés comme agents gonflants. De plus, la composition des panneaux de polystyrène expansé comprend des ignifuges (classe d'inflammabilité G1), des colorants, des plastifiants et diverses charges.

Méthodes d'obtention

Une proportion significative de la mousse de polystyrène obtenue est produite en moussant le matériau avec des vapeurs de liquides à bas point d'ébullition. Pour cela, un procédé de polymérisation en suspension est utilisé en présence d'un liquide qui peut se dissoudre dans le styrène d'origine et est insoluble dans le polystyrène, par exemple le pentane, l'isopentane et leurs mélanges. Dans ce cas, des granulés sont formés, dans lesquels le liquide à bas point d'ébullition est uniformément réparti dans le polystyrène. En outre, ces granulés sont soumis à un chauffage avec de la vapeur, de l'eau ou de l'air, ce qui augmente considérablement leur taille - 10 à 30 fois. Les granulés en vrac résultants sont frittés avec moulage simultané des produits.

Propriétés du polystyrène expansé

Polystyrène expansé de haute qualité: matériau avec des granulés uniformément espacés de la même taille

Polystyrène expansé de qualité inférieure de type PSB: une rupture se produit le long de la zone de contact de billes de différentes tailles
Le polystyrène expansé, qui a été obtenu par moussage d'un liquide à bas point d'ébullition, est un matériau constitué de granulés à fines alvéoles frittés ensemble. Il y a des micropores à l'intérieur des granules de polystyrène expansé et des vides entre les granules. Les propriétés mécaniques d'un matériau sont déterminées par sa densité apparente: plus il est élevé, plus sa résistance est élevée et plus l'absorption d'eau, l'hygroscopicité, la perméabilité à la vapeur et à l'air sont faibles.

Mousse de polystyrène extrudé

La version officiellement reconnue est que ce type d'isolation a été inventé par des spécialistes aux États-Unis dans les années soixante-dix. Dans le même temps, on sait que bien avant cela, en Union soviétique, ce matériau était utilisé pour les besoins des activités économiques. Les bouées qui marquent la frontière maritime sont un exemple d'application en URSS. Donnons donc aux Américains XPS la primauté dans l'utilisation de ce matériau dans la construction. La mousse de polystyrène extrudé est un matériau unique avec une résistance élevée et une étanchéité absolue, ce qui le rend indispensable pour isoler les fondations, les piscines et toutes autres structures fonctionnant dans un environnement humide. Les facteurs limitant l'utilisation du PSE sont l'inflammabilité de cet isolant et sa perméabilité à la vapeur.

Les principaux types de mousse de polystyrène produite

• Polystyrène expansé sans presse
  : EPS (polystyrène expansé); PSB (suspension mousse de polystyrène expansé non pressé); PSB-S (suspension de polystyrène expansé, sans presse, auto-extinguible). Inventé par BASF en 1951
• Mousse de polystyrène extrudé
  : XPS (polystyrène extrudé); Extrol, Penoplex, Styreks, Technoplex, TechnoNIKOL, URSA XPS
• Mousse de polystyrène extrudé
  : diverses marques étrangères; PS-1; PS-4
• Mousse de polystyrène autoclave
  : Polystyrène (Dow Chemical)
• Mousse de polystyrène extrudé en autoclave
  [8]

Types de base

• Sans presse - le type le plus courant, peu coûteux, plus fragile. Possède absorption d'eau élevée... Se compose de nombreux granules de structure hétérogène. Les granulés de polystyrène sont séchés, expansés, à nouveau séchés et chauffés. Cette composition est utilisée pour remplir un moule qui devient dense en refroidissant.
• presse - isolation durable et dense, plus chère. Il a un faible coefficient de transfert de chaleur grâce à des granulés hermétiquement scellés. Permet le pressage ultérieur du gaz du mélange expansé.
• Extrudé - a une consistance homogène de petites cellules presque complètement fermées. Produit conformément à GOST par extrusion - lorsque les billes de polystyrène fondent et une composition homogène est obtenue, qui est versé dans un moule pour le refroidissement. Cette méthode vous permet de rendre le matériau résistant à la pénétration de l'eau, dense, résistant aux contraintes mécaniques, augmentant ainsi la durée de vie.

Avec l'ajout de produits ignifuges, mousse de polystyrène extrudé peut être rendu résistant au feu.

• Extrusion obtenu en traitant le poids final du polymère. Une extrudeuse est utilisée dans la fabrication, donc les 2 derniers types sont appelés le même matériau.

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Il existe une mousse de polystyrène autoclave et autoclave-extrusion, où le moussage et le séchage du matériau sont effectués à l'aide d'un autoclave. Il est produit à l'étranger, il est très rarement utilisé en raison de son coût élevé.

Application

Le polystyrène expansé est le plus souvent utilisé comme matériau isolant thermique et structurel. Domaines d'application: construction, transport et construction navale, construction aéronautique. Une assez grande quantité de polystyrène expansé est utilisée comme matériau d'emballage et d'isolation électrique.

• Dans l'industrie militaire - comme appareil de chauffage; dans les systèmes de protection individuelle du personnel militaire; comme un amortisseur dans les casques.
• Dans la production de réfrigérateurs ménagers comme isolants thermiques (en URSS, il s'agit de réfrigérateurs produits en série "Yarna-3", "Yarna-4", "Vizma", "Smolensk" et "Aragats-71") jusqu'au début des années 1960 , lorsque le polystyrène expansé a été remplacé par de la mousse de polyuréthane.
• Dans la production de récipients et d’emballages isothermes jetables pour produits surgelés [9] [10] [11] [12]
• Dans la construction de bâtiments - l'utilisation du polystyrène expansé en Russie dans l'industrie de la construction est réglementée par les normes nationales [13] [14] [15] et se limite à l'utilisation d'une enveloppe de bâtiment comme couche intermédiaire. Le polystyrène expansé est largement utilisé pour l'isolation des façades (classe d'inflammabilité G1). Le risque d'incendie potentiellement élevé de ce matériau nécessite des essais préliminaires à grande échelle obligatoires [16]. En août 2014, le FGBU VNIIPO EMERCOM de Russie a noté [17] que l'utilisation de SFTK ("Systèmes de façade en composite thermo-isolant") comme élément chauffant (isolation thermique) du plan principal de la façade en mousse de polystyrène carrelée (uniquement les marques indiquées dans le TS), qui n'est pas un matériau pour la finition ou le revêtement des surfaces extérieures des murs extérieurs des bâtiments et des structures, contrairement aux exigences de l'article 87, partie 11 de la loi fédérale n ° 123-FZ [ 18] et paragraphe 5.2.3 du SP 2.13130.2012. En juillet 2020, le moderne GOST 15588-2014 «Plaques d'isolation thermique en polystyrène expansé. Conditions techniques ", indiquant la présence obligatoire d'additifs ignifuges dans le matériau, garantissant la sécurité incendie (auto-extinguible, incapacité à maintenir une combustion indépendante) des plaques de polystyrène expansé pendant le stockage et l'installation.
• Depuis les années 1970. le polystyrène expansé est utilisé dans la construction de routes, la construction de reliefs et de remblais artificiels, la pose de voies de transport dans les zones à sols faibles, pour protéger les routes du gel, pour réduire la charge verticale sur la structure et dans un certain nombre d'autres cas. Le polystyrène expansé est le plus utilisé dans la construction routière aux États-Unis, au Japon, en Finlande et en Norvège [19]. Les exigences et les normes de GOST pour ce produit dans ces pays sont radicalement différentes de celles des pays russes et de la CEI.
• Sert de matériau pour la production de jouets, de meubles design et d'articles d'intérieur [20]. Il sert également de matériau pour la création d'objets d'art décoratif et appliqué moderne et d'art conceptuel [21].

Mousse de polystyrène extrudé: mode d'emploi

La polyfoam de qualité PSB-S, en raison de sa perméabilité à la vapeur plus élevée, par rapport aux EPI, peut être utilisée pour l'isolation thermique de l'intérieur des locaux. Le polystyrène extrudé est généralement utilisé pour l'isolation externe ou comme couche intermédiaire dans les panneaux sandwich. Pour isoler le mur de l'extérieur, des plaques d'une épaisseur de 80 à 100 mm sont utilisées. Des feuilles d'une épaisseur de 30 à 40 mm sont souvent utilisées, posées en deux couches.

Comment isoler correctement le mur avec du polystyrène expansé:

• Travaux de démantèlement. Avant de fixer la mousse de polystyrène extrudé ou la mousse au mur, démontez les détails du système de drainage, les éléments décoratifs, nettoyez et apprêtez la surface du mur.
• Coller des feuilles sur le mur. Comment bien coller la mousse de polystyrène sur le mur: le mélange adhésif est appliqué sur la structure du mur et sur toute la surface de la feuille isolante. Il est particulièrement abondamment appliqué sur les bords et au centre de la feuille. La feuille est collée au mur. Le panneau est fixé avec des chevilles qui doivent pénétrer dans le matériau du mur d'au moins 50 mm. Les chevilles sont placées au centre du panneau et au niveau des joints.
• Sceller les fissures. Si les espaces sont inférieurs à 20 mm, ils sont soufflés avec de la mousse de polyuréthane, voire plus, ils sont scellés avec des morceaux d'isolation, puis expansés. L'excès de mousse est coupé, les capuchons des ongles du parapluie sont frottés avec du mastic.

Lors de l'isolation de la façade avec du polystyrène extrudé, l'imperméabilisation n'est pas nécessaire. Les murs du sous-sol et les fondations avec un emplacement élevé des eaux souterraines nécessitent des mesures d'imperméabilisation.

Propriétés du polystyrène expansé

Absorption de l'eau

Colonie de bactéries sur EPS
Le polystyrène expansé est capable d'absorber l'eau en contact direct [22].La pénétration de l'eau directement dans le plastique est inférieure à 0,25 mm par an [23], par conséquent, l'absorption d'eau de la mousse de polystyrène dépend de ses caractéristiques structurelles, de sa densité, de sa technologie de fabrication et de la durée de la période de saturation en eau. L'absorption d'eau de la mousse de polystyrène extrudé même après 10 jours dans l'eau ne dépasse pas 0,4% (en volume), ce qui la rend largement utilisée comme chauffage pour les structures souterraines et enterrées (routes, fondations) [24].

Perméabilité à la vapeur

Le polystyrène expansé est un matériau peu perméable à la vapeur [25] [26].

Une caractéristique de la perméabilité à la vapeur du polystyrène expansé est qu'elle ne dépend pas de son degré de moussage et de la densité du polystyrène expansé et est toujours égale à 0,05 mg / (m * h * Pa) [source non spécifiée 1930 jours

], qui n'équivaut pas à la perméabilité à la vapeur d'un cadre en bois de pin, d'épicéa ou de chêne ou de laine minérale (0,55 mg / (m * h * Pa)).

Résistance biologique

Malgré le fait que le polystyrène expansé n'est pas sensible à l'action des champignons, des micro-organismes et des mousses, dans certains cas, ils sont capables de former leurs colonies à sa surface [27] [28] [29] [30].

Les insectes peuvent s'installer dans le polystyrène expansé, équiper les nids d'oiseaux et de rongeurs. Le problème de l'endommagement des structures en mousse de polystyrène par les rongeurs a fait l'objet de nombreuses études. Sur la base des résultats des tests de polystyrène expansé effectués sur des rats gris, des souris domestiques et des souris campagnols, ce qui suit a été établi:

1. Le polystyrène expansé, en tant que matériau constitué d'hydrocarbures, ne contient pas de nutriments et n'est pas un terrain fertile pour les rongeurs (et autres organismes vivants).
2. Dans des conditions obligatoires, les rongeurs agissent sur l'extrusion et la mousse de polystyrène granulaire ainsi que sur tout autre matériau, dans les cas où cela constitue un obstacle (obstacle) à l'accès à la nourriture et à l'eau ou pour répondre à d'autres besoins physiologiques de l'animal.
3. Dans des conditions de libre choix, les rongeurs affectent le polystyrène expansé dans une moindre mesure que dans des conditions forcées, et seulement s'ils ont besoin d'un matériau de litière ou s'il est nécessaire de broyer les incisives.
4. S'il y a un choix de matériau de nidification (toile de jute, papier), le polystyrène expansé attire les rongeurs dans le dernier tour.

Les résultats des expériences avec des rats et des souris ont également montré une dépendance à l'égard de la modification du polystyrène expansé, en particulier, le polystyrène expansé extrudé est endommagé par les rongeurs dans une moindre mesure.

Durabilité

L'un des moyens de déterminer la durabilité de la mousse de polystyrène consiste à alterner le chauffage à +40 ° C, le refroidissement à -40 ° C et le maintien dans l'eau. Chacun de ces cycles est supposé être égal à 1 année conditionnelle de fonctionnement. Selon cette méthode d'essai, la durabilité des produits en polystyrène expansé est d'au moins 60 ans [31], 80 ans [32].

Résistant aux solvants

Le polystyrène expansé n'est pas très résistant aux solvants. Il se dissout facilement dans le styrène d'origine, les hydrocarbures aromatiques (benzène, toluène, xylène), les hydrocarbures chlorés (1,2-dichloroéthane, tétrachlorure de carbone), les esters, l'acétone et le disulfure de carbone. En même temps, il est insoluble dans les alcools, les hydrocarbures aliphatiques et les éthers.

Caractéristiques et propriétés de l'isolation

Conductivité thermique

Un panneau de polystyrène expansé de 10 cm d'épaisseur et un mur de briques de plus de 1 m ont propriétés de conduction thermique égales.
L'air à l'intérieur des bulles est hermétiquement scellé, de sorte que le matériau retient parfaitement la chaleur.

Le coefficient de conductivité thermique varie dans la plage de 0,028 à 0,034 W / mK, ce qui est bien inférieur au coefficient de la brique ou du béton.

Perméabilité à la vapeur et absorption d'humidité

L'indice de perméabilité à la vapeur de la mousse de polystyrène expansé est de 0,019 à 0,015 kg par mètre-heure-Pascal, contrairement à un produit extrudé d'indice nul.

L'épaisseur et la forme requises sont données en utilisant découper la mousse en plaques de la taille souhaitée... La vapeur s'écoule à travers les granulés dans les cellules.

Remarque

La mousse de polystyrène extrudé n'est pas coupée, car les dalles finies sortent du convoyeur d'une certaine épaisseur et sont déjà lisses. En conséquence, la vapeur ne peut pas pénétrer dans le matériau.

Lorsqu'un produit non pressé est immergé dans l'eau, jusqu'à 4% du liquide est absorbé. La mousse de polystyrène extrudé dense restera presque sèche et n'absorbera que 0,4%.

Il est à noter que l'isolation ne sera pas endommagée au contact de liquides.

Force

Le matériau est durable, peut résister à la température de -40 à + 40 ° C jusqu'à 60 cycles (années climatiques). La résistance à la flexion statique du matériau extrudé est supérieure à celle du matériau expansé.

Absorption acoustique

Une couche de 3 cm de matériau isolant réduira le niveau de pénétration du bruit de 25 décibels, ce qui assure une bonne isolation phonique. Pertinent pour les résidents des appartements.

Mais cela ne soulagera pas complètement le bruit, mais l'étouffera seulement, en présence d'une épaisse couche d'isolation. Le bruit aérien ne sera pas maîtrisé.

Résistance biologique

La mousse de polystyrène n'est pas sensible à la formation d'activité biologique et donc ne deviendra pas un terreau fertile pour les moisissures et les champignons.
C'est un fait scientifiquement prouvé.

Cependant, il peut être endommagé par les rongeurs et les insectes. Ils se frayent un chemin à travers la matière à la recherche de chaleur et de nourriture.

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Destruction du polystyrène expansé

Destruction à haute température

La phase de destruction à haute température du polystyrène expansé a été bien et minutieusement étudiée. Il démarre à une température de +160 ° C. Lorsque la température monte à +200 ° C, la phase de destruction oxydante thermique commence. Au-dessus de +260 ° C, les processus de destruction thermique et de dépolymérisation prévalent. Du fait que la chaleur de polymérisation du polystyrène et du poly - "" α "" - méthylstyrène est l'une des plus faibles parmi tous les polymères, la dépolymérisation en monomère initial, le styrène, prédomine dans les processus de leur destruction [33].

La mousse de polystyrène modifiée avec des additifs spéciaux diffère par le degré de destruction à haute température selon la classe de certification. La mousse de polystyrène modifiée, certifiée selon la classe G1, ne se dégrade pas de plus de 65% lorsqu'elle est exposée à des températures élevées. Les classes de mousse de polystyrène modifiée sont données dans le tableau de la section sur la résistance au feu.

Destruction à basse température

Le polystyrène expansé, comme certains autres hydrocarbures, est capable de s'auto-oxyder dans l'air pour former des peroxydes. La réaction s'accompagne d'une dépolymérisation. La vitesse de réaction est déterminée par la diffusion de molécules d'oxygène. En raison de la surface considérablement développée du polystyrène expansé, il s'oxyde plus rapidement que le polystyrène dans un bloc [34]. Pour le polystyrène sous forme de produits denses, le facteur température est le début régulateur de la destruction. À des températures plus basses, sa destruction est théoriquement possible conformément aux lois de la thermodynamique des processus de polymérisation, mais en raison de la perméabilité aux gaz extrêmement faible du polystyrène, la pression partielle du monomère ne peut changer que sur la surface externe du produit. En conséquence, en dessous de Tpred = 310 ° C, la dépolymérisation du polystyrène se produit uniquement à partir de la surface du produit, et elle peut être négligée à des fins pratiques.

Docteur en chimie, professeur au Département de traitement des matières plastiques de l'Université russe de technologie chimique du nom de V.I. Mendeleeva L.M. Kerber sur la séparation du styrène du polystyrène expansé moderne:

«Dans des conditions de fonctionnement normales, le styrène ne s'oxyde jamais. Il s'oxyde à des températures beaucoup plus élevées. La dépolymérisation du styrène peut en effet se dérouler à des températures supérieures à 320 degrés, mais il est impossible de parler sérieusement de la libération de styrène lors du fonctionnement de blocs de polystyrène expansé dans la plage de température de moins 40 à plus 7 ° C.Dans la littérature scientifique, il est prouvé que l'oxydation du styrène à des températures allant jusqu'à +11 ° C ne se produit pratiquement pas. "

Les experts affirment également qu'une baisse de la résistance aux chocs du matériau à 65 ° C n'a pas été observée sur un intervalle de 5000 heures, et une baisse de la résistance aux chocs à 20 ° C n'a pas été observée sur 10 ans.

La nature toxique du styrène et la capacité du polystyrène expansé à libérer du styrène sont considérées par les experts européens comme non prouvées. Les experts, tant dans l'industrie de la construction que dans l'industrie chimique, soit nient la possibilité même d'oxydation du polystyrène expansé dans des conditions normales, soit soulignent l'absence de précédents, ou font référence à leur manque d'informations sur cette question.

De plus, le danger même du styrène est au départ souvent exagéré. Selon des études scientifiques à grande échelle menées en 2010 dans le cadre du passage de la procédure obligatoire de réenregistrement des produits chimiques à l'Agence européenne des produits chimiques conformément au règlement REACH, les conclusions suivantes ont été tirées:

• mutagénicité - aucune base de classification;
• cancérogénicité - aucune base de classification;
• toxicité pour la reproduction - aucune base de classification.

De plus, gardez à l'esprit que le styrène se trouve naturellement dans le café, la cannelle, les fraises et les fromages.

Ainsi, les principales préoccupations liées à la toxicité particulière du styrène, prétendument libéré lors de l'utilisation de polystyrène expansé, ne sont pas confirmées [33].

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Le polystyrène expansé est un matériau assez intéressant. La méthode de production a été brevetée en 1928 et a été modernisée à plusieurs reprises depuis. Le principal avantage est une faible conductivité thermique, et seulement alors en poids léger. Le polystyrène expansé est largement utilisé dans diverses industries et construction, et chaque personne, d'une manière ou d'une autre, en a découvert des produits dans la vie de tous les jours. De plus, le polystyrène expansé, dont le prix des produits est à un bas niveau, sera une bonne option si vous souhaitez isoler votre maison.

Table des matières

1. Qu'est-ce que le polystyrène expansé et en quoi est-il différent du polystyrène?
2. Polystyrène expansé, caractéristiques et propriétés
3. Champ d'application
4. Inconvénients du polystyrène expansé: un aperçu des mythes

Qu'est-ce que le polystyrène expansé et en quoi est-il différent du polystyrène?

Le polystyrène expansé est produit en ajoutant du gaz à la masse de polymère de polystyrène, qui, lors d'un chauffage ultérieur, augmente considérablement de volume, remplissant tout le moule. Selon le type de matériau, un gaz différent est utilisé pour créer du volume: pour les variations simples, le gaz naturel, les types de polystyrène expansé résistant au feu sont remplis de dioxyde de carbone.

Très souvent, les amateurs ont tendance à appeler la mousse de polystyrène et le polystyrène comme le même matériau. Cependant, ce n'est pas tout à fait vrai. Ils ont une base commune, mais les différences et les caractéristiques sont assez importantes. Si vous n'allez pas dans un long raisonnement spatial, les principales caractéristiques distinctives sont les suivantes:

• la densité de la mousse est nettement inférieure, 10 kg par m3, tandis que les indicateurs de la mousse de polystyrène sont de 40 kg par m3,
• le polystyrène expansé n'absorbe ni la vapeur ni l'humidité,
• l'apparence est différente. Polyfoam - a des granules internes, la mousse de polystyrène est plus homogène,
• la mousse plastique se caractérise par un coût inférieur, ce qui est perceptible lorsqu'il est utilisé comme matériau isolant thermique pour le revêtement extérieur des murs de bâtiments
• le polystyrène expansé a la meilleure résistance mécanique.

Le polyfoam est produit à partir de matières premières polymères, qui sont traitées à la vapeur, ce qui entraîne une augmentation significative du volume des granulés. Mais en même temps, cela conduit au fait que les micropores augmentent également en taille, à la suite de quoi la liaison entre les granulés se détériore et progressivement, sous l'influence des précipitations atmosphériques et des conditions climatiques, cela conduit au fait que le le matériau s'affaiblit. En gros, si vous cassez une feuille de polystyrène en deux, un grand nombre de granules se forment.Ce n'est pas typique du polystyrène expansé, car il se compose initialement de cellules fermées, qui assurent l'imperméabilité à l'humidité et à la vapeur du matériau. Au début de la production, ses granulés sous l'influence de températures élevées fondent, formant une masse fluide uniforme, qui est remplie de gaz.

Le matériau lui-même a également plusieurs variétés:

• La mousse de polystyrène extrudé est pratiquement le même matériau que le non pressé, la différence réside dans l'utilisation d'équipements tels qu'une extrudeuse, par conséquent, la mousse de polystyrène extrudé et extrudé est souvent appelée le même matériau.
• L'extrusion est également obtenue par traitement de la masse finale de matériau polymère, et est également une masse homogène. La variété est utilisée pour la fabrication d'emballages jetables et de vaisselle. En gros, les produits carnés des supermarchés sont emballés dans des emballages en mousse de polystyrène extrudé.

• Le procédé par pressage pour obtenir le matériau est plus coûteux, car il implique le pressage ultérieur du mélange gaz-expansé. Dans ce cas, il acquiert une force supplémentaire.
• La mousse de polystyrène autoclave est rarement mentionnée, et en fait, il s'agit d'un type d'extrusion dans lequel le moussage et la cuisson du matériau sont réalisés à l'aide d'un autoclave.
• Pressless est l'une des variétés les plus populaires. L'humidité est d'abord éliminée des granulés de polystrirole par séchage, puis moussée à 80 ° C, puis séchée à nouveau puis chauffée à nouveau. Le mélange résultant est versé dans un moule, où il est déjà auto-compactant au moment du refroidissement. Ce type de polystyrène expansé est plus fragile, mais nécessite deux fois moins d'isopétane pour sa production, ce qui affecte le coût final.

Polystyrène expansé, caractéristiques et propriétés

Le polystyrène expansé est un matériau ambigu: quelqu'un exalte ses propriétés vers le ciel, quelqu'un, au contraire, moussant à la bouche, exige une interdiction immédiate et complète de son utilisation au motif «d'exposer les œuvres d'un académicien». Certes, l'omniprésence du polystyrène expansé et sa grande popularité amènent les conclusions vers le fait que ce matériau est vraiment bon et présente les avantages suivants:

• Une faible conductivité thermique permet d'obtenir un effet isolant significatif. En fait, 11 cm de polystyrène expansé peuvent fournir la même isolation thermique qu'un mur de briques de silicate de plus de deux mètres d'épaisseur. La conductivité thermique du matériau est de 0,027 W / mK, ce qui est nettement inférieur à celui du béton ou de la brique,
• Résistance à l'humidité du matériau. Même avec une exposition prolongée à l'humidité, le pouvoir absorbant ne dépassera pas 6%, il n'est donc pas nécessaire de craindre une déformation de la structure du polystyrène expansé.
• Le polystyrène expansé est durable et peut supporter jusqu'à 60 cycles d'exposition à des températures de -40 à + 40 ° C. Chaque cycle constitue une année climatique estimée.
• Insensibilité à la formation de milieux biologiques. Le polystyrène expansé ne deviendra pas un terreau fertile pour les champignons et les moisissures.

• Inoffensif du matériau. Dans sa production, des composants non toxiques sont utilisés, par conséquent, des produits en polystyrène expansé sont également utilisés dans l'industrie alimentaire. Par exemple, pour stocker de la nourriture.
• En raison de son poids léger, l'isolation des façades de bâtiments avec du polystyrène expansé prend beaucoup moins de temps et d'efforts que lors de l'utilisation d'autres moyens.
• Les matériaux résistants au feu, lorsqu'ils sont exposés à une flamme nue, ont tendance à s'éteindre d'eux-mêmes et à fondre, sans propager la combustion. La température de combustion spontanée du polystyrène expansé est de + 490 ° C, ce qui est presque deux fois plus élevé que celui du bois. En l'absence d'exposition à une source de flamme nue pendant plus de quatre secondes, le polystyrène expansé s'éteint. L'énergie thermique lors de la combustion du matériau est 7 fois inférieure à celle d'un arbre. Par conséquent, le polystyrène expansé n'est pas en mesure de soutenir le site de l'incendie.
• Fournir une insonorisation. Cette qualité est particulièrement importante pour les résidents d'appartements standards. Une couche de 3 cm de matériau isolant suffit pour réduire la pénétration du bruit de 25 dB.
• La perméabilité à la vapeur du matériau est à un faible niveau de 0,05 Mg / m * h * Pa, quel que soit le degré de moussage et la densité du grade. En fait, les indicateurs de perméabilité à la vapeur sont similaires à la charpente en bois de pin ou de chêne.
• Résistant aux alcools et aux éthers, mais facilement sujet à la destruction lorsque les solvants entrent en contact avec la surface du matériau.
• La résistance à la traction est d'au moins 20 MPa.

Comme on peut le voir d'après ce qui précède, le polystyrène expansé est un outil efficace pour résoudre de nombreux problèmes: de l'utilisation de certaines de ses variétés comme emballage à la fourniture de chaleur et d'imperméabilisation des façades de bâtiments. De plus, le matériau est utilisé à d'autres fins dans la construction, qui seront discutées ci-dessous.

Champ d'application

Le polystyrène expansé dans la construction est principalement utilisé pour isoler les éléments suivants:

• Tuyaux d'eau,
• toits,
• planchers,
• pentes de portes et fenêtres,
• des murs.

Par exemple, la consommation de polystyrène expansé pour l'isolation des tuyaux est économiquement justifiée et raisonnable en raison de ses capacités. De plus, à ces fins, on utilise de la mousse de polystyrène bloc moulé, ce qui permet, en cas d'endommagement de la canalisation, d'y accéder facilement en enlevant la section souhaitée du revêtement de protection.

Le polystyrène expansé est activement utilisé dans la construction des voies de transport. Il réduit l'effet de la charge verticale sur le sol lors de la construction des bâtiments. Largement répandu dans la production de panneaux SIP.

Le champ d'application du polystyrène expansé, dont les caractéristiques, combinées à un prix bas, le rendent extrêmement attractif pour une utilisation dans n'importe quelle industrie, est pratiquement illimité. La seule chose à prendre en compte est que le matériau a une faible densité, par conséquent, il est susceptible de subir des dommages mécaniques.

Inconvénients du polystyrène expansé: un aperçu des mythes

En plus du bouquet d'avantages, il y a aussi des inconvénients. De plus, un grand nombre de mythes différents sont associés au polystyrène expansé, qui doit être examiné plus en détail:

• De nombreux fabricants affirment que la mousse de polystyrène expansé extrudé est nettement supérieure aux autres variétés, comme preuve dont ils exposent souvent un tableau des caractéristiques comparatives de cette variété par rapport à la mousse ordinaire. Néanmoins, la différence de conductivité thermique entre la mousse de polystyrène extrudé et extrudé n'est pratiquement pas perceptible et s'élève à 0,002 unité, en même temps, en raison de la publicité, le coût des plaques d'extrusion pour l'isolation est plus élevé.
• La densité maximale du polystyrène expansé donne les mêmes performances élevées lorsqu'il est isolé. Selon les experts, une telle affirmation présente certaines divergences avec la réalité, car plus les molécules adhèrent étroitement les unes aux autres, plus la conductivité thermique augmente et il est plus facile pour le froid de pénétrer dans la pièce. Un moyen de sortir de cette situation sera l'utilisation de plaques de polystyrène expansé basse densité, qui doivent être recouvertes d'un treillis de renfort et d'une couche protectrice d'apprêt afin d'augmenter leur résistance mécanique.

• La mousse de polystyrène ignifuge est absolument ininflammable et inoffensive pour le corps humain. Tout matériau de construction, lorsqu'il est exposé à une flamme nue, présentera plus ou moins des propriétés de combustion. Cependant, la température de combustion spontanée du polystyrène expansé est plus élevée que celle du bois, et de plus, il émet beaucoup moins d'énergie thermique lors de la combustion. Il est important de se rappeler que les variétés résistantes au feu, malgré leur nom fort, ne sont en aucun cas capables d'arrêter la flamme, mais seulement de réduire son effet. Le dioxyde de carbone, qui est utilisé dans sa production, deviendra un sérieux inconvénient d'un grade ignifuge par rapport à l'habituel.En conséquence, lors de la refusion, le matériau commencera à émettre une quantité considérablement importante de substances nocives. Certains vendeurs parlent d'incombustibilité sur la base d'une expérience démonstrative: lorsque la base avec une plaque d'isolation fixée dessus commence à se réchauffer par l'arrière. Lorsqu'elle est exposée à des températures élevées, la mousse de polystyrène commence à fondre et à se déformer, alors qu'il n'y a pas d'incendie. Cependant, tant que la flamme y est exposée, le matériau continuera à brûler.
• Les produits ignifuges ajoutés à la mousse de polystyrène pour sa résistance au feu sont «dans tous les cas, du poison pur». Une autre déclaration controversée. Un ignifuge est un composant contenant des substances dans sa structure qui ralentissent le processus de combustion. Ils diffèrent par leur composition et contiennent divers composants, allant des formaldéhydes, qui sont vraiment dangereux pour l'homme, aux sels de magnésium, qui sont tout à fait écologiques et sûrs. Récemment, des solutions à base de sels inorganiques ont été de plus en plus utilisées, elles ne sont donc pas susceptibles de nuire à la santé. Les produits ignifuges sont souvent utilisés pour imprégner et appliquer une couche protectrice sur le bois afin d'augmenter sa résistance au feu.
• L'installation de matériaux isolants en mousse de polystyrène ne peut pas fournir de chaleur. En fait, la tâche de l'isolation n'est pas d'apporter de la chaleur, mais de la maintenir à l'intérieur. En gros, l'utilisation de plaques d'isolation thermique réduira considérablement la fuite de chaleur à l'extérieur des locaux, vous n'aurez donc pas à chauffer la rue à vos frais.
• "Le polystyrène expansé est dangereux pour la santé." La production moderne vous permet de créer des matériaux à partir de composants respectueux de l'environnement, de sorte qu'il n'y a pas de menace pour la santé. De plus, l'utilisation généralisée de produits pour le stockage de produits semi-finis et pour une utilisation dans la vie quotidienne témoigne précisément de la sécurité du matériau.

Le plus souvent, des problèmes surviennent lorsque vous souhaitez acheter du polystyrène expansé de variétés moins chères et de qualité inférieure. Les panneaux isolants constitués d'un tel matériau ont vraiment moins de résistance et peuvent commencer à se déformer même à des températures supérieures à 40 ° C. La règle principale lors de l'utilisation de matériaux en polystyrène expansé dans n'importe quel secteur sera d'assurer la qualité et la fiabilité, pour lesquelles vous devez payer. Et puis, au cours de l'opération, seule la dignité apparaîtra.

Risque d'incendie du polystyrène expansé

Risque d'incendie de la mousse de polystyrène non traitée

La mousse de polystyrène non modifiée (classe d'inflammabilité G4) est un matériau inflammable dont l'inflammation peut provenir de la flamme d'allumettes, d'un chalumeau, d'étincelles de soudage autogènes. Le polystyrène expansé ne s'enflamme pas à partir d'un fil de fer calciné, d'une cigarette allumée et d'étincelles générées à la pointe de l'acier [35]. Le polystyrène expansé fait référence à des matériaux synthétiques caractérisés par une inflammabilité accrue. Il est capable de stocker l'énergie d'une source de chaleur externe dans les couches superficielles, propageant le feu et déclenchant l'intensification du feu [36].

Le point d'éclair du polystyrène expansé varie de 210 ° C à 440 ° C selon les additifs utilisés par les fabricants [37] [38]. La température d'inflammation d'une modification spécifique de la mousse de polystyrène est déterminée selon la classe de certification.

Lorsque le polystyrène expansé conventionnel (classe d'inflammabilité G4) s'enflamme, une température de 1200 ° C se développe en peu de temps [35]; lors de l'utilisation d'additifs spéciaux (ignifuges), la température de combustion peut être réduite en fonction de la classe de combustion (classe d'inflammabilité G3 ). La combustion du polystyrène expansé se produit avec la formation de fumée toxique de degrés et d'intensité variables, en fonction des impuretés ajoutées au polystyrène expansé pour réduire la génération de fumée. Les émissions de fumée de substances toxiques sont 36 fois plus volumineuses que celles du bois.

La combustion du polystyrène expansé ordinaire (classe d'inflammabilité G4) s'accompagne de la formation de produits toxiques: cyanure d'hydrogène, bromure d'hydrogène, etc. [39] [40].

Pour ces raisons, les produits en mousse de polystyrène non traitée (classe d'inflammabilité G4) ne disposent pas de certificats d'homologation pour une utilisation dans les travaux de construction.

Les fabricants utilisent du polystyrène expansé modifié par des additifs spéciaux (ignifuges), grâce auxquels le matériau a différentes classes d'inflammation, de combustibilité et de génération de fumée.

Ainsi, avec une installation correcte, conformément à GOST 15588-2014 «Plaques isolantes en mousse de polystyrène. Conditions techniques », le polystyrène expansé ne constitue pas une menace pour la sécurité incendie des bâtiments. La technologie «façade humide» (WDVS, EIFS, ETICS), qui implique l'utilisation de polystyrène expansé comme isolant dans l'enveloppe du bâtiment, est largement utilisée dans la construction.

Mousse de polystyrène modifiée pour la sécurité incendie

Pour réduire le risque d'incendie du polystyrène expansé, lors de sa réception, des produits ignifuges y sont ajoutés. Le matériau obtenu est appelé mousse de polystyrène auto-extinguible (classe d'inflammabilité G3) et est indiqué par un certain nombre de fabricants russes avec une lettre supplémentaire «C» à la fin (par exemple, PSB-S) [41].

Le 05/01/2009, une nouvelle loi fédérale FZ-123 "Réglementation technique sur les exigences de sécurité incendie" est entrée en vigueur. La méthodologie pour déterminer le groupe d'inflammabilité des matériaux de construction combustibles a changé. À savoir, au paragraphe 6 de l'article 13, une prescription est apparue qui exclut la formation de gouttes de fusion dans des matériaux appartenant au groupe G1-G2 [42]

Étant donné que le point de fusion du polystyrène est d'environ 220 ° C, tous les appareils de chauffage à base de ce polymère (y compris la mousse de polystyrène extrudé) à partir du 01.05.2009 seront classés avec un groupe d'inflammabilité non supérieur à G3.

Avant l'entrée en vigueur de la loi fédérale 123, le groupe de marques d'inflammabilité avec ajout de retardateurs de flamme était qualifié de G1.

Une diminution de la combustibilité du polystyrène expansé dans la plupart des cas est obtenue en remplaçant le gaz combustible pour «gonfler» les granulés par du dioxyde de carbone [43].

Types de polystyrène expansé

La prolifération des PPP était une réponse à une demande d'isolation capable de retenir efficacement la chaleur dans les bâtiments construits à partir de matériaux de construction traditionnels. Dans les grandes villes, d'énormes sommes sont consacrées au chauffage des bâtiments en hiver. Et les émissions des centrales thermiques conduisent à une dégradation significative de la situation environnementale.

Parmi de nombreux domaines, l'un des plus réussis a été l'utilisation de mousse de polystyrène obtenue en moussant du polystyrène lors d'un traitement en présence de températures élevées.

Le matériau final se présente sous la forme de granulés dont le diamètre varie de 2 à 8 mm, qui sont frittés ensemble lorsqu'ils sont exposés au choc de vapeur.

En conséquence, un matériau a été appris avec lequel seule la laine minérale peut se comparer en termes de propriétés d'isolation thermique. Il est intéressant de comparer le PPP avec d'autres matériaux.

Une feuille de matériau de 10 cm d'épaisseur peut remplacer:

• 400 cm de béton lourd;
• 150 cm de briques de construction;
• 100 cm de béton d'argile expansée;
• 60 cm de béton cellulaire;
• Bois de pin de 40 cm.

De plus, en raison de la présence de pores fermés dans la structure du matériau, il reflète parfaitement le son, il est donc souvent utilisé comme isolation phonique.

En fonction de la technologie de production, le polystyrène expansé est divisé:

• sur polystyrène expansé sans pression (PSB);
• polystyrène expansé pressé (PS);
• mousse de polystyrène extrudé (EPS).

Ces types présentent des différences non seulement en termes de technologie, mais également en termes de caractéristiques. Par conséquent, leurs domaines d'application diffèrent également.

Notes (modifier)

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