Poliestireno expandido: espumado e extrudado

Suspensão autoextinguível sem pressão de poliestireno expandido (PSB-S) em um corte (EPS)

A estrutura do poliestireno expandido em alta ampliação
Pénopolistirole

é um material preenchido com gás obtido a partir do poliestireno e seus derivados, bem como de copolímeros de estireno. O poliestireno expandido é um tipo comum de poliestireno, geralmente denominado na vida cotidiana. A tecnologia usual para a produção de poliestireno expandido está associada ao enchimento inicial dos grânulos de estireno com gás, que é dissolvido na massa do polímero. Posteriormente, a massa é aquecida com vapor. Nesse processo, ocorre um aumento múltiplo no volume dos grânulos originais até que eles ocupem toda a forma do bloco e não sejam sinterizados. No poliestireno expandido tradicional, o gás natural, que é facilmente solúvel em estireno, é usado para preencher os grânulos; nas versões resistentes ao fogo do poliestireno expandido, os grânulos são preenchidos com dióxido de carbono [1]. Existe também uma tecnologia de obtenção de poliestireno expandido a vácuo, que não contém nenhum dos gases.

Contente

• 1 História da produção de poliestireno expandido
• 2 Composição de poliestireno expandido
• 3 métodos de obtenção
• 4 Propriedades do poliestireno expandido
• 5 Os principais tipos de espuma de poliestireno produzida
• 6 aplicativo
• 7 Propriedades do poliestireno expandido 7.1 Absorção de água
• 7.2 Permeabilidade ao vapor
• 7.3 Estabilidade biológica
• 7.4 Durabilidade
• 7.5 Resistência a solventes

A história da produção de poliestireno expandido

O primeiro poliestireno expandido foi produzido na França em 1928 [2]. A produção industrial de poliestireno expandido começou na década de 1937. [especificamos

] na Alemanha [3]. Na URSS, a produção de poliestireno expandido (grau PS-1) foi dominada em 1939 [4], graus PS-2 e PS-4 - em 1946 [5], grau PSB - em 1958 [6] Em 1961, a URSS dominou a tecnologia para a produção de poliestireno expandido autoextinguível (PSB-S) [7]. Para fins de construção, o poliestireno expandido PSB começou a ser produzido em 1959 na planta Stroyplastmass em Mytishchi.

Composição de poliestireno expandido

Para obter poliestireno expandido, o poliestireno é o mais usado. Outras matérias-primas são polimonoclorostireno, polidicloroestireno e copolímeros de estireno com outros monômeros: acrilonitrila e butadieno. Hidrocarbonetos de baixo ponto de ebulição (pentano, isopentano, éter de petróleo, diclorometano) ou agentes de expansão (diaminobenzeno, nitrato de amônio, azobisisobutironitrila) são usados ​​como agentes de expansão. Além disso, a composição das placas de poliestireno expandido inclui retardadores de fogo (classe de inflamabilidade G1), corantes, plastificantes e vários enchimentos.

Métodos de obtenção

Uma proporção significativa da espuma de poliestireno obtida é produzida pela formação de espuma do material com vapores de líquidos de baixo ponto de ebulição. Para isso, utiliza-se um processo de polimerização em suspensão na presença de um líquido que pode se dissolver no estireno original e é insolúvel em poliestireno, por exemplo, pentano, isopentano e suas misturas. Neste caso, formam-se grânulos nos quais o líquido de baixo ponto de ebulição é uniformemente distribuído no poliestireno. Além disso, estes grânulos são submetidos a aquecimento com vapor, água ou ar, como resultado do qual aumentam significativamente de tamanho - 10-30 vezes. Os grânulos a granel resultantes são sinterizados com moldagem simultânea de produtos.

Propriedades do poliestireno expandido

Poliestireno expandido de alta qualidade: material com grânulos uniformemente espaçados do mesmo tamanho

Poliestireno expandido de baixa qualidade do tipo PSB: ocorre uma quebra ao longo da zona de contato de bolas de diferentes tamanhos
O poliestireno expandido, obtido pela formação de espuma de um líquido de baixo ponto de ebulição, é um material que consiste em grânulos de células finas sinterizadas. Existem microporos dentro dos grânulos de poliestireno expandido e espaços vazios entre os grânulos. As propriedades mecânicas de um material são determinadas por sua densidade aparente: quanto maior for, maior será a resistência e menor será a absorção de água, higroscopicidade, vapor e permeabilidade ao ar.

Espuma de poliestireno extrudado

A versão oficialmente reconhecida é que esse tipo de isolamento foi inventado por especialistas nos Estados Unidos na década de setenta. Ao mesmo tempo, sabe-se que muito antes disso, na União Soviética, esse material era utilizado para as necessidades da atividade econômica. Um exemplo de aplicação na URSS são as bóias que marcam a fronteira da água. Portanto, vamos dar aos americanos XPS primazia no uso desse material na construção civil. A espuma de poliestireno extrudido é um material único com elevada resistência e impermeabilidade absoluta, o que a torna indispensável para isolar fundações, piscinas e quaisquer outras estruturas que funcionem em ambiente húmido. Os fatores que limitam o uso de EPS são a inflamabilidade desse isolamento e sua permeabilidade ao vapor.

Os principais tipos de espuma de poliestireno produzida

• Poliestireno expandido sem pressão
  : EPS (Poliestireno Expandido); PSB (espuma de poliestireno expandido não prensado em suspensão); PSB-S (Suspensão de poliestireno expandido, sem pressão, autoextinguível). Inventado pela BASF em 1951
• Espuma de poliestireno extrudado
  : XPS (Poliestireno Extrudado); Extrol, Penoplex, Styrex, Technoplex, TechnoNIKOL, URSA XPS
• Espuma de poliestireno extrudado
  : várias marcas estrangeiras; PS-1; PS-4
• Espuma de poliestireno autoclave
  : Isopor (Dow Chemical)
• Espuma de poliestireno extrudado em autoclave
  [8]

Tipos básicos

• Pressless - o tipo mais comum, barato, mais frágil. Possui alta absorção de água... Consiste em muitos grânulos de estrutura heterogênea. Os grânulos de poliestireno são secos, espumados, secos novamente e aquecidos. Esta composição é usada para preencher um molde que se torna denso à medida que esfria.
• pressione - isolamento durável e denso, mais caro. Possui baixo coeficiente de transferência de calor devido aos grânulos hermeticamente selados. Fornece a prensagem de gás subsequente da mistura de espuma.
• Extrudado - tem consistência homogênea de células pequenas e quase totalmente fechadas. Produzido de acordo com GOST por extrusão - quando bolas de poliestireno derretem e uma composição homogênea é obtida, que é despejado em um molde para resfriamento. Este método permite tornar o material resistente à penetração de água, denso, resistente a solicitações mecânicas, aumentando assim a vida útil.

Com a adição de retardadores de fogo, espuma de poliestireno extrudido pode ser resistente ao fogo.

• Extrusão obtido pelo processamento do peso final do polímero. Uma extrusora é usada na fabricação, portanto, os 2 últimos tipos são chamados de mesmo material.

Recomendamos: Os principais tipos e propriedades do policarbonato monolítico. Onde é usado o material e como cortá-lo você mesmo?

Existe uma autoclave e autoclave-extrusão de espuma de poliestireno, onde a espumação e a secagem do material são feitas em autoclave. É produzido no exterior, raramente é utilizado devido ao seu alto custo.

Inscrição

O poliestireno expandido é mais frequentemente usado como um material isolante de calor e estrutural. Âmbitos de aplicação: construção, transporte e construção naval, construção de aeronaves. Uma grande quantidade de poliestireno expandido é usada como embalagem e material de isolamento elétrico.

• Na indústria militar - como um aquecedor; nos sistemas de proteção individual de militares; como um amortecedor em capacetes.
• Na produção de refrigeradores domésticos como isolantes térmicos (na URSS, são refrigeradores produzidos em série "Yarna-3", "Yarna-4", "Vizma", "Smolensk" e "Aragats-71") até o início dos anos 1960 , quando o poliestireno expandido foi deslocado pela espuma de poliuretano.
• Na produção de recipientes e embalagens isotérmicas descartáveis ​​para produtos congelados [9] [10] [11] [12]
• Na construção de edifícios - o uso de poliestireno expandido na Rússia na indústria da construção é regulamentado por padrões estaduais [13] [14] [15] e é limitado ao uso de um envelope de construção como uma camada intermediária. O poliestireno expandido é amplamente utilizado para isolar fachadas (classe de inflamabilidade G1). O risco de incêndio potencialmente alto deste material requer testes completos preliminares obrigatórios [16]. Em agosto de 2014, o FGBU VNIIPO EMERCOM da Rússia observou [17] que o uso de SFTK ("Sistemas de compósito de isolamento térmico de fachada") como um aquecedor (isolamento térmico) do plano principal da fachada de espuma de poliestireno (apenas aquelas marcas que estão indicadas na TS), que não seja material para acabamento ou revestimento das superfícies externas das paredes externas de edifícios e estruturas, contrariando os requisitos do artigo 87, inciso 11 da Lei Federal nº 123-FZ [ 18] e parágrafo 5.2.3 do SP 2.13130.2012. Em julho de 2020, o moderno GOST 15588-2014 “Placas de isolamento térmico de poliestireno espumado. Condições técnicas ”, indicando a presença obrigatória de aditivos retardadores de fogo no material, garantindo a segurança contra incêndio (autoextinguível, impossibilidade de manter combustão independente) das placas de poliestireno expandido durante o armazenamento e instalação.
• Desde os anos 1970. o poliestireno expandido é utilizado na construção de estradas, na construção de relevos artificiais e aterros, na colocação de vias de transporte em áreas com solos frágeis, na proteção de estradas de congelamento, para reduzir a carga vertical sobre a estrutura, e em uma série de outros casos. O poliestireno expandido é mais ativamente usado na construção de estradas nos EUA, Japão, Finlândia e Noruega [19]. Os requisitos e padrões do GOST para este produto nesses países são radicalmente diferentes dos países da Rússia e da CEI.
• Serve como material para a produção de brinquedos, móveis de design e itens de interior [20]. Também serve como um material para a criação de objetos de arte decorativa moderna e aplicada e arte conceitual [21].

Espuma de poliestireno extrudado: instruções de uso

Poliespuma do tipo PSB-S, devido à sua maior permeabilidade ao vapor, em relação ao EPI, pode ser utilizada para isolamento térmico do interior das instalações. O poliestireno extrudado é geralmente usado para isolamento externo ou como uma camada intermediária em painéis sanduíche. Para isolar a parede do exterior, são utilizadas placas com uma espessura de 80-100 mm. As folhas com uma espessura de 30-40 mm são freqüentemente usadas, dispostas em duas camadas.

Como isolar adequadamente a parede com poliestireno expandido:

• Trabalho de desmontagem. Antes de fixar a espuma de poliestireno extrudido ou espuma na parede, desmonte os detalhes do sistema de drenagem, elementos decorativos, limpe e imprima a superfície da parede.
• Colando lençóis na parede. Como colar corretamente a espuma de poliestireno na parede: a mistura adesiva é aplicada na estrutura da parede e em toda a área da folha de isolamento. É especialmente aplicado em abundância nas bordas e no centro da folha. A folha é colada na parede. O painel é fixado com buchas, que devem penetrar no material da parede em pelo menos 50 mm. As cavilhas são colocadas no centro do painel e nas juntas.
• Selagem de fissuras. Se as lacunas forem menores que 20 mm, elas são sopradas com espuma de poliuretano; se forem maiores, são seladas com pedaços de isolamento e, em seguida, espumadas. O excesso de espuma é cortado, as tampas dos pregos do guarda-chuva são esfregadas com massa.

Ao isolar a fachada com poliestireno extrudido, não é necessária impermeabilização. As paredes da cave e a fundação com uma localização elevada de água subterrânea requerem medidas de impermeabilização.

Propriedades do poliestireno expandido

Absorção de água

Colônia de bactérias em EPS
O poliestireno expandido é capaz de absorver água em contato direto [22].A penetração da água diretamente no plástico é inferior a 0,25 mm por ano [23], portanto, a absorção de água da espuma de poliestireno depende de suas características estruturais, densidade, tecnologia de fabricação e da duração do período de saturação da água. A absorção de água da espuma de poliestireno extrudido mesmo após 10 dias em água não ultrapassa 0,4% (em volume), o que a torna amplamente utilizada como aquecedor de estruturas subterrâneas e enterradas (estradas, fundações) [24].

Permeabilidade ao vapor

O poliestireno expandido é um material pouco permeável ao vapor [25] [26].

Uma característica da permeabilidade ao vapor do poliestireno expandido é que ele não depende do seu grau de formação de espuma e da densidade do poliestireno expandido e é sempre igual a 0,05 mg / (m * h * Pa) [fonte não especificada 1930 dias

], que não é equivalente à permeabilidade ao vapor de uma estrutura de madeira de pinho, abeto ou carvalho ou lã mineral (0,55 mg / (m * h * Pa)).

Resistência biológica

Apesar do poliestireno expandido não ser suscetível à ação de fungos, microrganismos e musgos, em alguns casos eles são capazes de formar suas colônias em sua superfície [27] [28] [29] [30].

Os insetos podem se instalar em poliestireno expandido, equipar ninhos de pássaros e roedores. O problema de danos às estruturas de espuma de poliestireno por roedores tem sido o assunto de numerosos estudos. Com base nos resultados dos testes de espuma de poliestireno realizados em ratos cinzentos, camundongos domésticos e camundongos ratazanas, o seguinte foi estabelecido:

1. O poliestireno expandido, como um material constituído por hidrocarbonetos, não contém nutrientes e não é um terreno fértil para roedores (e outros organismos vivos).
2. Em condições obrigatórias, os roedores atuam sobre a extrusão e a espuma de poliestireno granular, bem como sobre qualquer outro material, nos casos em que seja um obstáculo (obstáculo) ao acesso à comida e à água ou ao atendimento de outras necessidades fisiológicas do animal.
3. Em condições de livre escolha, os roedores afetam o poliestireno expandido em menor grau do que em condições de compulsão e somente se eles precisarem de material de cama ou se houver necessidade de triturar os incisivos.
4. Se houver opção de material de aninhamento (estopa, papel), o poliestireno expandido atrai os roedores na última volta.

Os resultados de experimentos com ratos e camundongos também mostraram dependência da modificação do poliestireno expandido, em particular, o poliestireno expandido extrudado é danificado por roedores em menor grau.

Durabilidade

Uma das maneiras de determinar a durabilidade da espuma de poliestireno é alternando o aquecimento a +40 ° C, o resfriamento a -40 ° C e a manutenção em água. Cada um desses ciclos é considerado igual a 1 ano condicional de operação. Argumenta-se que a durabilidade dos produtos de poliestireno expandido de acordo com este método de teste é de pelo menos 60 anos [31], 80 anos [32].

Resistente a solventes

O poliestireno expandido não é muito resistente a solventes. Ele se dissolve facilmente no estireno original, hidrocarbonetos aromáticos (benzeno, tolueno, xileno), hidrocarbonetos clorados (1,2-dicloroetano, tetracloreto de carbono), ésteres, acetona e dissulfeto de carbono. Ao mesmo tempo, é insolúvel em álcoois, hidrocarbonetos alifáticos e éteres.

Características e propriedades de isolamento

Condutividade térmica

Placa de poliestireno expandido com 10 cm de espessura e parede de tijolo com mais de 1 m propriedades condutoras de calor iguais.
O ar dentro das bolhas é hermeticamente selado, para que o material retenha perfeitamente o calor.

O coeficiente de condutividade térmica varia na faixa de 0,028 - 0,034 W / mK, que é muito menor do que o coeficiente de tijolo ou concreto.

Permeabilidade ao vapor e absorção de umidade

O índice de permeabilidade ao vapor da espuma de poliestireno expandido é de 0,019 a 0,015 kg por metro-hora-Pascal, em contraste com um produto extrudado com índice zero.

A espessura e a forma necessárias são fornecidas usando cortando a espuma em placas do tamanho desejado... O vapor flui através dos grânulos para as células.

Nota

Espuma de poliestireno extrudido não é cortada, porque as lajes acabadas saem do transportador de uma certa espessura e já são lisas. Como resultado, o vapor não consegue penetrar no material.

Quando um produto não prensado é imerso em água, até 4% do líquido é absorvido. A espuma densa de poliestireno extrudado permanecerá quase seca e absorverá apenas 0,4%.

É importante ressaltar que o isolamento não será danificado em contato com líquidos.

Força

O material é durável, pode suportar a temperatura de -40 a + 40 ° C até 60 ciclos (anos climáticos). A resistência à flexão estática do material extrudado é superior à do material espumado.

Absorção de som

Uma camada de material isolante de 3 cm reduzirá o nível de penetração de ruído em 25 decibéis, o que proporciona um bom isolamento acústico. Relevante para residentes de apartamentos.

Mas não vai aliviar completamente o ruído, mas apenas abafá-lo, na presença de uma espessa camada de isolamento. O ruído aerotransportado não domina.

Resistência biológica

A espuma de poliestireno não é sensível à formação de atividade biológica e, portanto, não se tornará um terreno fértil para mofo e fungos.
Este é um fato comprovado cientificamente.

No entanto, pode ser danificado por roedores e insetos. Eles avançam pelo material em busca de calor e comida.

Recomendamos: O que é concreto leve, seus tipos e composição. Condutividade térmica e outras características

Destruição de poliestireno expandido

Destruição de alta temperatura

A fase de destruição de alta temperatura do poliestireno expandido foi bem e exaustivamente estudada. Começa a uma temperatura de +160 ° C. À medida que a temperatura sobe para +200 ° C, a fase de destruição oxidativa térmica começa. Acima de +260 ° C, prevalecem os processos de destruição térmica e despolimerização. Pelo fato do calor de polimerização do poliestireno e poli - "" α "" - metilestireno ser um dos mais baixos entre todos os polímeros, a despolimerização ao monômero inicial, o estireno, predomina nos processos de sua destruição [33].

A espuma de poliestireno modificada com aditivos especiais difere no grau de destruição por alta temperatura de acordo com a classe de certificação. A espuma de poliestireno modificado, certificada de acordo com a classe G1, não se degrada em mais de 65% quando exposta a altas temperaturas. As classes de espuma de poliestireno modificado são fornecidas na tabela da seção sobre resistência ao fogo.

Destruição de baixa temperatura

O poliestireno espumado, como alguns outros hidrocarbonetos, é capaz de se auto-oxidar ao ar para formar peróxidos. A reação é acompanhada por despolimerização. A taxa de reação é determinada pela difusão das moléculas de oxigênio. Devido à superfície significativamente desenvolvida do poliestireno expandido, ele oxida mais rápido do que o poliestireno em um bloco [34]. Para o poliestireno na forma de produtos densos, o fator de temperatura é o início regulador da destruição. Em temperaturas mais baixas, sua destruição é teoricamente possível de acordo com as leis da termodinâmica dos processos de polimerização, mas devido à baixíssima permeabilidade ao gás do poliestireno, a pressão parcial do monômero só pode mudar na superfície externa do produto. Consequentemente, abaixo de Tpred = 310 ° C, a despolimerização do poliestireno ocorre apenas a partir da superfície do produto e pode ser desprezada para fins práticos.

Doutor em Química, Professor do Departamento de Processamento de Plásticos da Universidade Russa de Tecnologia Química em homenagem a V.I. Mendeleeva L.M. Kerber sobre a separação do estireno do poliestireno expandido moderno:

“Em condições normais de operação, o estireno nunca se oxida. Oxida em temperaturas muito mais altas. A despolimerização do estireno pode de fato ocorrer em temperaturas acima de 320 graus, mas é impossível falar seriamente sobre a liberação de estireno durante a operação de blocos de poliestireno expandido na faixa de temperatura de menos 40 a mais 7 ° C.Na literatura científica há evidências de que a oxidação do estireno em temperaturas de até +11 ° C praticamente não ocorre. ”

Os especialistas também afirmam que uma queda na resistência ao impacto do material a 65 ° C não foi observada em um intervalo de 5000 horas, e uma queda na resistência ao impacto a 20 ° C não foi observada em 10 anos.

A natureza tóxica do estireno e a capacidade do poliestireno expandido de liberar estireno são consideradas por especialistas europeus como não comprovadas. Especialistas, tanto da construção civil quanto da química, ou negam a própria possibilidade de oxidação do poliestireno expandido em condições normais, ou apontam a ausência de precedentes, ou referem-se à falta de informações sobre o assunto.

Além disso, o próprio perigo do estireno é inicialmente muitas vezes exagerado. De acordo com estudos científicos de grande escala realizados em 2010 em conexão com a aprovação do procedimento obrigatório para novo registro de produtos químicos na Agência Europeia de Produtos Químicos de acordo com o regulamento REACH, foram feitas as seguintes conclusões:

• mutagenicidade - sem base para classificação;
• carcinogenicidade - sem base para classificação;
• toxicidade reprodutiva - sem base para classificação.

Além do mais, lembre-se de que o estireno é encontrado naturalmente no café, na canela, nos morangos e nos queijos.

Assim, as principais preocupações associadas à toxicidade particular do estireno, supostamente liberado com o uso do poliestireno expandido, não são confirmadas [33].

Aquecedores

106 votos

+

Voz para!

—

Contra!

O poliestireno expandido é um material bastante interessante. O método de produção foi patenteado em 1928 e foi modernizado várias vezes desde então. A principal vantagem é a baixa condutividade térmica, e só então em peso leve. O poliestireno expandido é amplamente utilizado em várias indústrias e construção civil, e cada pessoa, de uma forma ou de outra, encontrou produtos dele no dia a dia. Além disso, o poliestireno expandido, cujo preço dos produtos é baixo, será uma boa opção se pretende isolar a sua casa.

Índice

1. O que é poliestireno expandido e em que difere do poliestireno?
2. Poliestireno expandido, características e propriedades
3. Area de aplicação
4. Desvantagens do poliestireno expandido: uma visão geral dos mitos

O que é poliestireno expandido e em que difere do poliestireno?

O poliestireno expandido é produzido pela adição de gás à massa do polímero de poliestireno, que, após aquecimento posterior, aumenta significativamente de volume, preenchendo todo o molde. Dependendo do tipo de material, um gás diferente é usado para criar volume: para variações simples, o gás natural, tipos de poliestireno expandido resistentes ao fogo são preenchidos com dióxido de carbono.

Frequentemente, os amadores tendem a chamar a espuma de poliestireno e poliestireno do mesmo material. No entanto, isso não é totalmente verdade. Eles têm uma base comum, mas as diferenças e características são bastante significativas. Se você não entrar no raciocínio espacial longo, as principais características distintivas são as seguintes:

• a densidade da espuma é significativamente menor, 10 kg por m3, enquanto os indicadores de espuma de poliestireno são 40 kg por m3,
• poliestireno expandido não absorve vapor e umidade,
• a aparência é diferente. Polyfoam - possui grânulos internos, espuma de poliestireno é mais homogênea,
• A espuma plástica é caracterizada por um custo mais baixo, que é perceptível quando é usado como um material isolante de calor para o revestimento externo das paredes de um edifício,
• o poliestireno expandido tem a melhor resistência mecânica.

Polyfoam é produzido a partir de matérias-primas poliméricas, que são tratadas com vapor de água, como resultado do qual o volume dos grânulos aumenta significativamente. Mas, ao mesmo tempo, isso leva ao fato de que os microporos também aumentam de tamanho, como resultado do que a ligação entre os grânulos se deteriora e gradualmente, sob a influência da precipitação atmosférica e das condições climáticas, isso leva ao fato de que o material enfraquece. Grosso modo, se você quebrar uma folha de poliestireno ao meio, um grande número de grânulos será formado.Isso não é típico do poliestireno expandido, pois inicialmente é constituído por células fechadas, que garantem a impermeabilidade à umidade e ao vapor do material. No início da produção, seus grânulos sob a influência de altas temperaturas derretem, formando uma massa fluida uniforme, que é preenchida com gás.

O próprio material também possui diversas variedades:

• A espuma de poliestireno extrudado é praticamente o mesmo material que a não prensada, a diferença está no uso de equipamentos como uma extrusora, portanto, a espuma de poliestireno extrudada e extrudada costuma ser chamada de mesmo material.
• A extrusão também é obtida pelo processamento da massa final do material polimérico, sendo também uma massa homogênea. A variedade é utilizada para a fabricação de embalagens descartáveis ​​e baixelas. Grosso modo, os produtos cárneos nos supermercados são embalados em embalagens feitas de espuma de poliestireno extrudido.

• O método de prensagem para obtenção do material é mais caro, pois envolve a prensagem subsequente da mistura gás-espuma. Nesse caso, adquire força adicional.
• A espuma de poliestireno para autoclave raramente é mencionada e, na verdade, é um tipo de extrusão em que a espumação e o cozimento do material são realizados em autoclave.
• Pressless é uma das variedades mais populares. A umidade é primeiro removida dos grânulos de poliestireno por secagem, em seguida, espumados a uma temperatura de 80 ° C, após o que são novamente secos e aquecidos novamente. A mistura resultante é envasada em um molde, onde já se autocompacta na hora do resfriamento. Esse tipo de poliestireno expandido é mais frágil, mas requer metade do isopetano para sua produção, o que afeta o custo final.

Poliestireno expandido, características e propriedades

O poliestireno expandido é um material ambíguo: alguém exalta suas propriedades aos céus, alguém, ao contrário, espumando pela boca, exige a imediata e completa proibição de seu uso com base na "exposição das obras de um acadêmico". É verdade que a onipresença do poliestireno expandido e sua alta popularidade levam a conclusões sobre o fato de que este material é realmente bom e tem as seguintes vantagens:

• A baixa condutividade térmica permite que um efeito de isolamento significativo seja alcançado. Na verdade, 11 cm de poliestireno expandido podem fornecer o mesmo isolamento térmico que uma parede de tijolos de silicato com mais de dois metros de espessura. A condutividade térmica do material é 0,027 W / mK, que é significativamente menor do que a do concreto ou tijolo,
• Resistência do material à umidade. Mesmo com exposição prolongada à umidade, a absorvência não será superior a 6%, portanto não há necessidade de temer a deformação da estrutura do poliestireno expandido.
• O poliestireno expandido é durável e pode suportar até 60 ciclos de exposição a temperaturas de -40 a + 40 ° C. Cada ciclo constitui uma estimativa do ano climático.
• Insensibilidade à formação de meios biológicos. O poliestireno expandido não se tornará um terreno fértil para fungos e mofo.

• Inofensividade do material. Em sua produção são utilizados componentes atóxicos, portanto, produtos derivados do poliestireno expandido também são utilizados na indústria alimentícia. Por exemplo, para armazenar alimentos.
• Devido ao seu peso leve, o isolamento de fachadas de edifícios com poliestireno expandido leva muito menos tempo e esforço do que usar outros meios.
• Tipos de materiais resistentes ao fogo, quando expostos a uma chama aberta, tendem a se autoextinguir e derreter, não espalhando a combustão. A temperatura de combustão espontânea do poliestireno expandido é de + 490 ° C, quase duas vezes superior à da madeira. Se o material não for exposto a uma fonte aberta de chama por mais de quatro segundos, o poliestireno expandido se extingue. A energia térmica durante a combustão do material é 7 vezes menor que a da madeira. Portanto, o poliestireno expandido não é capaz de suportar o local do incêndio.
• Fornecendo isolamento acústico. Essa qualidade é especialmente importante para os residentes de apartamentos padrão. Uma camada de material isolante de 3 cm é suficiente para reduzir a penetração de ruído em 25 dB.
• A permeabilidade ao vapor do material está em um nível baixo de 0,05 Mg / m * h * Pa, independentemente do grau de formação de espuma e da densidade do grau. Na verdade, os indicadores de permeabilidade ao vapor são semelhantes aos da estrutura de madeira de pinho ou carvalho.
• Resistente a álcoois e éteres, mas facilmente sujeito à destruição quando os solventes entram em contato com a superfície do material.
• A resistência à tração é de pelo menos 20 MPa.

Como pode ser visto acima, o poliestireno expandido é uma ferramenta eficaz para resolver muitos problemas: desde o uso de algumas de suas variedades como embalagem até o fornecimento de calor e impermeabilização de fachadas de edifícios. Além disso, o material é utilizado para outros fins na construção, o que será discutido a seguir.

Area de aplicação

O poliestireno expandido na construção é usado principalmente para isolar os seguintes elementos:

• encanamento,
• telhados,
• pisos,
• encostas de portas e janelas,
• paredes.

Por exemplo, o consumo de poliestireno expandido para isolamento de tubos é economicamente justificado e conveniente devido às suas capacidades. Além disso, para estes fins, utiliza-se espuma de poliestireno em bloco moldado, que permite um fácil acesso em caso de danificação do tubo ao retirar a secção pretendida do revestimento protector.

O poliestireno expandido é usado ativamente na construção de vias de transporte. Reduz o efeito do carregamento vertical no chão durante a construção de edifícios. Muito difundido na produção de painéis SIP.

O âmbito de aplicação do poliestireno expandido, cujas características, aliadas ao baixo preço o tornam extremamente atractivo para utilização em qualquer indústria, é praticamente ilimitado. A única coisa que deve ser levada em consideração é que o material é de baixa densidade, portanto, é suscetível a qualquer dano mecânico.

Desvantagens do poliestireno expandido: uma visão geral dos mitos

Além do buquê de vantagens, também existem desvantagens. Além disso, um grande número de vários mitos estão associados ao poliestireno expandido, que devem ser considerados mais detalhadamente:

• Muitos fabricantes afirmam que a espuma de poliestireno expandido extrudado é significativamente superior a outras variedades, como evidência de que eles frequentemente expõem uma tabela de características comparativas desta variedade em comparação com a espuma comum. No entanto, a diferença de condutividade térmica entre a espuma de poliestireno extrudada e extrudada praticamente não é perceptível e é de 0,002 unidades, ao mesmo tempo, devido à publicidade, o custo das placas de extrusão para isolamento é maior.
• A densidade máxima do poliestireno expandido oferece o mesmo alto desempenho quando isolado. Segundo os especialistas, tal afirmação apresenta algumas discrepâncias com a realidade, pois quanto mais as moléculas se aderem umas às outras, maior se torna a condutividade térmica e é mais fácil o frio penetrar na sala. Uma saída para essa situação será a utilização de placas de poliestireno expandido de baixa densidade, que devem ser recobertas por uma tela de reforço e uma camada protetora de primer para aumentar sua resistência mecânica.

• A espuma de poliestireno resistente ao fogo é absolutamente não inflamável e inofensiva para o corpo humano. Qualquer material de construção, quando exposto a uma chama aberta, exibirá propriedades de combustão, mais ou menos. No entanto, a temperatura de combustão espontânea do poliestireno expandido é superior à da madeira e, além disso, emite significativamente menos energia térmica durante a combustão. É importante lembrar que as variedades resistentes ao fogo, apesar do nome alto, não são de forma alguma capazes de parar a chama, apenas para reduzir seu efeito. O dióxido de carbono, que é usado em sua produção, se tornará uma séria desvantagem de um grau resistente ao fogo em comparação com o normal.Como resultado, ao refluir, o material começará a emitir uma quantidade significativamente grande de substâncias nocivas. Alguns vendedores falam em incombustibilidade com base em experiências demonstrativas: quando a base com uma placa de isolamento fixada começa a aquecer na parte de trás. Quando exposta a altas temperaturas, a espuma de poliestireno começa a derreter e deformar, enquanto não há fogo. No entanto, enquanto a chama estiver exposta a ela, o material continuará a queimar.
• Retardantes de fogo adicionados à espuma de poliestireno para sua resistência ao fogo são "em qualquer caso, puro veneno". Outra declaração polêmica. Um retardador de fogo é um componente que contém substâncias em sua estrutura que retardam o processo de combustão. Eles diferem na composição e contêm vários componentes, desde formaldeídos, que são realmente perigosos para os humanos, até sais de magnésio, que são bastante ecológicos e seguros. Recentemente, soluções à base de sais inorgânicos têm sido cada vez mais utilizadas, por isso não são capazes de fazer mal à saúde. Os retardantes de fogo são freqüentemente usados ​​para impregnar e aplicar uma camada protetora à madeira para aumentar sua resistência ao fogo.
• A instalação de materiais de isolamento de espuma de poliestireno não é capaz de fornecer calor. Na verdade, a tarefa do isolamento não é trazer calor, mas mantê-lo dentro de casa. A grosso modo, a utilização de placas isolantes de calor reduzirá significativamente a fuga de calor para o exterior das instalações, pelo que não terá de aquecer a rua às suas custas.
• "O poliestireno expandido é perigoso para a saúde." A produção moderna permite que você crie materiais a partir de componentes ecologicamente corretos, de forma que não haja ameaça à saúde. Além disso, o uso generalizado de produtos para armazenar produtos semiacabados e para uso na vida cotidiana fala exatamente da segurança do material.

Mais frequentemente, surgem problemas quando você deseja comprar poliestireno expandido de variedades mais baratas e de qualidade inferior. Placas isolantes feitas de tal material realmente têm menos resistência e podem começar a se deformar mesmo em temperaturas acima de 40 ° C. A principal regra ao usar materiais de poliestireno expandido em qualquer indústria será garantir qualidade e confiabilidade, pelo que você tem que pagar. E então, no decorrer da operação, apenas a dignidade aparecerá.

Risco de incêndio de poliestireno expandido

Risco de incêndio de espuma de poliestireno não tratada

A espuma de poliestireno não modificada (classe de inflamabilidade G4) é um material inflamável, cuja ignição pode ocorrer a partir da chama de fósforos, um maçarico, de faíscas de soldagem autógena. O poliestireno expandido não se inflama a partir de um fio de ferro calcinado, um cigarro aceso e faíscas geradas na ponta do aço [35]. O poliestireno expandido refere-se a materiais sintéticos que são caracterizados por uma maior inflamabilidade. É capaz de armazenar energia de uma fonte externa de calor nas camadas superficiais, espalhando o fogo e iniciando a intensificação do fogo [36].

O ponto de inflamação do poliestireno expandido varia de 210 ° C a 440 ° C dependendo dos aditivos usados ​​pelos fabricantes [37] [38]. A temperatura de ignição de uma modificação específica de espuma de poliestireno é determinada de acordo com a classe de certificação.

Quando o poliestireno expandido convencional (classe de inflamabilidade G4) inflama, uma temperatura de 1200 ° C se desenvolve em um curto período de tempo [35]; ao usar aditivos especiais (retardadores de fogo), a temperatura de combustão pode ser reduzida de acordo com a classe de combustão (classe de inflamabilidade G3 ) A combustão do poliestireno expandido ocorre com a formação de fumaça tóxica de vários graus e intensidades, dependendo das impurezas adicionadas ao poliestireno expandido para reduzir a geração de fumaça. A emissão de fumaça de substâncias tóxicas é 36 vezes maior em volume do que a da madeira.

A combustão do poliestireno expandido comum (classe de inflamabilidade G4) é acompanhada pela formação de produtos tóxicos: cianeto de hidrogênio, brometo de hidrogênio, etc. [39] [40].

Por esses motivos, os produtos fabricados com espuma de poliestireno não tratada (classe de inflamabilidade G4) não possuem certificados de homologação para uso em obras.

Os fabricantes utilizam poliestireno expandido modificado por aditivos especiais (retardadores de fogo), graças aos quais o material possui diferentes classes de ignição, combustibilidade e geração de fumaça.

Assim, com a instalação correta, de acordo com GOST 15588-2014 “Placas isolantes de calor de poliestireno de espuma. Condições técnicas ”, o poliestireno expandido não representa uma ameaça para a segurança contra incêndios dos edifícios. A tecnologia de "fachada úmida" (WDVS, EIFS, ETICS), que implica o uso de poliestireno expandido como isolamento na envolvente do edifício, é amplamente utilizada na construção.

Espuma de poliestireno modificada para segurança contra incêndio

Para reduzir o risco de incêndio do poliestireno expandido, quando ele é obtido, são adicionados retardantes de fogo. O material resultante é chamado de espuma de poliestireno autoextinguível (classe de inflamabilidade G3) e é indicado por vários fabricantes russos com uma letra adicional "C" no final (por exemplo, PSB-S) [41].

Em 01/05/2009, uma nova lei federal FZ-123 "Regulamentações técnicas sobre requisitos de segurança contra incêndio" entrou em vigor. A metodologia para determinar o grupo de inflamabilidade de materiais de construção combustíveis mudou. Nomeadamente, no artigo 13, parágrafo 6, apareceu um requisito que exclui a formação de gotas de fusão em materiais com um grupo G1-G2 [42]

Considerando que o ponto de fusão do poliestireno é de cerca de 220 ° C, todos os aquecedores baseados neste polímero (incluindo espuma de poliestireno extrudado) a partir de 01.05.2009 serão classificados com um grupo de inflamabilidade não superior a G3.

Antes da entrada em vigor da Lei Federal 123, o grupo de marcas de inflamabilidade com adição de retardantes de chama era caracterizado como G1.

Uma diminuição na combustibilidade do poliestireno expandido na maioria dos casos é alcançada pela substituição do gás combustível para "inflar" os grânulos com dióxido de carbono [43].

Tipos de poliestireno expandido

A proliferação do PPP foi uma resposta a um pedido de isolamento que pode efetivamente reter o calor em edifícios construídos com materiais de construção tradicionais. Nas grandes cidades, grandes quantias de dinheiro são gastas no aquecimento de edifícios no inverno. E as emissões dos CHPPs levam a uma deterioração significativa da situação ambiental.

Entre muitas áreas, uma das mais bem-sucedidas tem sido o uso de espuma de poliestireno obtida por espuma de poliestireno durante o processamento na presença de altas temperaturas.

O material final apresenta-se na forma de grânulos, cujo diâmetro varia de 2 a 8 mm, que são sinterizados juntos quando expostos ao choque de vapor.

Como resultado, aprendeu-se um material que somente a lã mineral pode ser comparada em termos de propriedades de isolamento térmico. É interessante comparar o PPP com outros materiais.

Uma folha de material de 10 cm de espessura pode substituir:

• 400 cm de concreto pesado;
• 150 cm de tijolos de construção;
• 100 cm de concreto de argila expandida;
• 60 cm de concreto aerado;
• Madeira de pinho de 40 cm.

Além disso, devido à presença de poros fechados na estrutura do material, reflete perfeitamente o som, por isso é frequentemente utilizado como isolamento acústico.

Dependendo da tecnologia de produção, o poliestireno expandido é dividido:

• para poliestireno expandido não prensado (PSB);
• poliestireno expandido prensado (PS);
• espuma de poliestireno extrudido (EPS).

Esses tipos têm algumas diferenças não apenas na tecnologia, mas também nas características. Portanto, suas áreas de aplicação também diferem.

Notas (editar)

1. Kabanov V.A. e outros.
   vol. 2 L - Polynose fibres // Encyclopedia of Polymers. - M.: Enciclopédia Soviética, 1974.-- 1032 p. - 35.000 cópias.
2. Patente Francesa No. 668142 (Chem. Abs. 24, 1477, 1930).
3. Patente Alemã No. 644102 (Chem. Abs, 31, 5483, 1937)
4. Berlin A. An. Noções básicas da produção de plásticos e elastômeros com gás. - M: Goskhimizdat, 1956.
5. Chukhlanov V. Yu., Panov Yu. T., Sinyavin A. V., Ermolaeva E. V. Gas-fill plastics. Tutorial. - Vladimir: Editora da Universidade Estadual de Vladimir, 2007.
6. Kerzhkovskaya EM Propriedades e aplicação de espuma PS-B.- L: LDNTP, 1960.
7. Andrianov R.A.New graus de poliestireno expandido. Indústria de materiais de construção em Moscou. - Edição nº 11. - M.: Glavmospromstroimaterialy, 1962.
8. Patente da República Federal da Alemanha No. 92606 datada de 04/07/1955.
9. Discussão e possível ação em relação à proibição do uso de recipientes para alimentos de poliestireno expandido (EPS) (edição do estudo) // 18 de dezembro de 2012.
10. FERRAMENTAS DE POLÍTICA PARA REDUZIR O IMPACTO DO USO ÚNICO, SACOS DE PLÁSTICO DE TRANSPORTE E EMBALAGEM DE EPS // Relatório Final 2 de junho de 2008
11. Nguyen L. Uma avaliação das políticas sobre a proibição de artigos de poliestireno para alimentos .// San Jose State University 10.01 / 2012
12. S8619 Proíbe os estabelecimentos de alimentos de usarem recipientes descartáveis ​​de espuma de poliestireno expandido para serviços alimentícios a partir de 01/01/15.
13. GOST 15588-2014 “Placas isolantes de calor de poliestireno de espuma. Condições técnicas ". Entrou em vigor em 01.07.2015
14. GOST R 53786-2010 “Sistemas de isolamento térmico composto de fachada com camadas externas de gesso. Termos e definições"
15. GOST R 53785-2010 “Sistemas de fachada de isolamento térmico composto com camadas externas de gesso. Classificação"
16. CARTA do Comitê Estatal de Construção da Federação Russa N 9-18 / 294, GUGPS do Ministério de Assuntos Internos da Federação Russa N 20 / 2.2 / 1756 datada de 18/06/1999 "SOBRE ISOLAMENTO DE PAREDES EXTERNAS DE EDIFÍCIOS"
17. Carta da FGBU VNIIPO EMERCOM da Rússia datada de 07.08.2014 No. 3550-13-2-02
18. REGULAMENTO TÉCNICO DA LEI FEDERAL SOBRE OS REQUISITOS DE SEGURANÇA DE INCÊNDIO de 22.07.2008 Nº 123-FZ
19. Bjorvika
20. Móveis de design de isopor - construtivo e acessível
21. Robôs de isopor
22. Pavlov V.A. Poliestireno expandido. - M.: "Chemistry", 1973.
23. Khrenov A.E. Migração de impurezas nocivas de materiais poliméricos durante a construção de estruturas subterrâneas e a colocação de comunicações. - No. 7. - 2005.
24. Egorova EI, Koptenarmusov VB Fundamentals of polystyrene plastics technology. - São Petersburgo: Himizdat, 2005.
25. Tabela de densidade, condutividade térmica e permeabilidade de vapor de vários materiais
26. Tabela de densidade, condutividade térmica e permeabilidade ao vapor de vários materiais: Reparação e mobília de um apartamento, construção de uma casa - minhas respostas às perguntas
27. Semenov SA Destruição e proteção de materiais poliméricos durante a operação sob a influência de microrganismos // Dissertação para o grau de Doutor em Ciências Técnicas, Academia Russa de Instituto de Ciências de Física Química. N.N.Semenova. - M., 2001.
28. Atiq N. Biodegradabilidade de plásticos sintéticos, poliestireno e isopor por isolados de fungos // Departamento de Microbiologia Quaid-i-Azam University, Islamabad, 2011.
29. Naima Atiq T., Ahmed S., Ali M., Andleeb S., Ahmad B., Geoffery R. Isolamento e identificação de bactérias biodegradantes de poliestireno do solo .//African Journal of Microbiology Research Vol. 4 (14), pp. 1537-1541, 18 de julho de 2010.
30. Richardson N. Beurteilung von mikrobiell aconteceu Materialien aus der Trittschalldämmung // AGÖF Kongress Reader setembro de 2010.
31. Hed G. Estimativas de vida útil de componentes de construção. Munique: Hanser. Relatório TR28: 1999. Gävle, Suécia: Royal Institute of Technology, Center for Built Environment, Stockholm, 1999. - P. 46.
32. Relatório de ensaio nº 225 datado de 25.12.2001. NIISF RAASN. Laboratório de testes para medições termofísicas e acústicas)
33. ↑ 12
    Poliestireno expandido - Propriedades. 4108.ru. Recuperado em 10 de abril de 2016.
34. Emmanuel NM, Buchachenko AL Física química do envelhecimento e estabilização de polímeros. - M: Nauka, 1982.
35. ↑ 12
    OUT 301-05-202-92E “Poliestireno expansível. Condições técnicas. Padrão industrial "
36. Guyumdzhyan P.P., Kokanin S.V., Piskunov A.A.On perigo de incêndio de espuma de poliestireno para fins de construção // Pozharovzryvoopasnost. - T. 20, No. 8. - 2011.
37. Ata nº 255 de 28.08.2007 para o controle de identificação de poliestireno expandido PSB-S 25 FGU VNIIPO EMERCOM da Rússia
38. Kodolov V.I.Flamabilidade e resistência ao fogo de materiais poliméricos. M., Chemistry, 1976.
39. Toxicidade de produtos de combustão de polímeros sintéticos. Informações da pesquisa. Série: Plásticos polimerizados. - NIITEKHIM, 1978.
40. Toxicidade de produtos voláteis por exposição térmica a plásticos durante o processamento. Série: Plásticos polimerizados. - NIITEKHIM, 1978.
41. Evtumyan A.S., Molchadovsky O.I. Risco de incêndio de materiais isolantes de calor de poliestireno expandido. Segurança contra incêndios. - 2006. - No. 6.
42. Lei Federal de 22.07.2008 N 123-FZ (conforme emenda em 03.07.2016) "Regulamentações técnicas sobre requisitos de segurança contra incêndio" (russo) // Wikipedia. - 12/03/2017.
43. Requisitos básicos de segurança contra incêndio - Sistemas de isolamento térmico