Expanderad polystyren: skummad och extruderad

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

Strukturen av expanderad polystyren vid hög förstoring
Pénopolistirole

är ett gasfylldt material erhållet från polystyren och dess derivat samt från styrensampolymerer. Expanderad polystyren är en utbredd typ av polystyren, som vanligtvis kallas i vardagen. Den vanliga tekniken för framställning av expanderad polystyren är associerad med den initiala påfyllningen av styrenkorn med gas, som löses i polymermassan. Därefter värms massan med ånga. I processen med detta inträffar en multipel volymökning av de ursprungliga granulerna tills de upptar hela blockformen och inte sintras tillsammans. I traditionell expanderad polystyren används naturgas, som är lättlöslig i styren, för att fylla granulerna. I brandbeständiga versioner av expanderad polystyren fylls granulerna med koldioxid [1]. Det finns också en teknik för att erhålla vakuum expanderad polystyren, som inte innehåller någon av gaserna.

Innehåll

• 1 Historik om produktion av expanderad polystyren
• 2 Sammansättning av expanderad polystyren
• 3 Metoder för att erhålla
• 4 Egenskaper hos expanderad polystyren
• 5 Huvudtyperna av producerat polystyrenskum
• 6 Ansökan
• 7 Egenskaper hos expanderad polystyren 7.1 Vattenabsorption
• 7.2 Ånggenomtränglighet
• 7.3 Biologisk stabilitet
• 7.4 Hållbarhet
• 7.5 Motståndskraft mot lösningsmedel

Historik om expanderad polystyrenproduktion

Den första expanderade polystyren producerades i Frankrike 1928 [2]. Industriell produktion av expanderad polystyren började på 1937-talet. [specificera

] i Tyskland [3]. I Sovjetunionen behärskades produktionen av expanderad polystyren (klass PS-1) 1939 [4], kvaliteter PS-2 och PS-4 - 1946 [5], klass PSB - 1958 [6] 1961 behärskade Sovjetunionen tekniken för produktion av självsläckande expanderad polystyren (PSB-S) [7]. För konstruktionsändamål började PSB expanderad polystyren produceras 1959 vid fabriken Stroyplastmass i Mytishchi.

Sammansättning av expanderad polystyren

För att erhålla expanderad polystyren används polystyren oftast. Andra råvaror är polymonoklorostyren, polydiklorostyren och sampolymerer av styren med andra monomerer: akrylnitril och butadien. Lågkokande kolväten (pentan, isopentan, petroleumeter, diklormetan) eller jäsmedel (diaminobensen, ammoniumnitrat, azobisisobutyronitril) används som jäsmedel. Dessutom innehåller kompositionen av expanderade polystyrenbrädor brandskyddsmedel (brandfarklass G1), färgämnen, mjukgörare och olika fyllmedel.

Metoder för att erhålla

En betydande del av det erhållna polystyrenskummet produceras genom skumning av materialet med ångor av lågkokande vätskor. För detta används en suspensionspolymerisationsprocess i närvaro av en vätska som kan lösas i den ursprungliga styren och är olöslig i polystyren, till exempel pentan, isopentan och deras blandningar. I detta fall bildas granuler, i vilka den lågkokande vätskan fördelas jämnt i polystyren. Vidare utsätts dessa granuler för uppvärmning med ånga, vatten eller luft, vilket resulterar i att de ökar avsevärt i storlek - 10-30 gånger. De resulterande bulkgranulerna sintras med samtidig formning av produkter.

Egenskaper hos expanderad polystyren

Expanderad polystyren av hög kvalitet: material med jämnt fördelade granuler av samma storlek

Expanderad polystyren av låg kvalitet av PSB-typen: ett brott inträffar längs kontaktzonen för kulor i olika storlekar
Expanderad polystyren, som erhölls genom skumning av en lågkokande vätska, är ett material som består av fincelliga granuler sintrade tillsammans. Det finns mikroporer i de expanderade polystyrenkornen och hålrum mellan granulerna. De mekaniska egenskaperna hos ett material bestäms av dess skenbara densitet: ju högre det är, desto större hållfasthet och desto lägre är vattenabsorptionen, hygroskopiciteten, ångan och luftgenomsläppligheten.

Extruderat polystyrenskum

Den officiellt erkända versionen är att denna typ av isolering uppfanns av specialister i USA på sjuttiotalet. Samtidigt är det känt att långt innan det, i Sovjetunionen, användes sådant material för ekonomisk verksamhet. Ett exempel på tillämpning i Sovjetunionen är bojar som markerar vattengränsen. Därför kommer vi att ge amerikanerna XPS företräde i användningen av detta material i konstruktionen. Extruderat polystyrenskum är ett unikt material med hög hållfasthet och absolut vattentäthet, vilket gör det oumbärligt för isolering av fundament, simbassänger och andra strukturer som arbetar i en fuktig miljö. De faktorer som begränsar användningen av EPS är antändbarheten hos denna isolering och dess ånggenomtränglighet.

Huvudtyperna av producerat polystyrenskum

• Pressfri expanderad polystyren
  : EPS (expanderad polystyren); PSB (Suspension icke-pressat expanderat polystyrenskum); PSB-S (expanderad polystyrensuspension, pressfri självsläckning). Uppfann av BASF 1951
• Extruderat polystyrenskum
  : XPS (extruderad polystyren); Extrol, Penoplex, Styreks, Technoplex, TechnoNIKOL, URSA XPS
• Pressad polystyrenskum
  : olika utländska varumärken; PS-1; PS-4
• Autoklav polystyrenskum
  : Styrofoam (Dow Chemical)
• Autoklavsträngsprutat polystyrenskum
  [8]

Grundläggande typer

• Presslös - den vanligaste typen, billig, mer ömtålig. Har innehav hög vattenabsorption... Består av många granuler med heterogen struktur. Polystyrenkornen torkas, skummas, torkas igen och värms upp. Denna komposition används för att fylla en form som blir tät när den svalnar.
• Tryck - tålig och tät isolering, dyrare. Den har en låg värmeöverföringskoefficient på grund av hermetiskt tillslutna granuler. Tillhandahåller efterföljande gaspressning av den skummade blandningen.
• Extruderad - har en homogen konsistens av små och nästan helt slutna celler. Producerad i enlighet med GOST genom extrudering - när polystyrenkulor smälter och en homogen komposition erhålls, som hälls i en form för kylning. Denna metod gör att du kan göra materialet tåligt för vatteninträngning, tätt, motståndskraftigt mot mekanisk belastning och därmed öka livslängden.

Med tillsats av brandskyddsmedel, extruderat polystyrenskum kan göras brandsäker.

• Extrudering erhålls genom bearbetning av polymerens slutliga vikt. En extruder används vid tillverkningen, därför kallas de senare två typerna för samma material.

Vi rekommenderar: Huvudtyperna och egenskaperna hos monolitiskt polykarbonat. Var används materialet och hur skär man det själv?

Det finns en autoklav och autoklav-extrudering polystyrenskum, där skumning och torkning av materialet utförs med hjälp av en autoklav. Det produceras utomlands, det används mycket sällan på grund av dess höga kostnad.

Ansökan

Expanderad polystyren används oftast som värmeisolerande och strukturellt material. Tillämpningsområde: konstruktion, transport och skeppsbyggnad, flygplanbyggnad. Ganska stor mängd expanderad polystyren används som förpackning och elektrisk isoleringsmaterial.

• I militärindustrin - som värmare; i systemen för individuellt skydd av militär personal; som en stötdämpare i hjälmar.
• Vid produktion av hushållskylskåp som värmeisolator (i Sovjetunionen är dessa serietillverkade kylskåp "Yarna-3", "Yarna-4", "Vizma", "Smolensk" och "Aragats-71") fram till början av 1960-talet , när expanderad polystyren förflyttades av polyuretanskum.
• Vid tillverkning av behållare och engångsförpackningar för frysta produkter [9] [10] [11] [12]
• Vid byggande av byggnader - användningen av expanderad polystyren i Ryssland inom byggindustrin regleras av statliga standarder [13] [14] [15] och är begränsad till användningen av ett byggnadshölje som mellanskikt. Expanderad polystyren används ofta för att isolera fasader (antändbarhetsklass G1). Den potentiellt höga brandrisken för detta material kräver obligatoriska preliminära fullskaliga tester [16]. I augusti 2014 noterade FGBU VNIIPO EMERCOM i Ryssland [17] att användningen av SFTK ("System för fasadvärmeisolerande komposit") som värmare (värmeisolering) av huvudplanet för fasaden av kaklat polystyrenskum (endast de märken som anges i TS), som inte är material för att avsluta eller vända mot de yttre ytorna på ytterväggarna av byggnader och strukturer, i strid med kraven i artikel 87, del 11 i federala lag nr 123-FZ [ 18] och punkt 5.2.3 i SP 2.13130.2012. I juli 2020, den moderna GOST 15588-2014 ”Skumplast av polystyren. Tekniska förhållanden ", som indikerar den obligatoriska förekomsten av brandhämmande tillsatser i materialet, vilket säkerställer brandsäkerhet (självsläckande, oförmåga att upprätthålla oberoende förbränning) av expanderade polystyrenplattor under lagring och installation.
• Sedan 1970-talet. expanderad polystyren används vid konstruktion av vägar, konstruktion av konstgjorda avlastningar och vallar, läggning av transportvägar i områden med svaga jordar, när vägar skyddas mot frysning, för att minska den vertikala belastningen på strukturen och i ett antal andra fall. Expanderad polystyren används mest aktivt i vägbyggen i USA, Japan, Finland och Norge [19]. Kraven och standarderna för GOST för denna produkt i dessa länder skiljer sig i grunden från de ryska och OSS-länderna.
• Fungerar som ett material för produktion av leksaker, designmöbler och interiörartiklar [20]. Det fungerar också som ett material för att skapa objekt av modern konst och hantverk och konceptuell konst [21].

Extruderat polystyrenskum: bruksanvisning

Polyfoam-kvalitet PSB-S, på grund av dess högre ånggenomsläpplighet jämfört med PPE, kan användas för värmeisolering inifrån lokalerna. Extruderad polystyren används vanligtvis för extern isolering eller som ett mellanskikt i sandwichpaneler. För väggisolering utifrån används plattor med en tjocklek på 80-100 mm. Ark med en tjocklek på 30-40 mm används ofta, läggas i två lager.

Hur man isolerar väggen ordentligt med expanderad polystyren:

• Demonteringsarbete. Innan du fäster det extruderade polystyrenskummet eller skummet på väggen, ta bort detaljerna i avloppssystemet, dekorativa element, rengör och ytan på väggen.
• Fäst lakan på väggen. Hur man limar polystyrenskum ordentligt på väggen: den självhäftande blandningen appliceras på väggkonstruktionen och hela ytan av isoleringsarket. Det appliceras särskilt rikligt på kanterna och mitten av arket. Arket är limmat på väggen. Panelen är fixerad med pluggar som måste komma in i väggmaterialet med minst 50 mm. Klämmorna placeras i mitten av panelen och i fogarna.
• Tätning av sprickor. Om luckorna är mindre än 20 mm, blåses de ut med polyuretanskum, om mer, förseglas de med isoleringsbitar och skummas sedan. Överskottet av skum skärs av, paraplyspikarnas kepsar gnuggas med kitt.

Vid isolering av fasaden med extruderad polystyren krävs inte vattentätning. Källarväggar och fundament med hög grundvattennivå kräver vattentätning.

Egenskaper hos expanderad polystyren

Vatten absorption

Koloni av bakterier på EPS
Expanderad polystyren kan absorbera vatten i direktkontakt [22].Genomträngningen av vatten direkt i plasten är mindre än 0,25 mm per år [23], därför beror vattenabsorptionen av polystyrenskum på dess strukturella egenskaper, densitet, tillverkningsteknik och varaktigheten av vattenmättnadsperioden. Vattenabsorptionen av extruderat polystyrenskum även efter 10 dagar i vatten överstiger inte 0,4 volymprocent, vilket gör att det används i stor utsträckning som värmare för underjordiska och nedgrävda strukturer (vägar, fundament) [24].

Ånggenomtränglighet

Expanderad polystyren är ett material med låg ånggenomträngning [25] [26].

Ett särdrag hos ånggenomsläppligheten hos expanderad polystyren är att den inte beror på dess skumningsgrad och densiteten hos expanderad polystyren och är alltid lika med 0,05 mg / (m * h * Pa) [källa ospecificerad 1930 dagar

], vilket inte motsvarar ånggenomsläppligheten hos en träram av tall, gran eller ek eller mineralull (0,55 mg / (m * h * Pa)).

Biologisk resistens

Trots att expanderad polystyren inte är mottaglig för verkan av svampar, mikroorganismer och mossor, kan de i vissa fall bilda sina kolonier på dess yta [27] [28] [29] [30].

Insekter kan bosätta sig i expanderad polystyren, utrusta bon av fåglar och gnagare. Problemet med skador på polystyrenskumstrukturer av gnagare har varit föremål för många studier. Baserat på resultaten av skumpolystyrentesterna som utförts på grå råttor, husmöss och vol möss, fastställdes följande:

1. Expanderad polystyren, som ett material som består av kolväten, innehåller inte näringsämnen och är inte en grogrund för gnagare (och andra levande organismer).
2. Under obligatoriska förhållanden verkar gnagare på extrudering och granulärt polystyrenskum liksom på annat material, i fall där det är ett hinder (hinder) för tillgång till mat och vatten eller för att möta djurets andra fysiologiska behov.
3. Under förhållanden med fritt val påverkar gnagare den expanderade polystyren i mindre utsträckning än under tvångsförhållanden, och endast om de behöver sängkläder eller om det finns ett behov av att slipa snittet.
4. Om det finns ett val av häckande material (säckväv, papper) lockar polystyrenskum gnagare i sista svängen.

Resultaten av experiment med råttor och möss visade också beroende på modifiering av expanderad polystyren, i synnerhet skadas strängsprutad expanderad polystyren av gnagare i mindre utsträckning.

Varaktighet

Ett av sätten att bestämma hållbarheten hos polystyrenskum är att växla upp till +40 ° C, kyla till −40 ° C och hålla i vatten. Varje sådan cykel antas vara lika med ett villkorligt driftsår. Det hävdas att hållbarheten hos produkter från expanderad polystyren enligt denna testmetod är minst 60 år [31], 80 år [32].

Motståndskraftig mot lösningsmedel

Expanderad polystyren är inte särskilt motståndskraftig mot lösningsmedel. Det löses lätt upp i de ursprungliga styren, aromatiska kolväten (bensen, toluen, xylen), klorerade kolväten (1,2-dikloretan, koltetraklorid), estrar, aceton och koldisulfid. Samtidigt är det olösligt i alkoholer, alifatiska kolväten och etrar.

Egenskaper och egenskaper hos isolering

Värmeledningsförmåga

Utvidgad polystyrenplatta 10 cm tjock och en tegelvägg mer än 1 m har lika värmeledande egenskaper.
Luften inuti bubblorna är hermetiskt tillsluten, så materialet behåller perfekt värmen.

Värmekonduktivitetskoefficienten varierar i området 0,028 - 0,034 W / mK, vilket är mycket lägre än koefficienten för tegel eller betong.

Ånggenomtränglighet och fuktabsorption

Ångpermeabilitetsindex för expanderat polystyrenskum är från 0,019 till 0,015 kg per meter-timme-Pascal, i motsats till en extruderad produkt med nollindex.

Den erforderliga tjockleken och formen ges med skär skummet i plattor av önskad storlek... Ångan strömmar genom granulerna in i cellerna.

notera

Extruderat polystyrenskum skärs inte, för färdiga plattor kommer ut ur transportören med en viss tjocklek och är redan släta. Som ett resultat kan ånga inte tränga igenom materialet.

När en icke-pressad produkt nedsänks i vatten absorberas upp till 4% av vätskan. Tätt extruderat polystyrenskum förblir nästan torrt och absorberar endast 0,4%.

Det är värt att notera att isoleringen inte skadas vid kontakt med vätskor.

Styrka

Materialet är tåligt, tål temperatur från -40 till + 40 ° C upp till 60 cykler (klimatår). Den statiska böjhållfastheten för extruderat material är överlägsen den för skummat material.

Ljudabsorption

Ett 3 cm lager isolerande material minskar ljudinträngningsnivån med 25 decibel vilket ger bra ljudisolering. Relevant för lägenhetsboende.

Men det kommer inte att lindra bullret helt, utan bara dämpa det i närvaro av ett tjockt isoleringsskikt. Luftburet buller kommer inte att bemästra.

Biologisk resistens

Polystyrenskum är inte känsligt för bildandet av biologisk aktivitet och därför blir inte en grogrund för mögel och svampar.
Detta är ett vetenskapligt bevisat faktum.

Det kan dock skadas av gnagare och insekter. De tar sig igenom materialet på jakt efter värme och mat.

Vi rekommenderar: Vad är lättbetong, dess typer och sammansättning. Värmeledningsförmåga och andra egenskaper

Destruktion av expanderad polystyren

Hög temperaturförstöring

Högtemperaturfasen för destruktion av expanderad polystyren har studerats väl och noggrant. Det börjar vid en temperatur på +160 ° C. Med en temperaturökning till +200 ° C börjar fasen med termisk oxidativ förstörelse. Över +260 ° C råder processerna för termisk förstörelse och depolymerisation. På grund av det faktum att polymerisationsvärmen av polystyren och poly - "" α "" - metylstyren är en av de lägsta bland alla polymerer, dominerar depolymerisation till den initiala monomeren styren i processerna för deras destruktion [33].

Modifierat polystyrenskum med speciella tillsatser skiljer sig i graden av högtemperaturförstöring enligt certifieringsklassen. Modifierat polystyrenskum, certifierat enligt klass G1, bryts inte ned med mer än 65% när det utsätts för höga temperaturer. Klasserna av modifierat polystyrenskum anges i tabellen i avsnittet om brandmotstånd.

Låg temperaturförstöring

Skummad polystyren, som vissa andra kolväten, kan självoxidera i luft för att bilda peroxider. Reaktionen åtföljs av depolymerisering. Reaktionshastigheten bestäms av diffusionen av syremolekyler. På grund av den avsevärt utvecklade ytan av expanderad polystyren oxiderar den snabbare än polystyren i ett block [34]. För polystyren i form av täta produkter är temperaturfaktorn den reglerande början på förstörelse. Vid lägre temperaturer är dess förstörelse teoretiskt möjlig i enlighet med reglerna för termodynamik vid polymerisationsprocesser, men på grund av polystyrenens extremt låga gaspermeabilitet kan monomertrycket endast förändras på produktens yttre yta. Följaktligen, under Tpred = 310 ° C, sker depolymerisationen av polystyren endast från produktens yta, och den kan försummas för praktiska ändamål.

Doktor i kemi, professor vid institutionen för plastbearbetning vid Ryska kemiska teknikuniversitetet uppkallat efter V.I. Mendeleeva L.M. Kerber om separering av styren från modern expanderad polystyren:

”Under normala driftsförhållanden kommer styren aldrig att oxideras. Det oxiderar vid mycket högre temperaturer. Depolymerisationen av styren kan verkligen fortsätta vid temperaturer över 320 grader, men det är omöjligt att på allvar tala om frisättningen av styren under driften av expanderade polystyrenblock i temperaturområdet från minus 40 till plus 7 ° C.I den vetenskapliga litteraturen finns det bevis för att oxidation av styren vid temperaturer upp till +11 ° C praktiskt taget inte sker. "

Experter säger också att en nedgång i materialets slaghållfasthet vid 65 ° C inte observerades under ett intervall på 5000 timmar och att en nedgång i slaghållfastheten vid 20 ° C inte observerades under 10 år.

Styrens toxiska natur och expanderad polystyrens förmåga att frigöra styren anses av europeiska experter vara obevisade. Experter, både inom bygg- och kemiindustrin, förnekar antingen själva möjligheten att oxidera expanderad polystyren under normala förhållanden eller pekar på frånvaron av prejudikat eller hänvisar till deras brist på information i denna fråga.

Dessutom är själva risken med styren initialt ofta överdriven. Enligt stora vetenskapliga studier som genomfördes 2010 i samband med genomförandet av det obligatoriska förfarandet för omregistrering av kemikalier i Europeiska kemikaliemyndigheten i enlighet med REACH-förordningen drogs följande slutsatser:

• mutagenicitet - ingen grund för klassificering;
• cancerframkallande egenskaper - ingen grund för klassificering;
• reproduktionstoxicitet - ingen grund för klassificering.

Dessutom, kom ihåg att styren naturligt finns i kaffe, kanel, jordgubbar och ostar.

Således bekräftas inte de viktigaste problem som är förknippade med styrens speciella toxicitet, som påstås släppas vid användning av expanderad polystyren [33].

Värmare

106 röster

+

Röst för!

—

Mot!

Expanderad polystyren är ett ganska intressant material. Produktionsmetoden patenterades redan 1928 och har moderniserats många gånger sedan dess. Den största fördelen är låg värmeledningsförmåga, och endast då i låg vikt. Expanderad polystyren används i stor utsträckning inom olika industrier och konstruktion, och varje person stötte på ett eller annat sätt på produkter från den i vardagen. Dessutom kommer expanderad polystyren, där priset på produkter är på en låg nivå, ett bra alternativ om du vill isolera ditt hem.

Innehållsförteckning

1. Vad är expanderad polystyren och hur skiljer den sig från polystyren?
2. Expanderad polystyren, egenskaper och egenskaper
3. Applikationsområde
4. Nackdelar med expanderad polystyren: en översikt över myterna

Vad är expanderad polystyren och hur skiljer den sig från polystyren?

Expanderad polystyren produceras genom att tillsätta gas till polystyrenpolymermassan, som vid efterföljande uppvärmning ökar avsevärt i volym och fyller hela formen. Beroende på materialtyp används en annan gas för att skapa volym: för enkla variationer fylls naturgas, brandsäkra polystyrenskumkvaliteter med koldioxid.

Ganska ofta brukar amatörer kalla polystyrenskum och polystyren för samma material. Detta är dock inte helt sant. De har en gemensam grund, men skillnaderna och egenskaperna är ganska betydande. Om du inte går in i långt rumsligt resonemang är de viktigaste kännetecknen följande:

• skumdensiteten är betydligt lägre, 10 kg per m3, medan indikatorerna för polystyrenskum är 40 kg per m3,
• expanderad polystyren absorberar inte ånga och fukt,
• utseendet är annorlunda. Polyfoam - har inre granulat, polystyrenskum är mer homogent,
• skumplast kännetecknas av en lägre kostnad, vilket märks när det används som värmeisolerande material för ytterbeklädnaden av byggnadens väggar,
• expanderad polystyren har den bästa mekaniska hållfastheten.

Polyfoam framställs av polymerråvaror, som behandlas med ånga, varigenom volymen på granulerna ökar avsevärt. Men samtidigt leder detta till att mikroporerna också ökar i storlek, vilket leder till att bindningen mellan granulerna försämras och gradvis, när de utsätts för atmosfärisk nederbörd och klimatförhållanden, leder detta till det faktum att materialet försvagas. Om man bryter ett ark polystyren i hälften bildas grovt sett ett stort antal granuler.Detta är inte typiskt för expanderad polystyren, eftersom den ursprungligen består av slutna celler som säkerställer materialets fukt och ånga ogenomtränglighet. I början av produktionen smälter dess granulat under påverkan av höga temperaturer och bildar en enhetlig vätskemassa som är fylld med gas.

Själva materialet har också flera varianter:

• Extruderat polystyrenskum är praktiskt taget samma material som icke-pressat, skillnaden ligger i användningen av utrustning såsom en extruder, därför kallas extruderat och extruderat polystyrenskum ofta samma material.
• Extrudering erhålls också genom bearbetning av den slutliga massan av polymermaterial och är också en homogen massa. Sorten används för tillverkning av engångsförpackningar och porslin. Grovt sett är köttprodukter i stormarknader förpackade i förpackningar gjorda av extruderat polystyrenskum.

• Pressmetoden för att erhålla materialet är dyrare, eftersom det innefattar efterföljande pressning av den gasskummade blandningen. I det här fallet får den ytterligare styrka.
• Autoklav polystyrenskum nämns sällan, och i själva verket är det en extruderingstyp, där skumning och bakning av materialet utförs med hjälp av en autoklav.
• Pressless är en av de mest populära sorterna. Fukt avlägsnas först från polystrirolgranuler genom torkning, skummas sedan vid 80 ° C, torkas sedan igen och värms sedan upp igen. Den resulterande blandningen fylls i en form, där den redan självkompakterar vid kylningstillfället. Denna typ av expanderad polystyren är mer ömtålig men kräver hälften så mycket isopetan för sin produktion, vilket påverkar den slutliga kostnaden.

Expanderad polystyren, egenskaper och egenskaper

Expanderad polystyren är ett tvetydigt material: någon upphöjer dess egenskaper till himlen, någon tvärtom, skummande i munnen, kräver ett omedelbart och fullständigt förbud mot dess användning på grundval av "att avslöja en akademikers verk." Det är sant att allestädes närvarande expanderad polystyren och dess höga popularitet lutar slutsatser mot det faktum att detta material är riktigt bra och har följande fördelar:

• Låg värmeledningsförmåga möjliggör en betydande isoleringseffekt. I själva verket kan 11 cm expanderad polystyren ge samma värmeisolering som en silikat tegelvägg som är mer än två meter tjock. Materialets värmeledningsförmåga är 0,027 W / mK, vilket är betydligt lägre än för betong eller tegel,
• Fuktmotstånd hos materialet. Även vid långvarig exponering för fukt kommer absorptionsförmågan att vara högst 6%, så det finns ingen anledning att frukta deformation av strukturen av expanderad polystyren.
• Expanderad polystyren är tålig och tål upp till 60 cykler för exponering för temperaturer från -40 till + 40 ° C. Varje cykel utgör ett beräknat klimatår.
• Okänslighet för bildandet av biologiska medier. Expanderad polystyren blir inte en grogrund för svampar och mögel.

• Oskadlighet av materialet. I sin produktion används giftfria komponenter, därför används produkter från expanderad polystyren också i livsmedelsindustrin. Till exempel för lagring av mat.
• På grund av sin lätta vikt tar isolering av byggnadsfasader med expanderad polystyren mycket mindre tid och ansträngning än när man använder andra metoder.
• Brandbeständiga materialkvaliteter, när de utsätts för en öppen eld, tenderar att självsläcka och smälta, och sprider inte förbränningen. Den spontana förbränningstemperaturen för expanderad polystyren är + 490 ° C, vilket är nästan två gånger högre än träets. Om materialet inte exponeras för en öppen eldkälla under mer än fyra sekunder släcks den expanderade polystyren. Värmeenergin vid förbränning av materialet är 7 gånger mindre än för ett träd. Därför kan expanderad polystyren inte stödja eldplatsen.
• Ger ljudisolering. Denna kvalitet är särskilt viktig för boende i standardlägenheter. Ett 3 cm isoleringsskikt är tillräckligt för att minska bullerinträngningen med 25 dB.
• Ånggenomsläppligheten hos materialet är vid en låg nivå av 0,05 Mg / m * h * Pa, oberoende av graden av skumning och densitet av kvaliteten. Faktum är att ångpermeabilitetsindikatorerna liknar träramen i tall eller ek.
• Resistent mot alkoholer och etrar, men lätt utsatt för destruktion när lösningsmedel kommer i kontakt med materialets yta.
• Draghållfastheten är minst 20 MPa.

Som framgår av ovanstående är expanderad polystyren ett effektivt verktyg för att lösa många problem: från användning av några av dess sorter som förpackning till implementering av termisk och vattentätning av byggnadsfasader. Dessutom används materialet för andra ändamål i konstruktionen, vilket kommer att diskuteras nedan.

Applikationsområde

Expanderad polystyren i konstruktionen används främst för att isolera följande element:

• vatten rör,
• tak,
• golv,
• dörr- och fönstersluttningar,
• väggar.

Till exempel är konsumtionen av expanderad polystyren för rörisolering ekonomiskt motiverad och rimlig på grund av dess kapacitet. Vidare används för dessa ändamål gjutet polystyrenskum, vilket möjliggör, i händelse av rörskador, att enkelt komma åt det genom att avlägsna den önskade delen av skyddsbeläggningen.

Expanderad polystyren används aktivt vid konstruktion av transportvägar. Det minskar effekten av vertikal belastning på golvet under byggandet av byggnader. Utbredd i produktionen av SIP-paneler.

Tillämpningsområdet för expanderad polystyren, vars egenskaper, i kombination med ett lågt pris, gör den extremt attraktiv för användning i alla industrier är praktiskt taget obegränsad. Det enda som bör beaktas är att materialet har låg densitet, därför är det mottagligt för mekanisk skada.

Nackdelar med expanderad polystyren: en översikt över myterna

Förutom buketten med fördelar finns det också nackdelar. Dessutom är ett stort antal olika myter associerade med expanderad polystyren, vilket måste övervägas mer detaljerat:

• Många tillverkare hävdar att strängsprutat expanderat polystyrenskum är betydligt bättre än andra sorter, vilket bevisar att de ofta exponerar en tabell över jämförande egenskaper hos denna sort jämfört med vanligt skum. Ändå är skillnaden i värmeledningsförmåga mellan extruderat och extruderat polystyrenskum praktiskt taget inte märkbart och uppgår till 0,002 enheter, samtidigt som kostnaden för extruderingsplattor för isolering på grund av reklam är högre.
• Den maximala densiteten av expanderad polystyren ger samma höga prestanda när den isoleras. Enligt experter har ett sådant uttalande vissa avvikelser med verkligheten, eftersom ju närmare molekylerna fäster vid varandra desto högre blir värmeledningsförmågan och det är lättare för kyla att tränga in i rummet. En väg ut ur denna situation är användningen av expanderade polystyrenplattor med låg densitet, som måste täckas med ett förstärkande nät och ett skyddande grundskikt för att öka deras mekaniska hållfasthet.

• Brandbeständigt polystyrenskum är absolut obrännbart och ofarligt för människokroppen. Alla byggmaterial, när de utsätts för öppen eld, uppvisar mer eller mindre förbränningsegenskaper. Emellertid är den spontana förbränningstemperaturen för expanderad polystyren högre än för trä och dessutom avger den betydligt mindre termisk energi under förbränningen. Det är viktigt att komma ihåg att brandsäkra sorter, trots det höga namnet, inte på något sätt kan stoppa lågan, bara för att minska dess effekt. Koldioxid, som används i sin produktion, kommer att bli en allvarlig nackdel med en brandsäker sort jämfört med den vanliga.Som ett resultat, när materialet återflödar, börjar materialet avge en betydande mängd skadliga ämnen. Vissa säljare pratar om brännbarhet baserat på demonstrativ upplevelse: när basen med en isoleringsplatta fast på den börjar värmas upp från baksidan. När det utsätts för höga temperaturer börjar polystyrenskum smälta och deformeras medan det inte finns någon eld. Men så länge flammen utsätts för den kommer materialet att fortsätta att brinna.
• Brandskyddsmedel som läggs till polystyrenskum för dess brandmotstånd är "i alla fall rent gift." Ett annat kontroversiellt uttalande. Ett brandskyddsmedel är en komponent som innehåller ämnen i sin struktur som saktar ner förbränningsprocessen. De skiljer sig åt i sammansättning och innehåller olika komponenter, allt från formaldehyder, som är riktigt farliga för människor, till magnesiumsalter, som är ganska miljövänliga och säkra. Nyligen har lösningar baserade på oorganiska salter alltmer använts, så de kan inte skada hälsan. Brandskyddsmedel används ofta för att impregnera och applicera ett skyddande lager på trä för att öka dess brandmotstånd.
• Installation av isoleringsmaterial av polystyrenskum kan inte ge värme. Faktum är att isoleringens uppgift inte är att ta med värme utan att hålla den inomhus. Grovt sett kommer användningen av isoleringsplattor att avsevärt minska utsläppet av värme utanför lokalerna, så du behöver inte värma gatan på egen bekostnad.
• "Expanderad polystyren är hälsofarlig." Modern produktion låter dig skapa material från miljövänliga komponenter, så det finns inget hot mot hälsan. Dessutom talar den utbredda användningen av produkter för lagring av halvfabrikat och användning i vardagen bara om materialets säkerhet.

Oftare uppstår problem när du vill köpa expanderad polystyren av sorter av billigare och lägre kvalitet. Isolationsplattor gjorda av ett sådant material har verkligen mindre hållfasthet och kan börja deformeras även vid temperaturer över 40 ° C. Huvudregeln när du använder material från expanderad polystyren i vilken bransch som helst är att säkerställa kvalitet och tillförlitlighet som du måste betala för. Och under driftens gång visas bara värdighet.

Brandrisk för expanderad polystyren

Brandrisk för obehandlat polystyrenskum

Omodifierat polystyrenskum (brännbarhetsklass G4) är ett lättantändligt material som kan antändas av tändstickorna, en blåslampa eller från autogena svetsgnistor. Expanderad polystyren antänds inte från en kalcinerad järntråd, en brinnande cigarett och från gnistor som alstras vid stålpunkten [35]. Expanderad polystyren avser syntetiska material som kännetecknas av ökad brandfarlighet. Den kan lagra energi från en extern värmekälla i ytskikten, sprida eld och initiera brandintensivering [36].

Flampunkten för expanderad polystyren varierar från 210 ° C till 440 ° C, beroende på de tillsatser som används av tillverkarna [37] [38]. Tändningstemperaturen för en specifik modifiering av polystyrenskum bestäms enligt certifieringsklassen.

När konventionell expanderad polystyren (G4 antändbarhetsklass) antänds utvecklas en temperatur på 1200 ° C på kort tid [35]. Vid användning av speciella tillsatser (brandskyddsmedel) kan förbränningstemperaturen sänkas enligt förbränningsklassen (G3 brandfarklass ). Förbränning av expanderad polystyren sker med bildandet av giftig rök av varierande grad och intensitet, beroende på de föroreningar som tillsätts till den expanderade polystyren för att minska rökgenerering. Rökutsläpp av giftiga ämnen är 36 gånger större i volym än trä.

Förbränning av vanlig expanderad polystyren (G4 antändlighetsklass) åtföljs av bildandet av giftiga produkter: vätecyanid, vätebromid, etc. [39] [40].

Av dessa skäl har produkter tillverkade av obehandlat polystyrenskum (antändlighetsklass G4) inte godkännandecertifikat för användning i byggnadsarbeten.

Tillverkare använder expanderad polystyren modifierad av speciella tillsatser (brandskyddsmedel), tack vare vilket materialet har olika antändningsklasser, brännbarhet och rökgenerering.

Således, med korrekt installation, i enlighet med GOST 15588-2014 “Skum polystyren värmeisolerande plattor. Tekniska förhållanden ", expanderad polystyren utgör inte ett hot mot byggnadernas brandsäkerhet. Den "våta fasad" -tekniken (WDVS, EIFS, ETICS), som innebär användning av expanderad polystyren som isolering i byggnadshöljet, används ofta i konstruktionen.

Modifierat polystyrenskum för brandsäkerhet

För att minska brandrisken hos expanderad polystyren tillsätts brandskyddsmedel när den tas emot. Det resulterande materialet kallas självsläckande polystyrenskum (brännbarhetsklass G3) och indikeras av ett antal ryska tillverkare med en extra bokstav "C" i slutet (till exempel PSB-S) [41].

Den 05/01/2009 trädde en ny federal lag FZ-123 "Tekniska föreskrifter om brandsäkerhetskrav" i kraft. Metoden för att bestämma brännbarhetsgruppen för brännbara byggmaterial har förändrats. I artikel 13, punkt 6, framkom nämligen ett krav som utesluter bildandet av smältfall i material med en grupp G1-G2 [42]

Med tanke på att polystyrens smältpunkt är cirka 220 ° C kommer alla värmare baserade på denna polymer (inklusive extruderat polystyrenskum) från 01.05.2009 att klassificeras med en brandfärdighetsgrupp som inte är högre än G3.

Före ikraftträdandet av Federal Law 123 karakteriserades brännbarhetsgruppen av märken med tillsats av flamskyddsmedel som G1.

En minskning av brännbarheten hos expanderad polystyren uppnås i de flesta fall genom att ersätta den brännbara gasen för att "blåsa upp" granulerna med koldioxid [43].

Typer av expanderad polystyren

Spridningen av PPP var ett svar på en begäran om isolering som effektivt kan hålla kvar värme i byggnader konstruerade av traditionella byggmaterial. I stora städer spenderas stora summor pengar på att värma byggnader på vintern. Och utsläpp från termiska kraftverk leder till en betydande försämring av miljösituationen.

Bland många områden har en av de mest framgångsrika varit användningen av expanderad polystyren erhållen genom skumning av polystyren vid bearbetning i närvaro av höga temperaturer.

Det slutliga materialet är i form av granuler, vars diameter varierar från 2 till 8 mm, vilka sintras tillsammans när de utsätts för ångchock.

Som ett resultat lärde sig ett material som endast mineralull kan jämföras med avseende på värmeisoleringsegenskaper. Det är intressant att jämföra PPP med andra material.

Ett ark 10 cm tjockt kan ersätta:

• 400 cm tung betong;
• 150 cm byggstenar;
• 100 cm expanderad lerbetong;
• 60 cm luftbetong;
• 40 cm tall.

På grund av närvaron av slutna porer i materialets struktur reflekterar det också perfekt ljud, därför används det ofta som ljudisolering.

Beroende på produktionsteknologi är expanderad polystyren uppdelad:

• på pressfri expanderad polystyren (PSB);
• pressad expanderad polystyren (PS);
• extruderat polystyrenskum (EPS).

Dessa typer har vissa skillnader inte bara i teknik utan också i egenskaper. Därför skiljer sig deras tillämpningsområden också.

Anteckningar (redigera)

1. Kabanov V.A. och andra.
   vol. 2 L - Polynosfibrer // Encyclopedia of Polymerers. - M.: Soviet Encyclopedia, 1974. - 1032 s. - 35 000 exemplar.
2. Franskt patent nr 668142 (Chem. Abs. 24, 1477, 1930).
3. Tyskt patent nr 644102 (Chem. Abs, 31, 5483, 1937)
4. Berlin A. An. Grunderna för produktion av gasfyllda plaster och elastomerer. - M.: Goskhimizdat, 1956.
5. Chukhlanov V. Yu., Panov Yu. T., Sinyavin A. V., Ermolaeva E. V. Gasfyllda plaster. Handledning. - Vladimir: Vladimir State University Publishing House, 2007.
6. Kerzhkovskaya EM Egenskaper och applicering av PS-B-skum.- L: LDNTP, 1960.
7. Andrianov R.A. Nya kvaliteter av expanderad polystyren. Byggnadsindustrin i Moskva. - Utgåva nr 11. - M.: Glavmospromstroymaterialy, 1962.
8. Förbundsrepubliken Tysklands patent nr 92606 daterad 04/07/1955.
9. Diskussion och möjliga åtgärder angående ett förbud mot användning av expanderad polystyren (EPS) livsmedelsbehållare (studiefråga) // 18 december 2012.
10. POLITIKVERKTYG FÖR ATT MINSKA KONSEKVENSERNA FÖR ENKELANVÄNDNING, RYGGPLASTPÅSKAR OCH EPS-MATFÖRPACKNING // Slutrapport 2 juni 2008
11. Nguyen L. En bedömning av policyer för förbud mot polystyrenvaror. // San Jose State University 10.01 / 2012
12. S8619 Förbjuder livsmedelsanläggningar att använda expanderade behållare för engångsleveranser av polystyrenskum med början 1/1/15.
13. GOST 15588-2014 “Skum polystyren värmeisolerande plattor. Tekniska villkor ". Träder i kraft 01.07.2015
14. GOST R 53786-2010 ”Fasadsystem med kompositvärmeisolering med externa gipsskikt. Termer och definitioner"
15. GOST R 53785-2010 “Kompositvärmeisolerade fasadsystem med externa gipsskikt. Klassificering"
16. BREV från Ryska federationens statliga byggkommitté N 9-18 / 294, GUGPS från Rysslands inrikesministerium N 20 / 2.2 / 1756 daterad 06/18/1999 "OM ISOLERING AV DE YTTRE VÄGARNA AV BYGGNADER"
17. Brev från FGBU VNIIPO EMERCOM från Ryssland daterat 07.08.2014 nr 3550-13-2-02
18. FEDERAL LAW TEKNISKA BESTÄMMELSER OM BRANDSÄKERHETSKRAV daterade 22.07.2008 nr 123-FZ
19. Bjorvika
20. Styrofoam designmöbler - konstruktiva och prisvärda
21. Styrofoam-robotar
22. Pavlov V.A. Expanderad polystyren. - M.: "Chemistry", 1973.
23. Khrenov A.E.Migration av skadliga föroreningar från polymera material under konstruktionen av underjordiska strukturer och kommunikation. - nr 7. - 2005.
24. Egorova EI, Koptenarmusov VB Grunderna för polystyrenplastteknik. - St Petersburg: Himizdat, 2005.
25. Tabell över densitet, värmeledningsförmåga och ånggenomtränglighet för olika material
26. Tabell över densitet, värmeledningsförmåga och ånggenomtränglighet för olika material: Reparation och inredning av en lägenhet, bygga ett hus - mina svar på frågor
27. Semenov SA Destruktion och skydd av polymera material under drift under påverkan av mikroorganismer // Avhandling för doktorsexamen i tekniska vetenskaper, Ryska vetenskapsakademin Institute of Chemical Physics. N.N.Semenova. - M., 2001.
28. Atiq N. Biologisk nedbrytbarhet av syntetisk plast polystyren och isopor av svampisolat // Institutionen för mikrobiologi Quaid-i-Azam University, Islamabad, 2011.
29. Naima Atiq T., Ahmed S., Ali M., Andleeb S., Ahmad B., Geoffery R. Isolering och identifiering av biologiskt nedbrytande polystyrenbakterier från jord .//African Journal of Microbiology Research Vol. 4 (14), sid. 1537-1541, 18 juli, 2010.
30. Richardson N. Beurteilung von mikrobiell befallenen Materialien aus der Trittschalldämmung // AGÖF Kongress Reader september 2010.
31. Hed G. Beräkningar av livslängden på byggkomponenter. München: Hanser. Rapport TR28: 1999. Gävle, Sverige: Kungliga tekniska högskolan, Centrum för byggd miljö, Stockholm, 1999. - S. 46.
32. Testrapport nr 225 daterad 25.12.2001. NIISF RAASN. Testlaboratorium för termofysiska och akustiska mätningar)
33. ↑ 12
    Expanderad polystyren - Egenskaper. 4108.ru. Hämtad 10 april 2016.
34. Emmanuel NM, Buchachenko AL Kemisk fysik för åldrande och stabilisering av polymerer. - M.: Nauka, 1982.
35. ↑ 12
    OCT 301-05-202-92E “Expanderbar polystyren. Tekniska förhållanden. Industristandard "
36. Guyumdzhyan P.P., Kokanin S.V., Piskunov A.A. Brandfara av polystyrenskum för byggnadsändamål // Pozharovzryvoopasnost. - T. 20, nr 8. - 2011.
37. Protokoll nr 255 daterad 28.08.2007 för identifieringskontroll av expanderat polystyrenmaterial PSB-S 25 FGU VNIIPO EMERCOM i Ryssland
38. Kodolov V.I. antändbarhet och brandbeständighet hos polymera material. M., Chemistry, 1976.
39. Toxicitet för förbränningsprodukter av syntetiska polymerer. Undersökningsinformation. Serie: Polymeriserad plast. - NIITEKHIM, 1978.
40. Toxicitet för flyktiga produkter från termisk exponering för plast under bearbetning. Serie: Polymeriserad plast. - NIITEKHIM, 1978.
41. Evtumyan A.S., Molchadovsky O.I. Brandrisk för värmeisolerande material från expanderad polystyren. Brandsäkerhet. - 2006. - Nr 6.
42. Federal lag av 22.07.2008 N 123-FZ (ändrad 03.07.2016) "Tekniska föreskrifter om brandsäkerhetskrav" (ryska) // Wikipedia. - 2017-03-12.
43. Grundläggande brandsäkerhetskrav - Värmeisoleringssystem