Експандиран полистирол: разпенен и екструдиран

Експандиран полистирол Окачване без натиск Самогасящо се (PSB-S) върху разрез (EPS)

Структурата на експандиран полистирол при голямо увеличение
Пенополистирол

е напълнен с газ материал, получен от полистирол и неговите производни, както и от стиролни съполимери. Експандираният полистирол е широко разпространен вид полистирол, който обикновено се нарича в ежедневието. Обичайната технология за производство на експандиран полистирол е свързана с първоначалното пълнене на гранули от стирен с газ, който се разтваря в полимерната маса. Впоследствие масата се нагрява с пара. В процеса на това се получава многократно увеличаване на обема на оригиналните гранули, докато те заемат цялата форма на блока и не се синтероват заедно. В традиционния експандиран полистирол природният газ, който е лесно разтворим в стирол, се използва за пълнене на гранулите; в огнеустойчивите версии на експандиран полистирол гранулите се пълнят с въглероден диоксид [1]. Съществува и технология за получаване на вакуумен експандиран полистирол, който не съдържа нито един от газовете.

Съдържание

• 1 История на производството на експандиран полистирол
• 2 Състав на експандиран полистирол
• 3 Методи за получаване
• 4 Свойства на експандиран полистирол
• 5 Основните видове произведена полистиролова пяна
• 6 Приложение
• 7 Свойства на експандиран полистирол 7.1 Поглъщане на вода
• 7.2 Паропропускливост
• 7.3 Биологична стабилност
• 7.4 Трайност
• 7.5 Устойчивост на разтворители

Историята на производството на експандиран полистирол

Първият експандиран полистирол е произведен във Франция през 1928 г. [2]. Промишленото производство на експандиран полистирол започва през 1937 г. [изясни

] в Германия [3]. В СССР производството на експандиран полистирол (клас PS-1) е усвоено през 1939 г. [4], клас PS-2 и PS-4 - през 1946 г. [5], клас PSB - през 1958 г. [6] През 1961 г. СССР усвоява технологията за производство на самогасящ се експандиран полистирол (PSB-S) [7]. За строителни цели експандираният полистирол PSB започва да се произвежда през 1959 г. в завода Stroyplastmass в Митищи.

Състав на експандиран полистирол

За получаване на експандиран полистирол най-често се използва полистирол. Други суровини са полимонохлоростирол, полидихлоростирен и съполимери на стирен с други мономери: акрилонитрил и бутадиен. Нискокипящи въглеводороди (пентан, изопентан, петролев етер, дихлорометан) или разпенващи агенти (диаминобензол, амониев нитрат, азобисизобутиронитрил) се използват като разпенващи средства. В допълнение, съставът на експандираните полистиролови плочи включва огнезащитни вещества (клас на запалимост G1), оцветители, пластификатори и различни пълнители.

Методи за получаване

Значителна част от получената полистиролова пяна се получава чрез разпенване на материала с пари от нискокипящи течности. За това се използва процес на суспензионна полимеризация в присъствието на течност, която може да се разтвори в оригиналния стирен и е неразтворима в полистирол, например пентан, изопентан и техните смеси. В този случай се образуват гранули, при които нискокипящата течност се разпределя равномерно в полистирола. Освен това тези гранули се подлагат на нагряване с пара, вода или въздух, в резултат на което значително увеличават размера си - 10-30 пъти. Получените насипни гранули се синтероват с едновременно формоване на продукти.

Свойства на експандиран полистирол

Висококачествен експандиран полистирол: материал с равномерно разположени гранули със същия размер

Нискокачествен експандиран полистирол от типа PSB: възниква прекъсване по контактната зона на топки с различни размери
Експандираният полистирол, който е получен чрез разпенване на течност с ниско кипене, е материал, състоящ се от фино-клетъчни гранули, спечени заедно. Вътре в гранулите от експандиран полистирол има микропори и кухини между гранулите. Механичните свойства на материала се определят от привидната му плътност: колкото по-висока е тя, толкова по-голяма е якостта и по-ниска е водопоглъщането, хигроскопичността, пропускливостта на парата и въздуха.

Екструдиран пенополистирол

Официално признатата версия е, че този вид изолация е изобретен от специалисти в САЩ през седемдесетте години. В същото време е известно, че много преди това, в Съветския съюз, такъв материал е бил използван за нуждите на икономическата дейност. Един пример за приложение в СССР са шамандурите, които маркират водната граница. Следователно ще дадем на американците XPS предимство при използването на този материал в строителството. Екструдираният пенополистирол е уникален материал с висока якост и абсолютна водоустойчивост, което го прави незаменим за изолиране на основи, басейни и всякакви други конструкции, работещи във влажна среда. Факторите, ограничаващи използването на EPS, са запалимостта на тази изолация и нейната паропропускливост.

Основните видове произведена полистиролова пяна

• Експандиран полистирол без натиск
  : EPS (експандиран полистирол); PSB (суспензионна непресована експандирана полистиролова пяна); PSB-S (разширена полистиролова суспензия, самозагасваща се без натиск). Изобретен от BASF през 1951г
• Екструдиран пенополистирол
  : XPS (екструдиран полистирол); Extrol, Penoplex, Styrex, Technoplex, TechnoNIKOL, URSA XPS
• Пресована полистиролова пяна
  : различни чуждестранни марки; PS-1; PS-4
• Автоклавна пяна от полистирол
  : Стиропор (Dow Chemical)
• Екструдиран в автоклав пенополистирол
  [8]

Основни типове

• Без натиск - най-често срещаният тип, евтин, по-крехък. Притежава висока абсорбция на вода... Състои се от много гранули с разнородна структура. Полистироловите гранули се сушат, разпенват, сушат отново и се нагряват. Този състав се използва за запълване на калъп, който става по-плътен, когато се охлажда.
• Натиснете - трайна и плътна изолация, по-скъпа. Той има нисък коефициент на топлопреминаване поради херметично затворени гранули. Осигурява последващо газово пресоване на разпенената смес.
• Екструдиран - има хомогенна консистенция на малки и почти напълно затворени клетки. Произведено в съответствие с GOST чрез екструзия - кога топки от полистирол се топят и се получава хомогенен състав, който се излива във форма за охлаждане. Този метод ви позволява да направите материала устойчив на проникване на вода, плътен, устойчив на механично напрежение, като по този начин увеличавате експлоатационния живот.

С добавянето на забавители на огъня, екструдиран пенополистирол могат да бъдат направени пожароустойчиви.

• Екструзия получени чрез обработка на крайното тегло на полимера. При производството се използва екструдер, поради което последните 2 вида се наричат ​​един и същ материал.

Препоръчваме: Основните видове и свойства на монолитен поликарбонат. Къде се използва материалът и как да го изрежете сами?

Има автоклав и автоклав-екструдирана полистиролова пяна, където разпенването и сушенето на материала се извършва с помощта на автоклав. Произвежда се в чужбина, използва се много рядко поради високата си цена.

Приложение

Експандираният полистирол най-често се използва като топлоизолационен и структурен материал. Обхват на приложението му: строителство, превози и корабостроене, самолетно строителство. Доста голямо количество експандиран полистирол се използва като опаковка и електроизолационен материал.

• Във военната индустрия - като нагревател; в системите за индивидуална защита на военнослужещите; като амортисьор в каски.
• При производството на битови хладилници като топлоизолатор (в СССР това са серийно произведени хладилници „Ярна-3“, „Ярна-4“, „Визма“, „Смоленск“ и „Арагац-71“) до началото на 60-те години , когато експандираният полистирол е изместен от полиуретанова пяна.
• При производството на контейнери и еднократни изотермични опаковки за замразени продукти [9] [10] [11] [12]
• При строителството на сгради - използването на експандиран полистирол в Русия в строителната индустрия се регулира от държавните стандарти [13] [14] [15] и се ограничава до използването на плик на сградата като среден слой. Експандираният полистирол се използва широко за изолиране на фасади (клас на запалимост G1). Потенциално високата опасност от пожар на този материал изисква задължителни предварителни пълни изпитвания [16]. През август 2014 г. FGBU VNIIPO EMERCOM от Русия отбелязва [17], че използването на SFTK („Системи от фасаден топлоизолационен композит“) като нагревател (топлоизолация) на основната равнина на фасадата от керемидена полистиролова пяна тези марки, които са посочени в TS), което не е материал за довършване или облицовка на външните повърхности на външните стени на сгради и конструкции, противно на изискванията на член 87, част 11 от Федералния закон № 123-FZ [ 18] и параграф 5.2.3 от SP 2.13130.2012. През юли 2020 г. модерният ГОСТ 15588-2014 „Пенополистиролни топлоизолационни плочи. Технически условия ", указващи задължителното присъствие на огнезащитни добавки в материала, осигуряващи пожарна безопасност (самогасяща се, невъзможност за поддържане на независимо изгаряне) на експандирани полистиролни плочи по време на съхранението и монтажа.
• От 70-те години. експандиран полистирол се използва при строителството на пътища, изграждането на изкуствени релефи и насипи, полагане на транспортни пътища в райони със слаби почви, при защита на пътищата от замръзване, за намаляване на вертикалното натоварване на конструкцията и в редица други дела. Експандираният полистирол се използва най-активно в пътното строителство в САЩ, Япония, Финландия и Норвегия [19]. Изискванията и стандартите на GOST за този продукт в тези страни са коренно различни от руските и страните от ОНД.
• Служи като материал за производство на играчки, дизайнерски мебели и интериорни предмети [20]. Той също така служи като материал за създаване на обекти на съвременно декоративно и приложно изкуство и концептуално изкуство [21].

Екструдирана полистиролова пяна: инструкции за употреба

Пенопластът от клас PSB-S, поради по-високата си паропропускливост, в сравнение с ЛПС, може да се използва за топлоизолация от вътрешната страна на помещенията. Екструдираният полистирол обикновено се използва за външна изолация или като среден слой в сандвич панели. За изолиране на стената отвън се използват плочи с дебелина 80-100 мм. Често се използват листове с дебелина 30-40 мм, положени на два слоя.

Как правилно да изолирате стената с експандиран полистирол:

• Демонтажни работи. Преди да прикрепите екструдираната полистиролова пяна или пяна към стената, демонтирайте детайлите на дренажната система, декоративните елементи, почистете и грундирайте повърхността на стената.
• Залепване на листове по стената. Как правилно да залепите полистиролова пяна на стената: лепилната смес се нанася върху конструкцията на стената и цялата площ на изолационния лист. Особено обилно се нанася върху ръбовете и центъра на листа. Листът е залепен за стената. Панелът е фиксиран с дюбели, които трябва да влязат в материала на стената най-малко с 50 мм. Дюбелите са поставени в центъра на панела и в ставите.
• Запечатване на пукнатини. Ако празнините са по-малки от 20 mm, те се издухват с полиуретанова пяна, ако са повече, тогава се запечатват с парчета изолация и след това се разпенват. Излишната пяна се отрязва, капачките на ноктите на чадъра се втриват с шпакловка.

При изолиране на фасадата с екструдиран полистирол не се изисква хидроизолация. Сутеренните стени и основата с високо разположение на подпочвените води изискват хидроизолационни мерки.

Свойства на експандиран полистирол

Водна абсорбция

Колония на бактерии върху EPS
Експандираният полистирол е способен да абсорбира вода при директен контакт [22].Проникването на вода директно в пластмасата е по-малко от 0,25 mm годишно [23], следователно водопоглъщането на полистиролова пяна зависи от нейните структурни характеристики, плътност, технология на производство и продължителност на периода на насищане на водата. Водопоглъщането на екструдирана полистиролова пяна дори след 10 дни във вода не надвишава 0,4% (обемни), което я прави широко използвана като нагревател за подземни и заровени конструкции (пътища, основи) [24].

Паропропускливост

Експандираният полистирол е нископропусклив материал [25] [26].

Характеристика на паропропускливостта на експандиран полистирол е, че тя не зависи от степента му на разпенване и плътността на експандирания полистирол и винаги е равна на 0,05 mg / (m * h * Pa) [източник неуточнен 1930 дни

], което не е еквивалентно на паропропускливостта на дървена рамка от бор, смърч или дъб или минерална вата (0,55 mg / (m * h * Pa)).

Биологична устойчивост

Въпреки факта, че експандираният полистирол не е податлив на действието на гъбички, микроорганизми и мъхове, в някои случаи те са в състояние да образуват своите колонии на повърхността му [27] [28] [29] [30].

Насекомите могат да се заселят в експандиран полистирол, да оборудват гнезда на птици и гризачи. Проблемът с увреждането на полистироловите структури от гризачи е обект на многобройни изследвания. Въз основа на резултатите от тестовете за пенополистирол, извършени върху сиви плъхове, домашни мишки и мишки от полевки, беше установено следното:

1. Експандираният полистирол като материал, състоящ се от въглеводороди, не съдържа хранителни вещества и не е място за размножаване на гризачи (и други живи организми).
2. При задължителни условия гризачите действат върху екструзия и гранулирана полистиролова пяна, както и върху всеки друг материал, в случаите, когато това е пречка (пречка) за достъп до храна и вода или за задоволяване на други физиологични нужди на животното.
3. При условия на свободен избор, гризачите влияят на експандирания полистирол в по-малка степен, отколкото при условията на принуда, и само ако се нуждаят от постелен материал или има нужда от шлифоване на резците.
4. Ако има избор на материал за гнездене (чул, хартия), експандираният полистирол привлича гризачи в последния завой.

Резултатите от експерименти с плъхове и мишки също показват зависимост от модификацията на експандиран полистирол, по-специално екструдираният експандиран полистирол е повреден от гризачи в по-малка степен.

Устойчивост

Един от начините за определяне на трайността на полистироловата пяна е чрез редуване на нагряване до +40 ° C, охлаждане до -40 ° C и задържане във вода. Всеки такъв цикъл се приема, че е равен на 1 условна година на работа. Аргументира се, че трайността на продуктите от експандиран полистирол съгласно този метод за изпитване е най-малко 60 години [31], 80 години [32].

Устойчив на разтворители

Експандираният полистирол не е много устойчив на разтворители. Той се разтваря лесно в оригиналния стирен, ароматни въглеводороди (бензен, толуен, ксилол), хлорирани въглеводороди (1,2-дихлоретан, въглероден тетрахлорид), естери, ацетон и въглероден дисулфид. В същото време той е неразтворим в алкохоли, алифатни въглеводороди и етери.

Характеристики и свойства на изолацията

Топлопроводимост

Разширена полистиролова дъска с дебелина 10 см и тухлена стена повече от 1 м равни топлопроводими свойства.
Въздухът вътре в мехурчетата е херметически затворен, така че материалът перфектно запазва топлината.

Коефициентът на топлопроводимост варира в диапазона от 0,028 - 0,034 W / mK, което е много по-ниско от коефициента на тухла или бетон.

Паропропускливост и абсорбция на влага

Индексът на паропропускливост на експандираната полистиролова пяна е от 0,019 до 0,015 kg на метър-час-Pascal, за разлика от екструдирания продукт с нулев индекс.

Необходимата дебелина и форма са дадени с помощта нарязване на пяната на плочи с желания размер... Парата тече през гранулите в клетките.

Забележка

Екструдираният пенополистирол не се нарязва, тъй като готовите плочи излизат от конвейера с определена дебелина и вече са гладки. В резултат парата не може да проникне в материала.

Когато непресован продукт е потопен във вода, до 4% от течността се абсорбира. Плътният екструдиран пенополистирол ще остане почти сух и ще абсорбира само 0,4%.

Струва си да се отбележи, че изолацията няма да се повреди при контакт с течности.

Сила

Материалът е издръжлив, издържа на температура от -40 до + 40 ° C до 60 цикъла (климатични години). Статичната якост на огъване на екструдирания материал е по-добра от тази на разпенения материал.

Поглъщане на звук

3-сантиметров слой изолационен материал ще намали нивото на проникване на шума с 25 децибела, което осигурява добра звукоизолация. От значение за жителите на апартаменти.

Но това няма да облекчи напълно шума, а само да го заглуши, при наличие на дебел слой изолация. Въздушният шум няма да овладее.

Биологична устойчивост

Полистироловата пяна не е чувствителна към образуването на биологична активност и следователно няма да стане място за размножаване на мухъл и гъбички.
Това е научно доказан факт.

Той обаче може да бъде повреден от гризачи и насекоми. Те си проправят път през материала в търсене на топлина и храна.

Препоръчваме: Какво представлява лекият бетон, неговите видове и състав. Топлопроводимост и други характеристики

Унищожаване на експандиран полистирол

Унищожаване при висока температура

Високотемпературната фаза на разрушаване на експандиран полистирол е добре и добре проучена. Започва при температура от +160 ° C. С повишаване на температурата до +200 ° C започва фазата на термично окислително разрушаване. Над +260 ° C преобладават процесите на термично разрушаване и деполимеризация. Поради факта, че топлината на полимеризация на полистирол и поли - "" α "" - метилстиролът е един от най-ниските сред всички полимери, деполимеризацията до първоначалния мономер, стирен, преобладава в процесите на тяхното разрушаване [33].

Модифицираната полистиролова пяна със специални добавки се различава в степента на високотемпературно разрушаване според класа на сертифициране. Модифицираната полистиролова пяна, сертифицирана в съответствие с клас G1, не се разгражда с повече от 65%, когато е изложена на високи температури. Класовете на модифицирана полистиролова пяна са дадени в таблицата в раздела за огнеустойчивост.

Унищожаване при ниска температура

Разпененият полистирол, подобно на някои други въглеводороди, е способен на самоокисление във въздуха, за да образува пероксиди. Реакцията е придружена от деполимеризация. Скоростта на реакцията се определя от дифузията на кислородните молекули. Поради значително развитата повърхност на експандиран полистирол, той се окислява по-бързо от полистирола в блок [34]. За полистирола под формата на плътни продукти температурният фактор е регулиращото начало на разрушаване. При по-ниски температури неговото разрушаване е теоретично възможно в съответствие със законите на термодинамиката на процесите на полимеризация, но поради изключително ниската газопропускливост на полистирола, парциалното налягане на мономера може да се промени само върху външната повърхност на продукта. Съответно, под Tpred = 310 ° C, деполимеризацията на полистирол се извършва само от повърхността на продукта и може да бъде пренебрегната за практически цели.

Доктор по химия, професор в Катедрата по обработка на пластмаси на Руския химико-технологичен университет на името на В.И. Менделеева Л. М. Кербер за отделянето на стирола от съвременния експандиран полистирол:

„При нормални работни условия стиренът никога няма да се окисли. Окислява се при много по-високи температури. Деполимеризацията на стирол наистина може да продължи при температури над 320 градуса, но е невъзможно да се говори сериозно за отделянето на стирен по време на експлоатацията на блокове от експандиран полистирол в температурния диапазон от минус 40 до плюс 7 ° С.В научната литература има доказателства, че окисляването на стирол при температури до +11 ° C на практика не се случва. "

Експертите също така твърдят, че спад на ударната жилавост на материала при 65 ° C не е наблюдаван през интервал от 5000 часа, а спад на якостта на удар при 20 ° C не е наблюдаван в продължение на 10 години.

Токсичната природа на стирола и способността на експандирания полистирол да отделя стирен се счита от европейските експерти за недоказана. Експертите, както в строителната, така и в химическата промишленост, или отричат ​​самата възможност за окисляване на експандиран полистирол при нормални условия, или посочват липсата на прецеденти, или се позовават на липсата на информация по този въпрос.

Освен това самата опасност от стирен първоначално често се преувеличава. Според мащабни научни изследвания, проведени през 2010 г. във връзка с преминаването на задължителната процедура за пререгистрация на химикали в Европейската агенция по химикали в съответствие с регламента REACH, бяха направени следните заключения:

• мутагенност - няма основа за класификация;
• канцерогенност - няма основа за класификация;
• репродуктивна токсичност - няма основа за класификация.

Нещо повече, имайте предвид, че стиренът се съдържа естествено в кафе, канела, ягоди и сирена.

По този начин основните опасения, свързани със специфичната токсичност на стирола, за който се твърди, че се отделя при използване на експандиран полистирол, не са потвърдени [33].

Нагреватели

106 гласа

+

Глас за!

—

Против!

Експандираният полистирол е доста интересен материал. Методът на производство е патентован през 1928 г. и оттогава е модернизиран многократно. Основното предимство е ниската топлопроводимост и едва след това в лекото тегло. Експандираният полистирол се използва широко в различни индустрии и строителство и всеки човек по един или друг начин е срещал продукти от него в ежедневието. Освен това експандираният полистирол, цената на продуктите от който е на ниско ниво, ще бъде добър вариант, ако искате да изолирате дома си.

Съдържание

1. Какво е експандиран полистирол и по какво се различава от полистирола?
2. Експандиран полистирол, характеристики и свойства
3. Област на приложение
4. Недостатъци на експандирания полистирол: преглед на митовете

Какво е експандиран полистирол и по какво се различава от полистирола?

Експандираният полистирол се получава чрез добавяне на газ към полистиреновата полимерна маса, която при последващо нагряване значително увеличава обема си, запълвайки цялата матрица. В зависимост от вида на материала се използва различен газ за създаване на обем: за прости вариации природният газ, огнеупорните видове експандиран полистирол се пълнят с въглероден диоксид.

Доста често аматьорите са склонни да наричат ​​полистиролова пяна и полистирол един и същ материал. Това обаче не е напълно вярно. Те имат обща основа, но разликите и характеристиките са доста значителни. Ако не навлизате в дълги пространствени разсъждения, тогава основните отличителни черти са следните:

• плътността на пяната е значително по-ниска, 10 kg на m3, докато показателите на пенополистирол са 40 kg на m3,
• експандиран полистирол не абсорбира пара и влага,
• външният вид е различен. Пенопласт - има вътрешни гранули, полистироловата пяна е по-хомогенна,
• пенопластът се характеризира с по-ниска цена, която се забелязва, когато се използва като топлоизолационен материал за външна облицовка на сградни стени,
• експандираният полистирол има най-добрата механична якост.

Пенопластът се произвежда от полимерни суровини, които се обработват с пара, в резултат на което обемът на гранулите се увеличава значително. Но в същото време това води до факта, че микропорите също се увеличават по размер, в резултат на което връзката между гранулите се влошава и постепенно, под въздействието на атмосферните валежи и климатичните условия, това води до факта, че материалът отслабва. Грубо казано, ако счупите лист полистирол наполовина, се образуват голям брой гранули.Това не е типично за експандиран полистирол, тъй като първоначално той се състои от затворени клетки, които осигуряват влаго- и паронепропускливост на материала. В началото на производството неговите гранули под въздействието на високи температури се топят, образувайки еднородна течна маса, която се пълни с газ.

Самият материал също има няколко разновидности:

• Екструдираната полистиролова пяна е практически същият материал като непресованата, разликата е в използването на оборудване като екструдер, следователно екструдираната и екструдирана полистиролова пяна често се нарича един и същ материал.
• Екструдирането също се получава чрез обработка на крайната маса на полимерния материал и също е хомогенна маса. Сортът се използва за производството на опаковки за еднократна употреба и прибори за хранене. Грубо казано, месните продукти в супермаркетите са опаковани в опаковки от екструдиран пенополистирол.

• Пресовият метод за получаване на материала е по-скъп, тъй като включва последващо пресоване на газопенната смес. В този случай той придобива допълнителна сила.
• Рядко се споменава полистиролова пяна в автоклав и всъщност това е екструдиране, при което разпенването и изпичането на материала се извършва с помощта на автоклав.
• Pressless е един от най-популярните сортове. Първо се отстранява влагата от полистироловите гранули чрез сушене, след това се разпенва при температура 80 ° C, след което те отново се изсушават и след това отново се загряват. Получената смес се пълни във форма, където тя вече се самоуплътнява по време на охлаждане. Този тип експандиран полистирол е по-крехък, но за производството му се изисква наполовина по-малко изопетан, което влияе върху крайните разходи.

Експандиран полистирол, характеристики и свойства

Експандираният полистирол е двусмислен материал: някой издига свойствата му до небето, някой, напротив, разпенвайки се в устата, изисква незабавна и пълна забрана за използването му въз основа на „излагане на делата на един академик“. Вярно е, че вездесъщият експандиран полистирол и неговата висока популярност навеждат изводи към факта, че този материал е наистина добър и има следните предимства:

• Ниската топлопроводимост позволява да се постигне значителен ефект на изолация. Всъщност 11 см експандиран полистирол могат да осигурят същата топлоизолация като силикатна тухлена стена с дебелина повече от два метра. Топлопроводимостта на материала е 0,027 W / mK, което е значително по-ниско от това на бетон или тухла,
• Устойчивост на влага на материала. Дори при продължително излагане на влага, абсорбцията ще бъде не повече от 6%, така че няма нужда да се страхувате от деформация на структурата на експандиран полистирол.
• Експандираният полистирол е издръжлив и може да издържи до 60 цикъла на излагане на температури от -40 до + 40 ° C. Всеки цикъл представлява прогнозна климатична година.
• Нечувствителност към образуването на биологични среди. Експандираният полистирол няма да се превърне в среда за размножаване на гъбички и плесени.

• Безвредност на материала. При производството му се използват нетоксични компоненти, поради което продукти от експандиран полистирол се използват и в хранителната промишленост. Например за съхранение на храна.
• Поради лекото си тегло, изолацията на фасадите на сгради с експандиран полистирол отнема много по-малко време и усилия, отколкото при използване на други средства.
• Огнеустойчивите материали, когато са изложени на открит пламък, са склонни да самозагасват и се топят, без да разпространяват горенето. Температурата на самозапалване на експандиран полистирол е + 490 ° C, което е почти два пъти по-високо от това на дървото. Ако материалът не е изложен на открит източник на пламък за повече от четири секунди, експандираният полистирол угасва. Топлинната енергия при изгаряне на материала е 7 пъти по-малка от тази на дървото. Следователно експандираният полистирол не е в състояние да поддържа огнището.
• Осигуряване на звукоизолация. Това качество е особено важно за жителите на стандартни апартаменти. 3-сантиметров слой изолационен материал е достатъчен за намаляване на проникването на шума с 25 dB.
• Паропропускливостта на материала е на ниско ниво от 0,05 Mg / m * h * Pa, независимо от степента на разпенване и плътността на материала. Всъщност показателите за паропропускливост са подобни на дървената рамка от бор или дъб.
• Устойчив на алкохоли и етери, но лесно подлежи на разрушаване при контакт на разтворители с повърхността на материала.
• Якостта на опън е най-малко 20 MPa.

Както се вижда от горното, експандираният полистирол е ефективно средство за решаване на много проблеми: от използването на някои от неговите разновидности като опаковка до осигуряване на топло и хидроизолация на фасадите на сградите. Освен това материалът се използва за други цели в строителството, което ще бъде разгледано по-долу.

Област на приложение

Експандираният полистирол в строителството се използва предимно за изолиране на следните елементи:

• водопроводни тръби,
• покриви,
• подове,
• склонове на врати и прозорци,
• стени.

Например консумацията на експандиран полистирол за изолация на тръбите е икономически оправдана и разумна поради своите възможности. Нещо повече, за тези цели се използва формована блокова пенополистиролна пяна, която позволява в случай на повреда на тръбата да получи лесен достъп до нея, като премахне желания участък от защитното покритие.

Експандираният полистирол се използва активно при изграждането на транспортни маршрути. Намалява ефекта от вертикалното натоварване на пода по време на строителството на сгради. Широко разпространен в производството на SIP панели.

Обхватът на приложение на експандиран полистирол, чиито характеристики, в комбинация с ниска цена, го правят изключително привлекателен за използване във всяка индустрия, е практически неограничен. Единственото нещо, което трябва да се вземе предвид, е, че материалът е с ниска плътност, следователно е податлив на всякакви механични повреди.

Недостатъци на експандирания полистирол: преглед на митовете

В допълнение към букета от предимства, има и недостатъци. Освен това голям брой различни митове са свързани с експандиран полистирол, което трябва да се разгледа по-подробно:

• Много производители твърдят, че екструдираният експандиран пенополистирол е значително по-добър от другите сортове, като доказателство за това те често излагат таблица на сравнителните характеристики на този сорт в сравнение с обикновената пяна. Независимо от това, разликата в топлопроводимостта между екструдирана и екструдирана полистиролова пяна практически не се забелязва и възлиза на 0,002 единици, като в същото време, поради рекламата, цената на екструзионните плочи за изолация е по-висока.
• Максималната плътност на експандиран полистирол дава същата висока производителност, когато е изолирана. Според експерти такова твърдение има някои несъответствия с реалността, тъй като колкото по-плътно се прилепват молекулите една към друга, толкова по-висока става топлопроводимостта и по-лесно студът да проникне в стаята. Изход от тази ситуация ще бъде използването на плочи от експандиран полистирол с ниска плътност, които трябва да бъдат покрити с подсилваща мрежа и защитен слой грунд, за да се увеличи тяхната механична якост.

• Огнеупорната полистиролова пяна е абсолютно незапалима и безвредна за човешкото тяло. Всеки строителен материал, когато е изложен на открит пламък, ще проявява горещи свойства, горе-долу или по-малко. Температурата на самозапалване на експандирания полистирол обаче е по-висока от тази на дървото и освен това по време на горенето той отделя значително по-малко топлинна енергия. Важно е да запомните, че огнеупорните сортове, въпреки гръмкото име, в никакъв случай не са в състояние да спрат пламъка, само за да намалят ефекта му. Въглеродният диоксид, който се използва при производството му, ще се превърне в сериозен недостатък на огнеустойчивия сорт в сравнение с обичайния.В резултат на това при претопяване материалът ще започне да отделя значително голямо количество вредни вещества. Някои продавачи говорят за негоримост въз основа на демонстративен опит: когато основата с плоча от изолация, закрепена върху нея, започва да се затопля от задната страна. Когато е изложен на високи температури, полистироловата пяна започва да се топи и деформира, докато няма огън. Докато обаче пламъкът е изложен на него, материалът ще продължи да гори.
• Огнезащитните добавки към полистироловата пяна заради неговата огнеустойчивост са „във всеки случай чиста отрова“. Още едно противоречиво твърдение. Огнезащитният компонент е компонент, съдържащ вещества в своята структура, които забавят процеса на горене. Те се различават по състав и съдържат различни компоненти, вариращи от наистина опасни за хората формалдехиди, до магнезиеви соли, които са доста екологични и безопасни. Напоследък все по-често се използват разтвори на основата на неорганични соли, така че те не са в състояние да навредят на здравето. Огнезащитните средства често се използват за импрегниране и нанасяне на защитен слой върху дървото, за да се повиши неговата огнеустойчивост.
• Монтажът на изолационни материали от пенополистирол не е в състояние да осигури топлина. Всъщност задачата на изолацията не е да внася топлина, а да я държи на закрито. Грубо казано, използването на изолационни плочи значително ще намали изтичането на топлина извън помещенията, като по този начин няма да се налага да отоплявате улицата за своя сметка.
• „Експандираният полистирол е опасен за здравето.“ Съвременното производство ви позволява да създавате материал от екологично чисти компоненти, така че няма заплаха за здравето. Освен това широкото използване на продуктите за съхранение на полуфабрикати и използването им в ежедневието говори точно за безопасността на материала.

По-често проблеми възникват, когато искате да купите експандиран полистирол от по-евтини и по-нискокачествени сортове. Изолационните плочи от такъв материал наистина имат по-малка якост и са способни да започнат да се деформират дори при температури над 40 ° C. Основното правило при използването на материали от експандиран полистирол във всяка индустрия ще бъде да се гарантира качество и надеждност, за които трябва да платите. И тогава в хода на операцията ще се появи само достойнство.

Опасност от пожар на експандиран полистирол

Опасност от пожар на необработена полистиролова пяна

Немодифицираната пенополистиролова пяна (клас на запалимост G4) е запалим материал, чието запалване може да възникне от пламъка на кибритените клечки, духалка, от автогенни искри за заваряване. Експандираният полистирол не се възпламенява от калцинирана желязна тел, горяща цигара и искри, генерирани в точката на стоманата [35]. Разширеният полистирол се отнася до синтетични материали, които се характеризират с повишена запалимост. Той е в състояние да съхранява енергия от външен източник на топлина в повърхностните слоеве, разпространявайки огън и инициира усилване на пожара [36].

Точката на възпламеняване на експандиран полистирол варира от 210 ° C до 440 ° C в зависимост от добавките, използвани от производителите [37] [38]. Температурата на запалване на специфична модификация на пенополистирол се определя в съответствие със сертификационния клас.

Когато конвенционалният експандиран полистирол (клас G4 на запалимост) се запали, за кратко време се развива температура от 1200 ° C [35]; когато се използват специални добавки (огнезащитни вещества), температурата на горене може да бъде намалена според класа на горене (клас на запалимост G3 ). Изгарянето на експандиран полистирол се извършва с образуването на токсичен дим с различна степен и интензивност, в зависимост от примесите, добавени към експандирания полистирол за намаляване на образуването на дим. Емисията на дим от токсични вещества е по обем 36 пъти по-голяма от тази на дървесината.

Изгарянето на обикновен експандиран полистирол (клас на запалимост G4) е придружено от образуването на токсични продукти: циановодород, водороден бромид и др. [39] [40].

Поради тези причини продуктите от необработен пенополистирол (клас на запалимост G4) нямат сертификати за одобрение за използване в строителни работи.

Производителите използват експандиран полистирол, модифициран от специални добавки (огнезащитни вещества), благодарение на което материалът има различни класове на запалване, горимост и образуване на дим.

По този начин, с правилна инсталация, в съответствие с ГОСТ 15588-2014 „Пенополистиролни топлоизолационни плочи. Технически условия ", експандираният полистирол не представлява заплаха за пожарната безопасност на сградите. Технологията "мокра фасада" (WDVS, EIFS, ETICS), която предполага използването на експандиран полистирол като изолация в обвивката на сградата, се използва широко в строителството.

Модифицирана полистиролова пяна за пожарна безопасност

За да се намали опасността от пожар на експандиран полистирол, когато се получи, към него се добавят огнезащитни вещества. Полученият материал се нарича самогасяща се полистиролова пяна (клас на запалимост G3) и се обозначава от редица руски производители с допълнителна буква „С“ в края (например PSB-S) [41].

На 01.05.2009 г. влезе в сила нов федерален закон FZ-123 "Технически регламенти за изискванията за пожарна безопасност". Методологията за определяне на групата на запалимост на горими строителни материали се промени. А именно, в член 13, параграф 6, се появи изискване, което изключва образуването на стопилни капки в материали с група G1-G2 [42]

Като се има предвид, че точката на топене на полистирола е около 220 ° C, тогава всички нагреватели на базата на този полимер (включително екструдиран пенополистирол) от 01.05.2009 г. ще бъдат класифицирани с група на запалимост не по-висока от G3.

Преди влизането в сила на Федералния закон 123, групата на запалимост на марки с добавяне на забавители на горенето се характеризира като G1.

Намаляване на запалимостта на експандирания полистирол в повечето случаи се постига чрез заместване на горимия газ за „надуване“ на гранулите с въглероден диоксид [43].

Видове експандиран полистирол

Разпространението на ПРЗ е отговор на искане за изолация, която може ефективно да задържа топлината в сгради, изградени от традиционни строителни материали. В големите градове се изразходват огромни суми за отопление на сгради през зимата. А емисиите от ТЕЦ водят до значително влошаване на екологичната ситуация.

Сред много области, една от най-успешните е използването на експандиран полистирол, получен чрез разпенване на полистирол, когато се обработва в присъствието на високи температури.

Крайният материал е под формата на гранули, чийто диаметър варира от 2 до 8 mm, които се синтероват заедно, когато са изложени на парен удар.

В резултат беше научен материал, с който само минералната вата може да се сравни по отношение на топлоизолационните свойства. Интересно е да се сравняват ПЧП с други материали.

Лист материал с дебелина 10 см може да замени:

• 400 см тежък бетон;
• 150 см строителни тухли;
• 100 см експандиран глинен бетон;
• 60 см газобетон;
• 40 см борова дървесина.

Също така, поради наличието на затворени пори в структурата на материала, той перфектно отразява звука, поради което често се използва като звукоизолация.

В зависимост от технологията на производство, експандираният полистирол се разделя:

• върху експандиран полистирол (PSB);
• пресован експандиран полистирол (PS);
• екструдиран пенополистирол (EPS).

Тези видове имат някои разлики не само в технологията, но и в характеристиките. Следователно областите им на приложение също се различават.

Бележки (редактиране)

1. Кабанов В. А. и други.
   том 2 L - Полинозни влакна // Енциклопедия на полимерите. - М.: Съветска енциклопедия, 1974 г. - 1032 с. - 35 000 копия.
2. Френски патент № 668142 (Chem. Abs. 24, 1477, 1930).
3. Германски патент № 644102 (Chem. Abs, 31, 5483, 1937)
4. Берлин А. Ан. Основи на производството на газонапълнени пластмаси и еластомери. - М.: Госкхимиздат, 1956.
5. Чухланов В. Ю., Панов Ю. Т., Синявин А. В., Ермолаева Е. В. Пластмаси, пълни с газ. Урок. - Владимир: Издателство на Владимирския държавен университет, 2007.
6. Kerzhkovskaya EM Свойства и приложение на пяна PS-B.- L: LDNTP, 1960.
7. Андрианов Р. А. Нови степени на експандиран полистирол. Индустрия на строителни материали в Москва. - Издание No 11. - М.: Главспросстроиматериали, 1962.
8. Патент на Федерална република Германия № 92606 от 04/07/1955.
9. Дискусия и възможни действия по отношение на забрана за използване на контейнери за храна от експандиран полистирол (EPS) (Издание на изследването) // 18 декември 2012 г.
10. ПОЛИТИЧЕСКИ ИНСТРУМЕНТИ ЗА НАМАЛЯВАНЕ НА ВЪЗДЕЙСТВИЕТО НА ЕДНОСТРАННА УПОТРЕБА, ИЗЛЪЧВАНЕ НА ПЛАСТМАСОВИ ЧАНТИ И ОПАКОВКА ОТ ХРАНИТЕ EPS
11. Нгуен Л. Оценка на политиките относно забраните за хранителни продукти от полистирол .// Държавен университет в Сан Хосе 10.01.2012 г.
12. S8619 Забранява на хранителните заведения да използват контейнери за еднократна употреба от експандирана полистиролова пяна, започващи от 1/1/15.
13. ГОСТ 15588-2014 „Топлоизолационни плочи от пенополистирол. Технически условия ". Влязъл в сила на 01.07.2015г
14. GOST R 53786-2010 „Композитни топлоизолационни фасадни системи с външни мазилкови слоеве. Термини и определения "
15. ГОСТ R 53785-2010 „Композитни топлоизолационни фасадни системи с външни мазилкови слоеве. Класификация "
16. ПИСМО на Държавния комитет по строителството на Руската федерация N 9-18 / 294, GUGPS на Министерството на вътрешните работи на Руската федерация N 20 / 2.2 / 1756 от 18.06.1999 г. "ЗА ИЗОЛИРАНЕ НА ВЪНШНИТЕ СТЕНИ НА СГРАДИТЕ"
17. Писмо от FGBU VNIIPO EMERCOM на Русия от 07.08.2014 г. No 3550-13-2-02
18. ФЕДЕРАЛНО ПРАВО ТЕХНИЧЕСКИ РЕГЛАМЕНТИ ПО ИЗИСКВАНИЯ ЗА ПОЖАРНА БЕЗОПАСНОСТ от 22.07.2008 г. № 123-FZ
19. Бьорвика
20. Дизайнерски мебели от стиропор - конструктивни и достъпни
21. Роботи от стиропор
22. Павлов В. А. Експандиран полистирол. - М.: "Химия", 1973.
23. Хренов А. Е. Миграция на вредни примеси от полимерни материали по време на изграждането на подземни конструкции и полагане на комуникации. - No 7. - 2005.
24. Егорова Е. И., Коптенармусов В. Б. Основи на технологията на полистироловите пластмаси. - Санкт Петербург: Химиздат, 2005.
25. Таблица за плътност, топлопроводимост и паропропускливост на различни материали
26. Таблица за плътност, топлопроводимост и паропропускливост на различни материали: Ремонт и обзавеждане на апартамент, изграждане на къща - моите отговори на въпроси
27. Семенов С. А. Унищожаване и защита на полимерни материали по време на работа под въздействието на микроорганизми // Дисертация на доктора на техническите науки, Институт по химическа физика на Руската академия на науките. Н. Н. Семенова. - М., 2001.
28. Atiq N. Биоразградимост на синтетични пластмаси полистирол и стиропор от гъбични изолати // Катедра по микробиология Quaid-i-Azam University, Исламабад, 2011.
29. Naima Atiq T., Ahmed S., Ali M., Andleeb S., Ahmad B., Geoffery R. Изолиране и идентифициране на полистиролови биоразграждащи се бактерии от почвата .// Африкански вестник за микробиологични изследвания Vol. 4 (14), стр. 1537-1541, 18 юли 2010 г.
30. Richardson N. Beurteilung von mikrobiell befallenen Materialien aus der Trittschalldämmung // AGÖF Kongress Reader септември 2010.
31. Hed G. Оценки на експлоатационния живот на строителните компоненти. Мюнхен: Хансер. Доклад TR28: 1999. Евле, Швеция: Кралски технологичен институт, Център за застроена среда, Стокхолм, 1999. - С. 46.
32. Протокол за изпитване No 225 от 25.12.2001г. NIISF RAASN. Изпитвателна лаборатория за термофизични и акустични измервания)
33. ↑ 12
    Експандиран полистирол - Свойства. 4108.ru. Посетен на 10 април 2016.
34. Емануел Н.М., Бучаченко А.Л. Химична физика на стареенето и стабилизиране на полимерите. - М.: Наука, 1982.
35. ↑ 12
    OCT 301-05-202-92E „Разширяващ се полистирол. Технически условия. Индустриален стандарт "
36. Guyumdzhyan P.P., Kokanin S.V., Piskunov A.A. О опасност от пожар на полистиролова пяна за строителни цели // Пожаровзривоопасност. - Т. 20, No 8. - 2011.
37. Протокол № 255 от 28.08.2007 г. за идентификационен контрол на експандиран полистиролов материал PSB-S 25 FGU VNIIPO EMERCOM на Русия
38. Кодолов В. И. Запалимост и огнеустойчивост на полимерни материали. М., Химия, 1976.
39. Токсичност на продуктите от горенето на синтетични полимери. Информация от проучването. Серия: Полимеризирани пластмаси. - НИИТЕХИМ, 1978.
40. Токсичност на летливите продукти от термично излагане на пластмаси по време на обработката. Серия: Полимеризирани пластмаси. - НИИТЕХИМ, 1978.
41. Evtumyan A.S., Molchadovsky OI Опасност от пожар на топлоизолационни материали от експандиран полистирол. Пожарна безопасност. - 2006. - No6.
42. Федерален закон от 22.07.2008 г. N 123-FZ (изменен на 03.07.2016 г.) "Технически регламенти относно изискванията за пожарна безопасност" (руски) // Уикипедия. - 2017-03-12.
43. Основни изисквания за пожарна безопасност - Системи за топлоизолация