Пенополистирол

Пенополистирол — это материал белого цвета, используемый для теплоизоляции. Он  на 90% состоит из воздуха, который находится в микроскопических клетках-капсулах с очень тонкими стенками. Их масса и представляет собой вспененный полистиролом. В состязании с иными теплоизоляционными материалами пенополистирол показывает отличные результаты по многим параметрам безопасности — пенополистирол используется даже для упаковки продуктов питания.

Пенополистирол

Технология производства

Для всех типов изоляции из полистирола сырьем является гранулированный полистирол. Химически активный агент вспенивания применяется, чтобы образовывались своеобразные ячейки.

Весь  технологический процесс изготовления имеет такие поочередные этапы:

1. В специальный бункер засыпается пенополистирол в виде гранул. Там пенополистирол (гранулы) раздувается и становится шарообразным штучным материалом. Если надо получить теплоизолятор меньшей плотности, но вспенивание повторяется несколько раз. С каждым повторением размер шариков становится больше, а фактическая удельная масса материала уменьшается.
2. Вспененные гранулы помещаются в специальный бункер, где они находятся от 12 до 24 часов. За это время давление в шариках стабилизируется. Если пенополистирол производят методом суспензионной полимеризации, то на этом этапе также проводится сушка шариков.
3. После окончания и выдержки этих технологических процессов, шарики помещают в формовочный агрегат. В нем формируется пенополистирольный блок под действием горячего воздуха. Гранулы склеиваются друг с другом, потому что зажаты в специальной форме. Только после охлаждения пенополистирол извлекается из пресс-формы.
4. Завершающий этап — резка  готового материала  по заданному размеру. Потому что формы, как правило, имеют внушительные размеры. Но перед этой резкой пенополистирол (блок) хранится в покое в течение суток. Потому что под воздействием пара в блоке собирается влага, которая может помешать резке (будут образовываться надломы и вмятины).

Оборудование для производства пенополистирола

Это важно! Всего есть два основных метода, как производят пенополистирол: суспензионная полимеризация и поляризация в массе.

Суспензионная полимеризация

В первом случае процесс базируется на неспособности воды растворять виниловые полимеры. На этапе вспенивания гранулы засыпаются в автоклавы, заполненные деминерализованной водой. Гранулы находятся под постоянным давлением и равномерным подъемом температуры. Вспененный пенополистирол извлекается вместе с водой, и уже в центрифуге отделяется от нее, после чего проходит стадию сушки.

Постоянное промешивание гранул полимера внутри реактора является основным преимуществом данной технологии производства. За счет этого идет эффективное распределение и отвод тепла, что в будущем увеличивает время, в течении которого пенополистирол можно хранить без ущерба для его структуры.

Полимеризация в массе

Когда пенополистирол производится таким способом, вода не используется. Процесс проходит при высоких температурах. Когда расплавлено 80-90% исходного стирола, полимеризация считается завершенной. Возможность отвода тепла при таком производстве отсутствует. Полистирол имеет меньший срок хранения.

Пенополистирол: основные свойства

Теплопроводность

Пенополистирол способствует сохранению тепла, потому что начинка этого материала — воздух. Он имеет маленькие показатели теплопроводности. Конкретные цифры будут в разы ниже, чем, к примеру, у дерева, керамзита или кирпича, других строительных материалов.

Такой показатель теплопроводности является залогом хорошего уровня энергосбережения. Полистирол, используемый в процессе строительства, позволяет при эксплуатации здания значительно экономить на отопление. Пенополистирол используется также для защиты трубопроводов от промерзания, что увеличивает их срок эксплуатации.

Водонепроницаемость

По структуре пенополистирол является гигроскопичным материалом, а значит, он не впитывает в воду, не растворяется в ней и не набухает при взаимодействии с влагой. Но при капиллярной диффузии вода может проникать в полости между гранулами (хотя, ее количество будет незначительным, около 1,5% по отношению к общему весовому объему плиты). Этот же механизм позволяет выводить влагу  из описываемого материала с сохранением всех свойств, которым обладает пенополистирол.

Если соблюдать правила укладки пенополистирола при строительстве, то можно избежать возникновения конденсата в будущем. Устойчивость к влиянию влаги позволяет использовать пенополистирол для утепления фундаментальных конструкций.

Устойчивость к химическим и биологическим факторам

На воздействие большинства бытовых химических веществ пенополистирол не реагирует. К примеру, при длительном взаимодействии с солевыми растворами полистирол сохранит все свои первоначальные свойства. То же касается использования мыла и отбеливающих веществ, даже хлорной воды. Кислоты (за исключением уксусной, концентрированной азотной кислоты) негативного влияния на пенополистирол не оказывают.

Воздействию микроорганизмов пенополистирол не подвержен, он не станет средой для развития грибков и не «позволит» на себе расти плесени.

Прочность

Пенополистирол имеет относительно небольшую прочность. Но к плюсам материала относится высокая прочность на сгиб и сжатие. Данный показатель во многом зависит от толщины плиты и то того, насколько правильно пенополистирол уложен.

Звукоизоляций

Пенополистирол может поглощать шум и преобразовывать звуковую энергию в тепловую энергию. Пенополистирол обладает отличными звукоизоляционными качествами, которые обеспечивает ячеистая структура. Чтобы обеспечить хорошую звуковую изоляцию в помещение достаточно использовать плиту толщиной всего 2-3 сантиметра.

Долговечность

Если правильно использовать пенополистирол, то плиты сохранят физические качества в течение длительного времени. Они способы долго сохранять свою форму, механические и теплофизические свойства.

Это интересно! Минимальный температурный предел для материала составляет минус 180 градусов Цельсия, а максимальный — плюс 80 градусов Цельсия.

Устойчивость к горению

Пенополистирол подвержен горению. Но процесс  горения не будет поддерживаться, если отсутствует прямое соприкосновение материала с пламенем. Загоревший ся материал без очага пламени просто потухнет за несколько секунд.

Из средних температурных показателей понятно, что пенополистирол устойчив к высоким температурам. Самовозгорание плит происходит при температуре в плюс 491 градусов Цельсия. Это в два с половиной раза больше, чем температура возгорания бумаги и почти в два раза больше, чем температура возгорания древесины.

Распространенные виды пенополистирола:

• Полистирольные пенопласты (могут быт беспрессовыми или прессовыми). Беспрессовой пенопласт представляют себе многие, потому что именно в него упаковывают телевизоры, холодильники и другую технику. Из-за большого расстояния между гранулами в материал этого вида может проникать влага.

Прессовой пенополистирол по теплоизоляционным и внешним свойствам мало отличается. Но за счет того, что гранулы крепче сцеплены, его сложнее сломать или раскрошить.

• Экструдированный пенополистирол. Имеют мягкую и однородную ячеистую структуру. Состоит из закрытых ячеек, поэтому считается лучшим видом полистирольных пластмасс.

Области применения

Отличные теплоизоляционные и звукоизоляционные свойств, простота в обработке и переработке, а также доступная стоимость делают пенополистирол распространенным материалом для многих сфер деятельности человека. Часто пенополистирол применяется для упаковки товаров и оборудования, продуктов питания. Также из него производят одноразовую посуду, гасители энергии в автомобильной промышленности и даже объемную наружную рекламу.

Часто пенополистирол используются для термоизоляции холодильного оборудования в промышленности из-за угрозы пыления. Также пенополистирол применяют в термоизоляции дорожного полотна. Из него даже можно делать ульи!

Широкое распространение и применение описываемый материал получил в строительстве — его используют как конструкционный и теплоизоляционный материал. Чаще всего проводится именно наружное утепление частных домов, многоквартирных зданий или даже производственных помещений. Из-за некоторых особенностей материала для внутреннего утепления он не подходит (хотя при соблюдении определенных технических требований возможно и такое использование). За счет того, что данный строительный материал прост в монтаже, его могут использовать даже непрофессиональные строители при частном возведении или  утеплении зданий.

Утепление частного дома пенополистиролом

Плюсы и минусы

К плюсам материала относятся все его свойства, которые подробно описаны в этой статье выше. Он не пропускает тепло и звук, является влагостойким материалом, устойчив ко многим химическим и биологическим компонентам. Но, как и все, что используется в строительстве, у данного вида пенопласта есть также свои минусы:

• Стирол — основной компонент материала, может выделять вредные химические вещества. Поначалу они безвредны для человека, но, накапливаясь с годами, начинают повышать температуру в помещение (особенно, в сильную жару). Это сказывается на самочувствии жителей утепленного дома.
• Может впитывать воду, хотя и в очень маленьких количествах. Скапливаясь годами, влага может постепенно разрушать материал.
• Механическая прочность этого вида пенопласта невысока, поэтому при использовании его для укладки фундамента, к примеру, требуется дополнительная защита в виде специальных щитов.
• При пожаре в продуктах сгорания содержится много ядовитых веществ. Но тут надо помнить, что этот пенопласт горит только при прямом контакте с огнем, если его нет, что очаг возгорания потухает самостоятельно.

Если знать все характеристики этого вида пластмассы, правильно применять ее в тех сферах, где это действительно оправдано, она принесет пользу и на «отлично» справиться с возложенными на нее задачами.

Не стоит забывать о возможных негативных последствиях использования данного материала, поэтому при принятии конечного решения всегда надо тщательно взвесить все «за» и «против».