Пенополистирол. Особенности материала, характеристики и применение
Iddc.ru

Все об электрике

Пенополистирол. Особенности материала, характеристики и применение

Экструдированный пенополистирол — область применения и характеристики

Экструдированный пенполистирол — продукт современных технологий, был разработан сравнительно недавно, около 20 лет назад, и с тех пор весьма широко применяется для теплоизоляциии.

Экструдированный пенополистирол дороже пенопласта. Но его все равно приобретают и применяют. Потому что материал обладает особенными свойствами, которые делают его незаменимым в некоторых случаях.

Экструдированный пенополистирол – легкий теплоизолятор

Коэффициент теплопроводнсти составляет — 0,03-0,034 Вт/м?С. Это меньше чем у пенопласта и большинства других утеплителей.

По этому показателю материал уступает разве что пенополиуретану. Соответственно, и слой утепления для достижения требуемых параметров потребуется меньший.
Плотность выпускаемого материала обычно находится в пределах 25..55 кг/м?.

Пароизоляционные свойства

Сырье для изготовления пенопласта и экструдировнного пенополистирола применяется одно и то же. Но особенная технология (метод экструзии) позволяет получить материал, у которого мельчайшие капсулы с воздухом (0,1 – 0,2 мм) почти все закрытые и не проницаемые.

Поэтому через пенополистирол воздух и водяной пар практически не проходят. Коэффициент его паропроницаемости составляет около — 0,015 м2• ч • Па/мг. Что значительно меньше чем у железобетона (0,03 м2• ч • Па/мг) и у пенопласта (0,05 -0,23 м2• ч • Па/мг).

Сопротивление движению пара, а также способность к водонакоплению, имеют большую значимость при выборе материалов для теплоизоляции. По этим характеристикам у экструдированного пенополистирола своя особая область применения.

Низкая паропроницательность, с одной стороны, ограничивает область применения материала. Но, с другой стороны, его можно и нужно применять как пароизляционный барьер и как материал, не накапливающий внутри воду.

Не поглощает воду

Водопоглощение пенполистирола эктрудированного составляет всего 0,4 % по объему. Это делает возможным применять его в непосредственном контакте с водой и с грунтом без ограничения срока. А также использование как гидробарьер на наружной стороне конструкций.

Низкое водопоглощение выделяет пенополистирол из ряда других утеплителей.

Высокая механическая прочность

Прочность на сжатие составляет от 0,25 МПа, для плотности материала 35 кг/м куб., до 0,5 МПа для плотности 50 кг/м куб.
Высокие показатели механической прочности позволяют применять эструдированный пенополистирол как конструкционную часть нагруженных конструкций. Или как утепляющий и подстилающий слой.

Еще о свойствах экструдированного пенополистирола

Нужно отметить, что экструдированный пенополистирол не горит самостоятельно, а только под воздействием источника пламени. Затухание при прекращении воздействия происходит не позже чем через 3 секунды. При горении (а так же при нагревании и плавлении!) выделяет опасные вещества. Поэтому применение его внутри зданий без ограждения трудносгораемой (40 минут) оболочкой не желательно.

Не лишне напомнить, что все пенополистиролы при легком не пожарном нагреве (свыше 60 градусов) начинают ускоренно разлагаться и выделять вредные вещества. Поэтому прокладка горячих трубопроводов с непосредственным контактом с этим утеплителем не допускается. То же самое и с электрическими проводниками, розетками, и т.п.

Экструдированный пенополистирол, так же как и пенопласт ускоренно разрушается от воздействия ультрафиолета. Поэтому снаружи он должен защищаться от воздействия солнечного света как при хранении, так и при эксплуатации.

Утеплитель для нагреваемого фундамента

Водоупорные и высокие прочностные свойства пенополистирола дают возможность применить его в качестве теплоизолятора под фундаментом сделанным по типу «шведская плита».

Это плитный отапливаемый фундамент, который одновременно является и основой теплых полов. Слой пенополистирола экструдированного при этом составляет 10 — 20 см. Такие фундаменты весьма популярны в западных странах и позволяют достигать высоких показателей энергосбережения для малоэтажных легких домов и обеспечивают высокий уровень комфорта.

Сюда и уходит львиная доля выпускаемого материала.

Теплоизоляция ленточного фундамента с боков и цоколя

Все чаще прибегают к утеплению обычного ленточного фундамента, цоколя, а также ростверка на сваях, с боков по наружному периметру, что экономит тепловую энергию, уходящую из стен в грунт. И к тому же дополнительно защищает фундамент от воды.

Экструдированный пенополистирол наклеивают на слой гидроизоляции фундамента и засыпают песком толщиной от 20 см. Выше уровня грунта пенополистирол используется как брызгозащитный утеплитель для цоколя. Обычный слой возле поверхности и выше — 10 сантиметров, ниже 0,5 метра от уровня земли — 5 см.

Для бетонных полов

Под бетонными стяжками в основном используется экструдированный пенополистирол. Прочная минеральная вата в этих случаях, или не подходит вовсе, из-за возможного попадания пара и воды из подполья, или ее применение под стяжкой пола рискованное.

Экструдированный пенополистирол к тому же выступает здесь преградой лишней влажности, что во многих случаях востребовано. Материал повышенной плотности и прочности применяют в гаражах под стяжками, на которые наезжают автомобили.

Утепление комнат изнутри

В редких случаях, когда не возможно утепляться снаружи, прибегают к утеплению изнутри. Так чаще утепляют подвальные помещения, но бывает и дома и квартиры, у которых «фасад-недотрога».

Тогда нужен утеплитель, который не пропускает пар, что бы соблюдался принцип паропроницаемости слоев — внутри теплого помещения самый изолирующий слой.

Это позволяет уменьшить риски намокания несущей конструкции, а также решает вопрос плесени и повышенной влажности внутри помещения, которых не избежать с паропроницаемыми утеплителями.

Единственное – придется утеплитель внутри закрывать штукатуркой не менее 3 см толщиной армированной стальной сеткой, либо двойным листом гипсокартона — 35 мм, что даст необходимое время при воздействии пламени, пока пенополистирол начнет плавится.

Термоизоляция трубопроводов в земле, или других конструкций контактирующих с водой

Очень удобно экструдированным пенополистиролом утеплять трубопроводы находящиеся в земле. Производители выпускают скорлупу различных конфигураций, для утепления фигурных объектов.

Материал широко применяется в промышленности в самых разных случаях. Также массово применяется в портах, в судостроении.

А в строительной отрасли этим утеплителем покрывают плоские кровли, так как он не боится замокания, в случае протечки верхнего покрытия.

Где не рекомендуется применять пенополистирол

На стенах снаружи в большинстве случаев экструдировнный пенополистирол не применяют. Потому что высокоизолирующие свойства в отношении пара создают риск намокания внутренних прочных конструкций (пароизоляция не абсолютная). Нарушается принцип паропроницаемости слоев.

Но внутри трехслойной стены пенополистирол может быть применен совместно с дополнительным паробарьером (пленкой) — используется принцип полного разделения слоев. Но здесь может быть применим практически любой утеплитель.

К тому же этому материалу трудно конкурировать с гораздо более дешевым пенопластом. А ведь утепление должно окупаться как можно быстрее… согласно тех же нормативов.

Также не желательно присутствие экструдированного пенополистирола на деревянных конструкциях, нарушение парообмена которых, приводит к тому что дерево преет. Внутри помещения, как было указано, пенополистирол не применяется в открытом виде по пожарным соображениям, а при внутреннем утеплении дополнительно закрывается гипсовыми (цементными) защитными экранами.

Утеплители

Пенополистирол представляет собой достаточно интересный материал. Способ получения был запатентован еще в 1928 году, и с тех пор многократно модернизировался. Главное преимущество состоит в низкой теплопроводности, и уже потом в легком весе. Пенополистирол широко применяется в различных отраслях производства и строительства, и каждый человек так или иначе, сталкивался с изделиями из него в повседневном быту. Кроме того, пенополистирол, цена на изделия из которого находится на низком уровне – станет хорошим вариантом при желании утеплить свой дом.

Оглавление

Что такое пенополистирол и в чем его отличие от пенопласта?

Пенополистирол производится путем добавления газа в полимерную массу полистирола, которая при последующем нагреве значительно увеличивается в объеме, заполняя собой всю форму. В зависимости от разновидности материала используется разный газ для создания объема: для простых вариаций природный газ, пожаростойкие сорта пенополистирола заполняют углекислым газом.

Довольно часто любителям свойственно называть пенополистирол и пенопласт одним и тем же материалом. Однако это не совсем верно. Они имеют общую основу, но различия и характеристики вполне существенны. Если не вдаваться в длинные пространственные рассуждения, то основные отличительные черты таковы:

  • плотность пенопласта существенно ниже, 10 кг на м3, в то время, как показатели пенополистирола 40 кг на м3,
  • пенополистирол не впитывает пар и влагу,
  • внешний вид различен. Пенопласт – имеет внутренние гранулы, пенополистирол более однородный,
  • пенопласт характеризуется более низкой стоимостью, что заметно при использовании его в качестве теплоизоляционного материала для наружной обшивки стен здания,
  • пенополистирол обладает лучшей механической прочностью.

Пенопласт производят из полимерного сырья, которое подвергается обработке водяным паром, в результате чего объем гранул значительно увеличивается. Но одновременно это приводит и к тому, что микропоры так же увеличиваются в размерах, в результате чего связь между гранулами ухудшается и постепенно, при воздействии атмосферных осадков и климатических условий это приводит к тому, что материал ослабевает. Грубо говоря, если переломить лист пенопласта пополам – образуется большое количество гранул. Пенополистиролу это не свойственно, поскольку изначально он состоит из закрытых ячеек, которые обеспечивают влаго- и паронепроницаемость материала. В начале производства его гранулы под воздействием высоких температур плавятся, образуя собой равномерную текучую массу, которую и заполняют газом.

Сам по себе материал так же имеет несколько разновидностей:

  • Экструдированный пенополистирол представляет собой практически тот же материал, что и беспрессовый, разница состоит в использовании такого оборудования, как экструдер, поэтому часто экструдированный и экструзионный пенополистиролы называют одним и тем же материалом.
  • Экструзионный так же получается путем обработки конечной массы полимерного материала, и так же представляет собой однородную массу. Разновидность используется для изготовления одноразовой упаковки и посуды. Грубо говоря, мясные продукты в супермаркетах фасованы именно в упаковку из экструзионного пенополистирола.

  • Прессовый метод получения материала более дорогой, поскольку предусматривает последующую прессовку вспененной газом смеси. В таком случае она приобретает дополнительную прочность.
  • Автоклавный пенополистирол упоминается редко, и по сути, это экструзионная разновидность, в которой вспенивание и вспекание материала производится в помощью автоклава.
  • Беспрессовый – одна из самых популярных разновидностей. Из гранул полистрирола вначале удаляют влагу путем сушки, затем вспенивают при температуре 80°С, после чего вновь подвергают высушиванию и далее снова нагревают. Полученной смесью заполняют форму, где она уже самоуплотняется в момент остывания. Данный вид пенополистирола более хрупок, но требует вдвое меньше изопетана для своего получения, что сказывается на конечной стоимости.

Пенополистирол, характеристики и свойства

Пенополистирол представляет собой неоднозначный материал: кто-то превозносит его свойства до небес, кто-то наоборот, с пеной у рта требует немедленного и полного запрета его использования на основании «разоблачительных работ одного академика». Правда, повсеместное распространение пенополистирола и его высокая популярность склоняет выводы в сторону того, что этот материал действительно хорош и обладает следующими преимуществами:

  • Низкая теплопроводность позволяет достичь значительного эффекта утепления. По сути, 11 см пенополистирола способны обеспечить такую же теплоизоляцию, как и стена из силикатного кирпича толщиной более двух метров. Показатель теплопроводности материала – 0,027 Вт/мК, что значительно ниже, чем у бетона или кирпича,
  • Влагостойкость материала. Даже при длительном воздействии влаги, впитываемость составит не более 6%, поэтому нет необходимости опасаться деформации структуры пенополистирола.
  • Пенополистирол долговечен и способен выдерживать до 60 циклов воздействия температуры от -40 до +40°С. Каждый цикл составляет расчетный климатический год.
  • Нечувствительность к образования биологических сред. Пенополистирол не станет местом размножения грибковых и плесени.
Читать еще:  Как возможен транзистор с двумя ножками?

  • Безвредность материала. При его производстве используют нетоксичные компоненты, поэтому изделия из пенополистирола применяют и в пищевой промышленности. К примеру, для хранения продуктов.
  • Благодаря легкому весу утепление пенополистиролом фасадов здания занимает гораздо меньше времени и сил, нежели при использовании других средств.
  • Огнестойкие сорта материала при воздействии открытого пламени имеют свойство самозатухать и оплавляться, не распространяя горение. Температура самовозгорания пенополистирола составляет показатель в +490°С, что практически в два раза выше, нежели у древесины. При отсутствии воздействия более четырех секунд открытого источника пламени на материал, пенополистирол затухает. Тепловой энергии при горени материал выделяется в 7 раз меньше чем у дерева. Поэтому пенополистирол не способен поддерживать очаг пожара.
  • Обеспечение шумоизоляции. Данное качество особенно актуально для жильцов типовых квартир. Слоя изоляционного материала толщиной в 3 см хватит для снижения уровня проникновения шума на 25 дБ.
  • Паронепроницаемость материала стоит на низкой отметке в 0.05 Мг/м*ч*Па, независимо от степени вспененности и плотности сорта. По сути, показатели паропроницаемости аналогичны древесному срубу сосны или дуба.
  • Устойчив к воздействию спиртов и эфиров, но легко подвержен разрушению при попадании на поверхность материала растворителей.
  • Механическая прочность при растяжении составляет не менее 20 МПа.

Как видно из вышеперечисленного, пенополистирол представляет собой эффективное средство для решения многих задач: от использования его некоторых сортов в качестве упаковки до осуществления тепло- и гидроизоляции фасадов зданий. Кроме того, материал применяют и для других целей в строительстве, речь о которых пойдет далее.

Область применения

Пенополистирол в строительстве используют в первую очередь для утепления следующих элементов:

  • водопроводных труб,
  • кровли,
  • полов,
  • дверных и оконных откосов,
  • стен.

К примеру, потребление пенополистирола для изоляции труб экономически оправданно и целесообразно благодаря его возможностям. Более того, для этих целей используют отформованный блочный пенополистирол, который позволяет в случае возникновения повреждения трубы легко получить к ней доступ, сняв нужный участок защитного покрытия.

Пенополистирол активно применяется при прокладке транспортных путей. Он снижает воздействие вертикальной нагрузки на покрытие при строительстве зданий. Распространен в производстве СИП панелей.

Сфера применения пенополистирола, характеристики которого в сочетании с низкой ценой делают его крайне привлекательным для использовании в любой промышленности, практически ничем не ограничена. Единственно, что следует учитывать, материал имеет невысокую плотность, следовательно, подвержен любым механическим повреждениям.

Недостатки пенополистирола: обзор мифов

Помимо букета достоинств, найдутся и недостатки. Более того, с пенополистиролом связано большое количество разнообразных мифов, рассмотреть которые необходимо подробнее:

  • Многие производители утверждают, что экструзионный вспененный пенополистирол значительно превосходит остальные разновидности, в доказательство чего нередко выставляют таблицу сравнительных характеристик указанной разновидности по сравнению с обычным пенопластом. Тем не менее, разница в теплопроводности между экструзионным и прессованным пенополистиролом практически не заметна и составляет 0.002 единицы, в то же время как за счет рекламы стоимость экструзионных плит для утепления выше.
  • Максимальная плотность пенополистирола дает такие же высокие показатели при утеплении. Как утверждают специалисты, подобное заявление имеет некоторые расхождения с реальностью, поскольку чем плотнее прилегают к друг другу молекулы – тем выше становится теплопроводность и холоду проще проникнуть в помещение. Выходом из этой ситуации станет применение плит пенополистирола с малой плотностью, которые необходимо покрыть армирующей сеткой и защитным слоем грунтовки, чтобы повысить их механическую прочность.

  • Пожаростойкий пенополистирол абсолютно негорюч и безвреден для организма человека. Любой строительный материал при воздействии на него открытого пламени станет проявлять свойства горения, более или менее. Однако температура самовозгорания у пенополистирола выше, чем у древесины и вдобавок он при горении выделяет значительно меньшее количество тепловой энергии. Важно помнить, что пожаростойкие сорта, несмотря на громкое название, отнюдь не способны остановить пламя, лишь снизить его воздействие. Серьезным недостатком пожаростойкого сорта по сравнению с обычным станет углекислый газ, который используется в его производстве. Вследствие этого при оплавлении материал начнет выделять значительно большое количество вредных веществ. Некоторые продавцы говорят о негорючести на основании демонстративного опыта: когда основу с закрепленной на ней плитой утеплителя начинают прогревать с обратной стороны. При воздействии высокой температуры пенополистирол начинает оплавляться и деформироваться, при этом возгорания нет. Тем не менее, пока на него воздействует пламя – материал продолжит гореть.
  • Антипирены, добавляемые в пенополистирол для его пожаростойкости – «в любом случае чистый яд». Еще одно спорное утверждение. Антипирен представляет собой компонент, содержащий в своей структуре вещества, замедляющие процесс горения. Они отличаются составом и содержат различные компоненты, начиная от формальдегидов, действительно представляющих собой опасность для человека до солей магния, которые вполне экологичны и безопасны. В последнее время все чаще используются растворы на основе неорганической соли, поэтому они не способны нанести вред здоровью. Антипирены часто используют для пропитки и нанесения защитного слоя на древесину для повышения ее огнестойкости.
  • Монтаж пенополистироловых теплоизоляционных материалов не способен обеспечить тепло. По сути, задача утеплителя – не приносить тепло, а сохранять его внутри помещения. Грубо говоря, применение утепляющих плит позволит значительно сократить выход тепла за пределы помещения, тем самым, не придется отапливать улицу за свой счет.
  • «Пенополистирол опасен для здоровья». Современное производство позволяет создавать материал из экологичных компонентов, поэтому угрозы здоровью нет. Более того, повсеместное использование изделий для хранения полуфабрикатов и применения в быту говорят, как раз, о безопасности материала.

Чаще проблемы возникают при желании купить пенополистирол более дешевых и низкокачественных сортов. Утеплительные плиты из такого материала действительно обладают меньшей прочностью и способны начинать деформироваться уже при температуре выше 40°С. Главным правилом при использовании материалов из пенополистирола в любой отрасли работы станет обеспечение качества и надежности, за которое нужно платить. И тогда в ходе эксплуатации станут проявляться только достоинства.

Пенополистирол — основные характеристики, область применения, достоинства и недостатки

Пенополистирол – строительный изоляционный материал, получаемый путем вспенивания полистирола.

Этот материал бывает разного цвета, но в основном его цвет белый. Основной состав это: полистирол с добавками — 2% и газа — 98%.

Общая информация о пенополистироле

Пенополистирол состоит из:

  • основного компонента (полистирол);
  • вспенивателя;
  • красителя;
  • пластификатора и других добавок.

Основным компонентом в большинстве случаев является полистирол. Может также использоваться:

  • полидихлорстирол;
  • полимонохлорстирол;
  • сополимер с акрилонитрилом;
  • сополимр с бутадиеном.

Вспениватели для изготовления пенополистирола используют следующие:

Основные характеристики пенополистирола, область применения, достоинства и недостатки

Пенополистирол является очень легким материалом, который имеет низкую теплопроводность и паропроницаемость. Благодаря такому составу (всего 2% сырья), он считается, по сравнению с аналогами, относительно дешевым материалом.

В основном пенополистирол предназначен для теплоизоляции ограждающих конструкций зданий и сооружений. Например, в Европе из всего произведенного пенополистирола 60% применяется в строительной отросли для утепления ограждающих конструкций.

Изготавливается пенополистирол в виде листов 1000х1000 мм; 1000х1200 мм; 2000х1000 мм; 2000х1200 мм.

Толщина листов 20, 30, 40, 50, 100 мм. Под индивидуальный заказ также могут изготавливаться изделия другой толщины.

Изготовление пенополистирола и его разновидности

Частицы полистирола бомбардируют чистым углеводородом (пентаном) и подогретым паром, вследствие чего происходит химическая реакция вспенивания и расширения. Таким образом, полистирол увеличивается в объеме в 40…50 раз, заполняя форму. Сам же полистирол, как сырье изготавливается из нефти.

Это интересно! Согласно нормативным документам при сравнении теплотехнических свойств пенополистирола и других строительных материалов, стенка из пенополистирола толщиной 10 см по теплопроводности эквивалентна стене из:

  • железобетона толщиной 4,8 м;
  • кирпича глиняного сплошного толщиной 1,75 м;
  • кирпича глиняного пустотного толщиной 1,45 м;
  • кирпича силикатного сплошного толщиной 1,9 м;
  • керамзитобетона толщиной 0,5 м;
  • дерева толщиной 0,35 м.
Бывают такие разновидности пенополистирола:
  1. Прессовый пенополистирол (ПС)
  2. Беспрессовый пенополистирол (ПСБ)
  3. Экструзионный пенополистирол (ЭПС)
  4. Автоклавный пенополистирол
  5. Автоклавно-экструзионный пенополистирол

Разновидности пенополистирола отличаются друг от друга только разными добавками, такими как антипирены, пластификаторы, парообразователи и др. Применение тех или других добавок и их количество обуславливает существенные отличия в физико-механических свойствах.

Рассмотрим некоторые виды пенополистирола

Прессовый пенополистирол. Само слово «прессование» в названии пенополистирола говорит о методе его получения. Прессование выполняют для того, чтобы получить более плотный и прочный материал. Прессовый пенополистирол по теплоизоляционным свойствам практически не отличается от беспрессового.

Маркируется буквами ПС (например, ПС-1, ПС-4). Широкого распространение ПС не получил, так как технологический процесс производства более сложный чем у беспрессового (повышается стоимость, а эффект от этого незначительный).

Беспрессовый пенополистирол. Эта наиболее распространенная разновидность пенополистирола. Такой материал обладает целым рядом преимуществ и достоинств. Маркировка беспрессового пенополистирола обозначается — ПСБ. Стоимость бесперссового пенополистирола ниже по сравнению с ПС, так как технология его получения намного проще.

Согласно ГОСТ-15588-86 «Плиты пенополистирольные технические условия» пенополистирольные плиты делятся на следующие марки — 15, 25, 35, 50.

В табл. 1 приведены данные основных характеристик, по которым определяется марка пенополистирольных плит. Хотелось обратить внимание, на один нюанс – в марке пенопласта фигурирует верхний предел плотности материала, а не фактическое значение плотности. Фактическое значение плотности пенопласта примерно составляет среднее значение предела указанного в табл. 1.

Основные характеристики пенополистирола в зависимости от его марки по плотности (ДСТУ Б.В.2.7.-8-94), смотри табл. 1.

Характеристики беспрессового пенополистирола

Технические показатели

Марка пенополистирольных плит

ПСБ С-15

ПСБ С-25

ПСБ С-35

ПСБ С-50

Плотность материала, кг/м 3

Прочность на сжатие при 10% от линейной деформации МПа, не менее

Прочность на изгиб МПа, не менее Теплопроводность при температуре 25±5 и нормальной относительной влажности, Вт/(м·К), не более Влажность плит, % не более

Примечание: буква «С» в марке пенополистирола обозначает – самозатухающий, т.е. при изготовлении в материал добавляют антипирены, при помощи которых при отсутствии прямого воздействия огня материал затухает и перестает гореть (затухает и не поддерживает горение).

Где применяют пенополистирол?

В зависимости от плотности пенополистирола его используют:

ПСБ С-15 – применяется для утепления и звукоизоляции конструкций, которые не подвергаются механическим воздействиям. Также используют для утепление скатных крыш. Недопустимо использовать для утепления фасадов капитальных жилых зданий и для выполнения внутренней прослойки наружных стен.

ПСБ С-25 – применяется для утепления стен, полов, кровель зданий и сооружений (больше всего используется). Может используется как звукоизоляция.

ПСБ С-35 – применяется для изготовления сэндвич панелей, утепления полов и плоских крыш.

ПСБ С-50 – для изоляции складских промышленных холодильных помещений, для утепление фундаментов, подвалов, полов, крыш, особенно там, где есть повышенная влажность.

Экструзионный (экструдированный) пенополистирол (ЭППС)

Экструзионный пенополистирол (ЭППС или ХРS) – имеет по сравнении с другими очень мелкую структуру замкнутых пор и пустот диаметром – 0,1…0,2 мм. Получается материал методом экструзии – при высокой температуре расплавляется полистирол, затем добавляется вспениватель и под давлением выдавливается (экструдируется) в форму.

Такой пенополистирол обладает повышенной прочностью на сжатие при плотности всего лишь 25…45 кг/м 3 ; материал имеет низкую теплопроводность 0,029…0,034 Вт/(м·°C) и практически водонепроницаем (водопоглощение составляет 0,2…0,4%). За счет того, что экструзионный пенополистирол очень плотный, его паропроницаемость весьма низкая 0,013 Мг/(м·ч·Па) – в 4 раз ниже чем у пенополистирола марки ПСБ.

ЭППС обладает очень высокой степенью горючести – класс горючести Г3, Г4. Долговечность его составляет свыше 60…80 лет. Из-за его недостатков (высокая горючесть, низкая паропроницаемость) его применяют в основном для утепления подземных сооружений – утепления фундаментов, подвалов, цокольных помещений. Также утепляют фасады зданий.

Читать еще:  Ковролин: виды, уход, укладка

Выпускают экструзионный пенополистирол следующих марок: ХРS 25, ХРS 30, ХРS 35 и ХРS 45 (цифра обозначает плотность материала в кг/м 3 ).

Преимущества пенополистирола

  1. Долговечность – не гниет, в нем не образуются трещины, не является пищей для грызунов и насекомых. Через длительное время эксплуатации (10…50 лет) сохраняет все свои основные свойства.
  2. Очень низкое водопоглощение (негигроскопичен) – 0,5…4% по объему. Влажность практически не влияет на теплопроводность плотного пенополистирола.
  3. Легкий материал, прост в применении, не требует серьезных навыков при работе с ним.
  4. Невысокая стоимость и хорошая окупаемость. При утеплении дома с помощью пенополистирола сразу ощущается эффект – значительно уменьшаются затраты на отопление и кондиционировании (примерно в 3…4 раза).

Недостатки пенополистирола

У пенополистирола существует целый ряд недостатков:

  1. Ультрафиолетовые лучи приводят к диструкционным изменениям и старению материала с последующим его разрушением.
  2. Разрушающее воздействие оказывают следующие вещества: ацетон, бензин, растворитель красок, керосин, скипидар, толуол.
  3. Пенополистирол не является пищей для насекомых и грызунов, но они могут легко в нем прокладывать себе путь к еде. Поэтому требуется дополнительная защита этого материала.
  4. Пенополистирол это пожаробезопасный материал. Обычный не сертифицированный пенополистирол является легко воспламеняющим материалом (температура возгорания 210…440°C) и при горении выделяет дым и токсичные вещества (фосген, бромводород), которые являются опасными для жизни и здоровья человека. Не сертифицированный (или не модифицированный) запрещено применять для утепления зданий. Для безопасной эксплуатации данного материала при его изготовлении применяют различные антипирены, которые обеспечивают самозатухание и пожаробезопасность изделия. Для уменьшения вероятности возгорания пузыри пенополистирола наполняют не воздухом, а углекислым газом. Согласно с ДБН В.1.1-7-2002 «Пожарная безопасность объектов строительства» такой сертифицированный пенополистирол относиться к группе горючести Г1.
  5. В очень пористом пенополистироле (марки с низкой плотностью), водяной пар может проходить через материал и конденсироваться в нем, тем самым повышая его теплопроводность на 5…10%. А при отрицательных температурах образовавшийся конденсат замерзает и тем самим разрушает материал.

Полистирол: виды, свойства и характеристики

Полистирол – это термопластичный полимер с линейной структурой, являющийся продуктом полимеризации стирола. Физические и химические характеристики, а также эксплуатационные свойства зависят от способа получения, молекулярной массы, полидисперсности и других факторов. Его перерабатывают литьем под давлением и экструзией при высоких температурах.

Сфера его применения достаточно широка. Полимер используют в гражданской и военной промышленности, машиностроении, электротехнике, строительстве, приборостроении, медицине, пищевой промышленности, для внешней и внутренней декоративной отделки помещений, а также для изготовления различных бытовых предметов. Его достоинства заключаются в следующем:

  • легко поддается обработке;
  • устойчив к воздействию агрессивных химических веществ;
  • является хорошим диэлектриком;
  • экологически безопасен;
  • не имеет запаха.

Среди существенных недостатков можно выделить горючесть, плохую износостойкость, повышенную хрупкость, низкую рабочую температуру.

Для повышения физических характеристик и улучшения эксплуатационных свойств его смешивают с другими полимерами.

Содержание:

Методы получения

Существует несколько методов производства полистирола. Некоторые из них получили широкое распространение и используются по сей день, другие применяют лишь в редких случаях. Выделяют три основных способа его создания: эмульсионный, суспензионный, блочный или получаемый в массе.

Эмульсионный способ в силу ряда причин не получил такого распространения, как два другие. Он основан на полимеризации стирола в щелочном растворе при 85 – 95 градусов по Цельсию. Для получения готового продукта используются стирол, вода, эмульгатор и инициатор полимеризации. Данный метод позволяет получать полимер с большой молекулярной массой.

Суспензионный способ на сегодняшний день уже устарел, но до сих пор его используют в производстве пенополистирола, также его применяют для получения сополимеров. Полимеризация стирола происходит при постепенном повышении температурных показателей под давлением. В ходе производственного процесса получают суспензию, из которой путем центрифугирования уже получают готовое продукт. Далее он подвергается промывке и сушке.

Блочный или получаемый в массе метод является самым современным и применяется на большинстве химических заводов. Его преимущества – получение на выходе продукции высокого качества, безотходность, высокая эффективность. На промышленных предприятиях используют две схемы: полной и неполной конверсии. Процесс происходит в несколько этапов с постепенным повышением температуры.

Виды полистирола

Благодаря смешению полистирола с другими полимерами и сополимерами стирола, удается получить материалы, обладающие превосходной теплостойкостью и ударной прочностью. Наибольшее промышленное значение имеют блок-сополимеры и привитые сополимеры, а также статистические сополимеры. Выделяют три основных вида промышленного полистирола: общего назначения, ударопрочный и экструдированный.

Полистирол общего назначения

Полистирол общего назначения – прозрачный материал, отличающийся жесткостью и хрупкостью. Имеет следующие маркировки: PS, PS-GP, GPPS, Сrystal PS и XPS. Производится согласно ГОСТа 20282-86 с помощью суспензионного и блочного метода, предназначен для изготовления изделий различными методами термоформования.

  • максимальная температура эксплуатации – 75 – 105 Сº;
  • стеклование – 80 – 113 Сº;
  • предел хрупкости – 60 – 70 Сº;
  • плотность – 1,04 – 1,06 г/см3;
  • модуль упругости при растяжении – 2 850 – 2 930 МПа;
  • прочность на изгиб – 80 – 104 МПа;
  • предельная прочность на разрыв – 3%.

Получаемый материал устойчив к воде, кислотам и щелочам, отличается низкой устойчивостью к различным растворителям и техническим маслам. Кроме того, имеет следующие физико-химические свойства:

  • прозрачность;
  • твердость;
  • низкое влагопоглощение;
  • отличные диэлектрические показатели;
  • радиационную устойчивость;
  • низкую устойчивость к УФ-излучению.

Он в основном используется для производства бытовых изделий, тары и пищевой упаковки, а также детских игрушек. Применяется в светотехнике, при изготовлении щитов наружной рекламы, для декоративных и отделочных строительных работ.

Ударопрочный полистирол

Ударопрочный полистирол является продуктом сополимеризации стирола с бутадиеновым и бутадиен-стирольным каучуком. Его свойства во многом зависят от объема каучуковой фазы. Методы переработки – литье под давлением при высоких температурах и экструзия листа с вакуум- или пневмоформованием.

Соотношение стирола и каучука определяют эксплуатационные характеристики пластика. Выделяют следующие виды ударопрочного полистирола:

  • сверхударопрочный – содержание каучука 10 – 15%;
  • высокой ударной прочности – доля каучука 7,5 – 9%;
  • средней ударной прочности – каучук составляет 3,5 – 4,5%.
  • прочность при растяжении – не менее 21 МПа;
  • модуль упругости при растяжении – не менее 1 800 МПа;
  • относительное удлинение – не менее 45%;
  • прочность при изгибе – не менее 35 МПа;
  • модуль эластичности – не менее 50 МПа;
  • глянец под углом 60º – не менее 100.

Ударопрочный пластик имеет схожие значения с полистиролом общего назначения по теплостойкости, твердости, диэлектрическим свойствам. Его используют в приборостроении, изготовлении мебели, производстве бытовой техники, осветительных приборов, посуды и игрушек. Широта применения объясняется не только его высокими эксплуатационными свойствами, но и низкой ценой. В настоящее время он является одним из самых дешевых пластиков.

Экструдированный полистирол

Экструдированный полистирол изготавливается из полимеризированного стирола методом экструзии. Несмотря на то, что он был изобретен еще в первой половине XX века, ему до сих пор нет аналогов, которые бы превосходили его по эксплуатационным свойствам и доступности. Он является универсальным утеплителем. Его используют для теплоизоляции в промышленном и гражданском строительстве, а также при производстве холодильного оборудования, звукоизоляции спортивных и ледовых арен.

  • плотность – 1,05 г/см3;
  • относительное удлинение – 1,3 %;
  • предел прочности при растяжении – 45 – 55 МПа;
  • прозрачность – 90 %;
  • предел прочности при изгибе – 75 – 80 МПа;
  • модуль упругости – 3 200 – 3 500 МПа;
  • ударная вязкость – 14 кДж/м2;
  • коэффициент линейного расширения – 8×10-5 1/0С°.

Этот универсальный синтетический материал обладает уникальными эксплуатационными свойствами:

  • низкой теплопроводностью;
  • устойчивостью с агрессивным химическим веществам;
  • высокой прочностью;
  • морозостойкостью;
  • влагоустойчивостью;
  • невосприимчивостью к грибку;
  • экологичностью;
  • долговечностью.

Материал хорошо поддается обработке, прост в монтаже, что немаловажно при любых строительных работах. Он абсолютно нетоксичен, что позволяет применять как его для наружной, так и для внутренней отделки жилых помещений.

Недостатком является его высокая горючесть, ему присвоен класс Г4, однако он имеет способность к самозатуханию.

Отличается доступной ценой, которая варьируется в зависимости от производителя, размеров и плотности плит.

Сфера применения

Бытовая сфера. Полимер не имеет запаха и может контактировать с пищей без вреда для здоровья человека. Именно благодаря высокой экологичности и безопасности, он используется для изготовления большого количества бытовых мелочей: одноразовая посуда, упаковка и тара, детские игрушки, предметы интерьера, канцтовары.

Строительство. Материал широко применяется в строительстве для теплоизоляции, при производстве сэндвич панелей, как декоративный и отделочный материал. Из него изготавливают потолочную плитку, звукопоглощающие элементы, клеевую основу и многое другое. Кроме того, его часто используют в дорожном строительстве, возведении промышленных зданий и сооружений.

Медицина. Пластик применяется при изготовлении различного медицинского инвентаря и инструментария. В частности, в производстве систем переливания крови, одноразовых инструментов, расходных материалов, чашек Петри.

Электротехника и бытовая электроника. Хорошие диэлектрические свойства полистирола нашли применение в производстве антенн, кабелей, тонких ориентированных конденсаторных пленок. Он также применяется при изготовлении корпусов бытовой техники, холодильных установок.

Промышленность. В гражданской промышленности его используют для возведения различных конструкций, агрегатов, турбин, зданий и сооружений. Его также применяют и в военной промышленности для производства напалма и некоторых взрывчатых веществ.

Полистирол является высокотехнологичным и недорогим материалом с превосходными теплоизоляционными и звукоизоляционными свойствами. Экологическая безопасность и доступность обуславливают его широкое применение в самых разных сферах человеческой жизни. В настоящий момент полимер не имеет аналогов, которые смогли бы его заменить. Близкие к полистиролу материалы либо имеют худшие эксплуатационные свойства, либо отличаются более высокой ценой. По всей видимости, он еще долгие годы будет оставаться востребованным как на российском, так и на мировом рынке.

Пенополистирол – характеристики и критерии выбора

Отопление квартиры в зимнее время обходится нам ой как недешево, а цены на энергоносители с каждым годом непомерно растут. И очень жаль, когда столь дорого обходящееся тепло бесполезно уходит из квартиры наружу. Причем потери эти просто огромны. Впрочем, есть неплохой способ их снизить: обшивание наружных стен дома пенополистирольными, плитами. Этот знакомый всем полистирол характеристики в плане теплоизоляции имеет весьма примечательные. Но так ли хороши его остальные свойства? Сегодня мы об этом расскажем.

О свойствах пенополистирола – подробно и доступно

О теплопроводности

Пенополистирол представляет собой не что иное, как множество пузырьков воздуха, заключенных в тоненькие оболочки из полистирола. При этом соотношение таково: два процента полистирола, остальные девяносто восемь – воздух.

В результате получается некое подобие твердой пены, отсюда и название – пенополистирол. Воздух герметично запаян внутри пузырьков, благодаря чему материал отлично удерживает тепло. Ведь известно, что воздушная прослойка, находящаяся без движения – великолепный теплоизолятор.

По сравнению с минеральной ватой коэффициент теплопроводности у данного материала ниже. Он может иметь значение от 0,028 до 0,034 ватта на метр на Кельвин. Чем плотнее пенополистирол, тем больше значение его коэффициента теплопроводности. Так, для экструдированного пенополистирола, имеющего плотность 45 килограммов на кубометр, этот параметр составляет 0,03 ватта на метр на Кельвин. При этом имеется в виду, что окружающая температура не выше +75% 0 С и не ниже -50 0 С.

Читать еще:  Скамейки из дерева своими руками на дачный участок

О паропроницаемости и поглощении влаги

Экструдированный пенополистирол имеет нулевую паропроницаемость. А характеристики вспененного пенополистирола, который изготавливается особым образом, иные. Его паропроницаемость варьируется от 0,019 до 0,015 килограмма на метр-час-Паскаль. Это кажется странным, так как, по идее, подобный материал с пенной структурой пар пропускать не способен.

Ответ прост – формовка вспененного пенополистирола производится путем разрезания большого блока на плиты необходимой толщины. Вот и проникает пар через разрезанные вспененные шарики, забираясь внутрь воздушных ячеек. Экструдированный пенополистирол, как правило, не режут, плиты выходят из экструдера уже с заданной толщиной и гладкой поверхностью. Поэтому для проникновения пара этот материал недоступен.

Что касается впитывания влаги, то если погрузить лист вспененного пенополистирола в воду, он впитает ее до 4 процентов. Плотный пенополистирол, изготовленный методом экструзии, останется практически сухим. Он вберет в себя воды в десять раз меньше – всего лишь 0,4 процента.

Видео. Пенополистирол дышит

О прочности

Тут пальма первенства принадлежит экструдированному пенополистиролу, у которого связь между молекулами весьма крепкая. По прочности статического изгиба (от 0,4 до 1 килограмма на квадратный сантиметр) он заметно превосходит рядовой вспененный пенополистирол (его прочность лежит в пределах от 0,02 до 0,2 килограмма на квадратный сантиметр). Поэтому в последнее время вспененного пенополистирола, вырабатывается всё меньше, так как он менее востребован. Метод экструзии позволяет получить более современный материал для изоляции, прочный и влагостойкий.

Чего боится пенополистирол

Пенополистирол никак не реагирует на такие вещества, как сода, мыло и минеральные удобрения. Он не взаимодействует с битумом, цементом и гипсом, известью и асфальтовыми эмульсиями. Нипочем ему и грунтовые воды. А вот скипидар с ацетоном, некоторые марки лаков, а также олифа способны не только повредить, но и полностью растворить этот материал. Растворяется пенополистирол и в большинстве продуктов, получаемых путем перегонки нефти, а также в некоторых спиртах.

Вот только не любит пенопоплистирол (ни вспененный, ни экструдированный) прямых солнечных лучей. Они его разрушают – при постоянном ультрафиолетовом облучении материал становится сначала менее упругим, теряя прочность. После этого дело разрушения довершают снег, дождь и ветер.

Видео. Пенопласт и ацетон – химический опыт

О способности поглощать звуки

Если надо спастись от излишнего шума, пенополистирол стопроцентно не поможет. Ударный шум он несколько приглушить в состоянии, но лишь при условии, что будет проложен достаточно толстым слоем. А вот воздушные шумы, волны которых распространяются по воздуху, пенополистиролу не по зубам. Таковы особенности конструкции и свойства пенополистирола – жестко расположенные ячейки с воздухом внутри оказываются полностью изолированными. Так что для звуковых волн, летящих по воздуху, надо ставить преграды из других материалов.

О биологической устойчивости

Как выяснилось, плесень на пенополистироле жить не способна. Это подтверждено американскими учеными, которые в 2004 году провели ряд лабораторных исследований. Данные работы были заказаны фирмами-производителями пенополистирола из США. Результат их полностью удовлетворил.

Вся правда о безвредности, негорючести и долгом сроке службы

Полистирол способен служить много лет, не теряя своих свойств – испытания показали, что его можно многократно размораживать и замораживать, и качество материала при этом не страдает. Данный материал не подвержен горению, так как в его состав входят специальные вещества – антипирены. Всё это кажется совершенно правильным и неоспоримым, но лишь на первый взгляд. Есть несколько нюансов. О них поговорим далее.

Вопрос экологии

К сожалению, на воздухе пенополистирол окисляется. Причем вспененный пенополистирол, имеющий более рыхлую структуру, сильнее подвержен этому процессу. Экструдированный материал окисляется медленнее, но и его ждет та же участь. Только что уложенный пенополистирол еще и стирол выделяет, так как полная полимеризация материала невозможна на стадии производства. А пока полимеризация не будет завершена, выделение стирола не прекратится.

Производители пытаются оспорить информацию про вредность пенополистирола. Они говорят, что их продукция менее вредна, чем дерево. Имеется в виду выделение деревом вредных веществ при горении. Действительно, при горении пенополистирола образуется двуокись углерода, окись углерода и сажа. Но если пенополистирол нагреть до температуры, превышающей 80 градусов, то происходит выделение паров вредных веществ. В них содержатся пары: стирола, толуола, этилбензола, бензола и оксида углерода.

Вопрос горючести

На самом деле любой пенополистирол горит. Лукавят производители, заявляя, что он затухает самостоятельно, являясь менее опасным, чем дерево – увы, это не так. Подобное заявление явно противоречит российскому ГОСТу 30244-94, по которому пенопласты по горючести причислены к группам Г3 и Г4 – самым опасным.

Одним из способов извратить факты является эффектное подвешивание пенополистирольной плиты в воздухе, а затем ее поджигание. Для этого на плиту воздействуют снизу зажженной горелкой. Результат говорит сам за себя – выгорает только тот кусочек, который находился в контакте с горелкой, а далее огонь не идет.

Но ведь этот опыт никак не соответствует реальным условиям эксплуатации, и может служить лишь в качестве фокуса. А вот если на плоскость из негорючего материала положить кусок пенополистирола и поджечь, она вовсе не потухнет. Ведь раскаленные капли пенополистиролы, образующиеся при нагревании небольшого кусочка, перенесут огонь на всю его поверхность. Результат не заставит себя ждать – плита сгорит полностью.

Если взять пенополистирол, не включающий в себя антипирены, то его коэффициент образования дыма равен 1048 квадратных метров на килограмм. У пенополистирола с эффектом самозатухания этот показатель больше – 1219 квадратных метров на килограмм. У резины, например, он составляет 850 квадратных метров на килограмм, а у дерева и того меньше – всего 23 квадратных метра на килограмм. Чтобы было понятнее, приведем такие цифры: если задымленность в комнате более 500 квадратных метров на килограмм, то, вытянув руку, можно не увидеть ее пальцев.

Антипирены (чаще всего гексабромциклододексан) добавляют в пенополистирол для увеличения его пожаробезопасности. У нас в стране принято обозначать такой пенополистирол буквой «С». Это должно, по идее, означать, что материал обладает свойством затухать самостоятельно. Но на практике выясняется, что пенополистирол с антипиреном горит ничуть не хуже, чем не содержащий этой добавки. Он лишь загорается хуже, не делая этого самопроизвольно при повышенной температуре. Класс его горючести – Г2, но через несколько лет он превращается в Г3 или Г4 – свойства антипирена со временем ухудшаются.

Однако, следует отметить, что пенополистирол в строительных конструкциях никогда не применяется в открытом виде. Поверх этого материала всегда наносится фасадная штукатурка или монтируется стяжка. Поэтому строительные конструкции, в состав которых входит пенополистирол являются пожаробезопасными.

Вопрос срока службы

Если правильно эксплуатировать пенополистирол, закрывая его сверху штукатуркой или другим защитно-декоративным слоем, то он прослужит лет 30, не меньше. Правда, на деле всё оказывается не так радужно – то мастера слепят теплоизоляцию наскоро кое-как, то заказчик постарается сэкономить за счет материалов, то неопытный мастер ошибок наделает при монтаже пенополистирольных плит.

Одна из таких ошибок – неправильный расчет толщины утеплителя. Многим кажется, что если взять толстую тридцатисантиметровую плиту пенопласта, то она и прослужит дольше, и в доме теплее будет. Но это не так – материал большой толщины от перепадов температуры пойдет трещинами и волнами, под которые будет проникать холодный воздух. Надо заметить, что в Европе принята норма – утеплять дома снаружи пенополистиролом не более 3,5 сантиметра. толщиной. Это позволяет во время пожара уменьшить опасность отравления.

Как безошибочно выбрать пенополистирол

Пенополистирол является одним из самых популярных строительных материалов. Он легкий, теплый и дешевый, а работать с ним очень просто. Так как спрос велик, то и предложений от производителей появляется всё больше. И каждый из них уверяет, что именно его пенополистирол – самый лучший, а с качеством выше всяких похвал.

1. Теряясь от бесчисленного числа предложений, не спешите покупать материал. Сначала внимательно изучите его параметры. Если вам надо утеплить фасад, берите пенополистирол ПСБ-С, позиционирующийся как самозатухающий. Марка его должна быть не ниже сороковой. А если марка имеет число 25 и менее, то и не смотрите в сторону такого материала – он разве что для упаковки годится, но никак не для строительных работ.

2. При покупке материала проверяйте по каким стандартам он изготовлен. Если производитель изготавливает продукцию не по ГОСТ, а по собственным ТУ, то характеристики материла могут отличаться. Например пенополистирол ПБС-С-40 (сороковой марки) может иметь различную плотность – от 28 до 40 килограммов на кубический метр.

Изготовителю выгодно таким образом вводить покупателя в заблуждение – на производство пенополистирола меньшей плотности уходит меньше средств. Поэтому нельзя ориентироваться лишь на число в названии марки, а надо попросить показать документы подтверждающие технические характеристики пенополистирола.

3. Перед покупкой попробуйте отломить кусочек материала с самого края. Если это окажется низкосортный упаковочный пенопласт, то он разломается с неровным краем, по бокам которого будут видны круглые маленькие шарики. Материал же, полученный методом экструзии, на месте аккуратного разлома имеет правильные многогранники. Линия разлома будет проходить через некоторые из них.

4. Что касается производителей пенополистирола, то лучшими из них являются европейские фирмы «Polimeri Europa», «Nova Chemicals», «Styrochem», «BASF». Не отстают от них и российские компании-производители, такие, например, как «Пеноплэкс» и «Технониколь». Они имеют мощность производства, которой вполне хватает для изготовления пенополистирола весьма высокого качества.

Заключение

Хотя пенополистирол, как выяснилось, горючий материал и выделяет при сильном нагревании вредные вещества, он остается одним из самых востребованных теплоизоляторов. Ведь как утеплитель, пенополистирол имеет массу преимуществ: он самый дешевый, легко режется обычным ножом, почти не впитывает влагу и хорошо держит тепло. Не зря четыре европейских здания из пяти имеют именно пенополистирольное утепление фасада. Причем как жилые дома, так и офисы, и производственные помещения.

Правда, говорить о длительных исследованиях данного материала пока рано – еще и полвека не прошло с начала его использования. Поэтому те, кто говорят о сроке службы пенополистирола более 80 лет, могут подтвердить свои слова только испытаниями в лабораторных условиях. Но им стопроцентно верить не стоит – ведь для того, чтобы получить нужные результаты, можно особые образцы в лабораторию отправить.

Самое главное при эксплуатации пенополистирола во внешней среде – надежно укрыть его от солнечных лучей и атмосферных воздействий. Для этого надо использовать штукатурную смесь, в состав которой входит цемент. Покрытие следует накладывать плотно, не должно остаться ни одного просвета. Иначе крохотный солнечный лучик может со временем полностью разрушить теплоизоляцию.

А вот внутри пенополистирол для утепления применять не стоит, что бы ни утверждали производители. Пусть себе говорят, но ведь в случае пожара их рядом не окажется, а вот продукты горения могут причинить огромный вред, унося здоровье, а порой даже жизни людей. Примером может быть всем известная трагедия в клубе Хромая лошадь, где большинство посетителей просто задохнулись продуктами горения данного утеплителя.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector