Все про пінополістирол: від технології отримання до способів застосування

Пінополістирол широко застосовується в будівництві в якості універсального утеплювача. Являє собою газонаповнений матеріал, одержуваний з полістиролу і його похідних, а також з сополімерів стиролу. Завдяки своїй структурі пінополістирол надзвичайно легкий і недорогий матеріал, що володіє унікальними теплоізоляційними властивостями.

Склад пінополістиролу

• Склад пінополістиролу

  Полістирол-полімер вінілбензолу (стиролу), який доставляється у вигляді прозорих гранул;

• Газ – найбільш поширений-звичайний атмосферне повітря, який подається в розплавлену масу полістиролу.

При вакуумному способі отримання газу в продукті взагалі не буде. Замість першого компонента, в залежності від необхідності, можуть використовуватися інші полімери. Наприклад:

• Полимонохлорстирол;
• Полидихлорстирол;
• Сополімери стиролу з іншими одновимірними (наприклад, акрилонитритом).

Технологія отримання матеріалу

Технологія отримання пінополістиролу

Вимагає наявності на стадії виготовлення різноманітних вспенивающих речовин для заповнення маси полімерної речовини газами. Це можуть бути легкі для кипіння вуглеводні (такі, як петролейний ефір, ізопентан, пентан або звичайний дихлометан) або спеціальні речовини, які утворюють газ (амоній нітрат, диаминобензол, азобисизобутиронитрил).

Крім усього перерахованого, додатковими компонентами одержуваного виробу можуть ставати різноманітні речовини, які так чи інакше покращують його характеристики:

• Антипірени — об’єкт статті сам по собі не володіє високою жаростійкістю, а це значить, що в окремих випадках цю жаростійкість необхідно підвищувати за допомогою додавання в полістирол речовин, які забезпечують достатню вогнезахист;
• Пластифікатори — для зменшення повзучості суміші в процесі застигання і висихання;
• Наповнювачі — для зміни характеристик матеріалу в цілому і заповнення гранул чимось ще;
• Барвник — для додання готовому пінополістиролу певних естетичних якостей.

Виходячи з назви цього матеріалу, можна зробити висновок про те, що цей об’єкт отримують з вихідної сировини — полістиролу. У звичайному випадку, розплавлену масу полімеру наповнюють газом за допомогою спінювання.

Надалі, готова суміш полімерного матеріалу і газу нагрівається парою. Завдяки цьому, гранули збільшуються в обсязі і розподіляються рівномірно по всьому об’єму суміші і спікаються один з одним в одне ціле. В результаті полістирол різко набирає в обсязі.

Схема цеху з виробництва пінополістиролу

Для отримання величезних обсягів необхідного матеріалу, кількість полімеру відносно невелике. Сам матеріал дуже легкий і після формування готовий до подальшої фізичної обробки і використання.

Крім описаного способу, існують методи отримання цього матеріалу за допомогою вуглекислого газу (у тому випадку, якщо необхідний жаростійкий пінополістирол), або без будь-якого газу взагалі (гранули в ньому заповнені вакуумом).

Властивість

Виріб має низку фізичних хімічних і біологічних властивостей. Якщо говорити про механічні особливості, то можна судити про значну міцність на вплив короткострокових навантажень і навантажень середньої тривалості. Такий об’єкт в міжнародних класифікаціях характеризується як жорсткий пінопласт (Дін 7726). Відповідно до таблиць, цей матеріал може витримати десятивідсоткове стиснення в обсязі. Але, в нормативних документах зазначається, що після такого стиснення, виріб вже не відновить свою первісну форму.

Окремими фізичними властивостями, є теплоізолюючі властивості пінополістиролу, його водонепроникність (однак, не варто забувати про дифузію водяної пари) і регульовану (в залежності від умов і якості виготовлення) пластичність.

від технології отримання до способів застосування” width=”600″ height=”400″ sizes=”(max-width: 600px) 100vw, 600px” />

Утеплення підлоги пінополістиролом

У порівнянні з іншими матеріалами у певних документах наводяться значення необхідної товщини покриття з інших матеріалів, що б відповідати товщині ізоляції з пінополістиролу всього в 12 сантиметрів. При одному погляді на ці цифри, все стає зрозуміло.

Шкала товщини матеріалів при однаковій теплопровідності

За діючими українським будівельним нормам товщина стін, однаково перешкоджають тепловтратам в будівлі, повинна бути приблизно:

• Залізобетон — 4 м 20 см;
• Цегла — 2 м 10 см;
• Керамзитобетон — 90 см;
• Дерево — 45 см;
• Мінеральна вата — 18 см;
• Пінополістирол — 12 см.

Ці показники досить вражають. На сьогоднішній день, є зовсім небагато причин для того, щоб відмовлятися від теплоізоляції з суб’єкта статті.

Характеристика

Варто зупинитися докладніше на кожній з характеристик пінополістиролу.

600px” />

Схема утеплення фундаменту

Вкрай низька теплопровідність

Завдяки тому, що повітря становить переважний обсяг у всьому готовому виробі, можна судити про хороших теплоізолюючих якостях пінополістиролу(а значить такий матеріал буде чудово зберігати тепло у приміщеннях, підвищить експлуатаційні терміни трубопроводів, забезпечить високу надійність і знизить втрати тепла на тепломагістралях, послужить гарною ізоляцією на стаціонарних холодильних установках, захистить товари на складських приміщеннях, служить хорошим пакувальним матеріалом).

У наш час, коли ціни на енергоносії скачуть вгору щомісячно, варто подумати саме про максимальну ізоляцію приміщень від різного роду втрат тепла.

Якщо подивитися на переважну більшість будівель в містах СНД в тепловізор взимку, то можна побачити, як потоки тепла залишають квартири через стіни назовні. З теплоізоляцією з суб’єкта статті картина різко змінюється. На зміну яскраво-червоним і жовтим плям(гарячий, високий рівень втрат тепла) приходять відтінки синього (втрат тепла майже не спостерігається) і фіолетового.

Чи варто пояснювати, що на обігрів такого приміщення знадобитися куди як менше енергії і тепла? І все це, завдяки покриттю товщиною в 12 сантиметрів. Ось наскільки низька теплопровідність цього матеріалу!

Практично, абсолютна водонепроникність

Готовий виріб майже не вбирає воду, зовсім не розбухає, слабо піддається процесу капілярної дифузії (об’єкт статті не гігроскопічний і буде гарною ізоляцією від опадів, випадання роси, високої вологості).

Готовий виріб майже не вбирає воду

Так, наприклад, відомо, що об’єкт зовсім не гігроскопічний. Він не вбирає воду, навіть будучи повністю зануреним в неї. Єдине явище проникнення води в окремі мікроскопічні гранули матеріалу. Але таке проникнення не можна назвати значним.

Навіть при зануренні у воду, обсяг поглиненої води не перевищуватиме 3% від усієї ваги плити. І навіть в такому стані всі інші властивості матеріалу не постраждають і залишаться незмінними. Інакше кажучи, виріб можна спокійно експлуатувати в умовах з будь-якою вологістю.

У той же час захист від проникнення водяної пари теж радує. Швидкість проникнення водяної пари в плиту складе не більше, ніж 1% від самої швидкості руху в повітряному просторі навколо пінополістирольної плити. У той же час варто відзначити, що водяна пара і рідка вода легко виходять з цього матеріалу назад.

Якщо дотримуватись вимог по експлуатації, то можна використовувати плити для утеплення цокольних поверхів і підвальних стін. Там речовина ізолятора буде перебувати в постійному контакті з грунтом, але на його властивостях це не позначиться.

Міцність

Фахівці відзначають високу міцність готового виробу і на вигин і на стиск. В залежності від технології виготовлення, пружна зона деформування пінополістиролу може включати в себе 10% від усього обсягу плити. Якщо використовувати в якості вихідної сировини не полістирол, а інші полімери, то пружність матеріалу можна підвищити або знизити. Міцність готового виробу на стиск, може становити до 25 т на метр квадратний. Фактично, ця міцність недосяжна для багатьох інших матеріалів, які мають подібне з пінополістиролом застосування.

Хімічна властивість

Говорячи про хімічні властивості, варто згадати той факт, що пінопласт надзвичайно стійкий до переважної більшості хімічних речовин. Саме завдяки цьому цей ізолятор універсальний і може експлуатуватися в різноманітних середовищах.

У нормативних документах зазначена докладна зведення щодо стійкості до поширених речовин:

• Розчин солі (або морська вода) — повністю стійкий;
• Мила і розчинені у воді змочувальні речовини — спостерігається стабільна стійкість;
• Відбілювачі — стійкий;
• Розведені у воді кислоти — стійкий;
• Сірчана кислота — швидко розчиняється;
• Поширені лужні метали — стійкий;
• Органічний розчинник — не стійкий;
• Насичені аліфатичні вуглеводні, медичний бензин — не стійкий;
• Вуглеводневі енергоносії — не стійкий;
• Спирти — умовно стійкий.

При використанні лакофарбових матеріалів, необхідно враховувати можливу ймовірність порушення структури пінополістиролу.

Звукоізоляція

Акустичні властивості матеріалу сильно залежать від одного фактора здатності матеріалу до перетворення енергії звукової хвилі в тепло. І саме тут як не можна до речі виявляються високі теплоізоляційні властивості суб’єкта статті. Йдеться про комірчасту структуру пінополістиролу.

Для повної звукоізоляції приміщення необхідна пінополістирольна плита товщиною в два або три сантиметри. Надалі, чим вище товщина плити, тим вище відповідні властивості.

Також варто зазначити, що властивості самого пінополістиролу можуть бути поліпшені, якщо створювати об’єкт з високим вмістом відкритих пір і гранул повітря.

Біологічні властивості

Говорячи про біологічну стійкість суб’єкта статті, варто згадати про те, що він не представляє ніякого інтересу ні для мікроорганізмів, ні для будь-яких ще комах або тварин. Він не створює для них сприятливе середовище, не придатний в їжу жодній живій істоті, не підходить для грибків і плісняви. Пінополістирол біологічно нейтральний і стійкий.

Також слід зазначити, що виріб абсолютно не токсичний ні для людини, ні для інших живих організмів. Принаймні, впродовж багатьох років використання цієї речовини в якості пакувального, ніяких пригод, отруєнь або поранень не було відзначено. З цієї речовини роблять упаковки для харчових продуктів.

Вогнестійкість

Пінополістирол стійкий до пожеж. Його температура горіння в два рази перевищує аналогічну у папери, і в 1.8 рази перевищує температуру самозаймання необробленої деревини.

Пінополістирол горить, як і багато інших матеріалів, але сам по собі горіння не підтримує. Якщо відкритого вогню не буде, то пінополістирол згасне через кілька секунд.

Також, відзначається висока довговічність матеріалу (не розкладається під дією навколишнього середовища, термін придатності в нормальних умовах майже необмежений.

Види виробленого пінополістиролу

• Види пінополістиролу

  Екструзійний пінополістирол;

• Безпресовим пінополістирол;
• Пресовий пінополістирол;
• Автоклавний пінополістирол;
• Автоклавно-екструзійний пінополістирол.

Застосування пінополістиролу можливо різноманітними методами. Однак, властивості об’єкта говорять самі за себе.

Гарне застосування

• Теплоізоляція;
• Гідроізоляція і вологоізоляція.
• Звукоізоляція.

Критерії вибору

Найбільш цікавим є вживання в будівництві. Однак, застосування матеріалу саме в цій області мало вивчено. Існує ряд критики саме з цього питання. Однак, з розвитком технології каркасного будівництва, виріб активно використовується на малих і великих будівельних підприємствах.

Пінополістирол в будівництві

Вже виходячи з вищеописаного технічного процесу, можна зробити висновок про те, що цей компонент буде надзвичайно легким і недорогим, і може широко застосовуватися в будівельному виробництві в якості універсального утеплювача для стін або пакувального матеріалу.

Як і будь-який інший будівельний матеріал, пінополістирол піддавався численним перевіркам і дослідженням. Завдяки цим дослідженням, властивості пінополістиролу вже повністю вивчені. Пінополістирол — об’єкт, яким користуються в будівництві протягом тривалого періоду часу.

Вибір конкретної марки пінополістиролу повинен залежати від умов експлуатації виробу.

Відео

Подивіться відео про технології виробництва, властивості і способи застосування полістиролу