Характеристики экструдированного пенополистирола: Состав, свойства и преимущества экструзионного пенополистирола

Содержание

Экструдированный или экструзионный пенополистирол - технические характеристики

Экструдированный пенополистирол, являясь высокотехнологичным материалом, по праву может называться уникальным. Потому он и получил такое широкое распространение в строительстве, производстве сантехники и еще ряде областей. Ведь экструзионный пенополистирол технические характеристики имеет просто-таки отменные.

Этот материал был изобретен более 60 лет назад. Второе название экструдированного пенополистирола – пенополистирол экструзионный. Он является практически универсальным изолирующим и строительным материалом. По сути, это мелкоячеистый пластик с равномерной структурой.

Особенности производства

Технология производства листов материала заключается в том, что при большой температуре и давлении смешиваются его гранулы, и вместе с этим вводится вспенивающий агент, которым является, например, двуокись углерода или смесь легких фреонов.

Далее смесь продавливается через экструдер. Потому экструдированный пенополистирол, технические характеристики которого очень хороши, и получил свое название. Получившееся изделие представляет собой прозрачный или цветной лист. Готовыми к использованию эти листы считаются после того, как пройдут просушку.

Данный метод производства обеспечивает однородность структуры материала. Благодаря этому, экструзионный пенополистирол технические характеристики имеет отличные. В частности, высока прочность материала и его теплоизоляционные свойства.

Химический состав экструдированного пенополистирола напоминает состав пенопласта. Объясняется это тем, что основой того и другого материала является полистирол. Однако экструдированный пенополистирол технические характеристики имеет совсем другие, нежели пенопласт.

Функциональность экструзионного пенополистирола намного лучше, чем у непрочного пенопласта. Такая значительная разница объясняется именно технологией получения материалов – пенопласт, в отличие от экструзионного пенополистирола, через экструдер не проходит.

Именно выдавливание обеспечивает то, что экструзионный пенополистирол технические характеристики получает совершенно иные, чем пенопласт. Экструзионный пенополистирол не поглощает влагу и пар, так как, в отличие от пенопласта, пор у него нет.

Область применения

Материал начали широко применять при строительстве железнодорожных путей и автодорог. Также он используется для теплоизоляции цоколей и фундаментов, для теплоизоляции слоистой кладки и т.д. ЭПП применяется и для теплоизоляции спортплощадок, катков и холодильных установок.

Помимо использования в постройке автодорог, ЭПП используется и в устройстве взлетных полос. Экструдированный пенополистирол технические характеристики для этого имеет просто отличные. Плотность этого материала – 38-45 кг/м³, высокая прочность на сжатие, низкая теплопроводность и водопоглощение, небольшой удельный вес. Значение величины теплопроводности экструзионного пенополистирола близко к коэффициенту теплопроводности воздуха.

Применение экструзионного пенополистирола в возведении зданий позволяет значительно уменьшить их вес, что ведет к значительной экономии, как благодаря тому, что строению требуется не такой массивный фундамент, так и потому что спецтехника потребляет меньше топлива в процессе работ.

Экструзионный пенополистирол по своей структуре является застывшей пеной. Он отлично противостоит воздействию агрессивных минеральных сред и влаге. Кстати, лучшую химическую стойкость имеет пенополистирол, который был получен беспрессовым способом. Хотя по механическим свойствам он уступает варианту, полученному прессовым методом.

Хорош экструдированный пенополистирол также тем, что противостоит грибку и гнилостным бактериям, грызуны ему тоже не страшны. Его рабочая температура – 60-75°C. Есть у этого материала и минус – в нем содержится горючий поробразователь. Это, к примеру, может быть изопентан. Для снижения действия порообразователя вводятся антипирены.

Еще немного о свойствах

Помимо того, что экструдированный пенополистирол используется в масштабном строительстве, он может служить и просто упаковочным материалом. Для этой роли он прекрасно подходит, так как имеет хорошие амортизационные свойства и небольшую плотность.

Благодаря тому, что экструдированный пенополистирол является безопасным в экологическом плане материалом (плюс к своей прочности и термостойкости) использоваться он может и для постройки бытовых, а не только промышленных объектов.

Звукоизоляционные свойства экструзионного пенополистирола лучше, чем у минеральной ваты или пенопласта. Осуществлять монтаж плит пенополистирола достаточно легко. Но главным достоинством материала является его высокая прочность. Благодаря своей прочности, он может служить не только утеплителем, но и полноценным стройматериалом.

Характеристики экструдированного пенополистиролаСтройкод

Отопить квартиру к зиме — весьма недешевая задача, энергоносители дорожают с каждым годом в отличие от финансовых возможностей. И действительно жалко, когда тепло, добытое таким трудом, просто уходит наружу из нашего жилища. Потери в пересчете способны поражать воображение. Но, конечно, есть способ их существенно снизить, поможет нам в этом пенополистирол, с помощью которого мы произведем обшивание домашних стен. Чтобы узнать, насколько он эффективен, разберем характеристики пенополистирола.

Достоинства и недостатки пенополистирола

Пенопласт — это огромное количество пузырьков воздуха, объединенные в оболочки из пенополистирола. Давайте поговорим о наиболее важном аспекте этого материала теплопроводности.

Теплопроводность

В соотношении получается: 2% полистирола и 98% воздуха. Что на выходе обеспечивает нам твердую пену, которая и названа — «пенополистирол». Воздух, запаянный внутри пузырьков, превосходно сохраняет тепло, так как прослойка воздуха, движение в которой ограничено, служит отличным утеплителем. Значение коэффициента теплопроводности зависит напрямую от плотности пенопласта.

Поглощение влаги (паропроницаемость)

Пенопласт, не смешанный ни с чем другим, имеет 0 проницаемости, а вот экструдированный пенополистирол — иное дело. В системе исчисления метр-час-Паскаль значение проницаемости составило от 0,019 до 0,015 килограмма. И это заставляет задуматься, ведь в теории этот материал не должен пропускать пары. Но если мы обратим внимание, как происходит его формовка, а происходит она путем резания, то поймем, что через эти разрезы и проникает пар. Пенопласт стандартный не подлежит никаким порезам, вот он и не пускает никаких паров.

Если мы будем сравнивать материалы по параметрам водостойкости, то картина станет обратной — 4% впитает простой пенопласт, если погрузить его в воду, а пенополистирол лишь 0,4%.

Прочность

Если в предыдущем испытание победитель не был выявлен, то в плане прочности лидирует однозначно пенополистирол. Его связь между молекулами настолько крепка, что прочность изгиба составила от 0,4 до 1 килограмма на см², прочность пенопласта — от 0,02 до 0,2 килограмма на см². Данный фактор является причиной того, что неэкструдированный пенопласт потерял свою популярность. Прочность и влагостойкость, получаемая методом экструзии, — вот, что востребовано на рынке.

Плесень

Тут все коротко и вполне ясно — плесень в пенополистироле не живет, что неоднократно было доказано учеными.

Минусы пенополистирола

Сначала плюсы — реакция пенополистирола минимальна на минеральные удобрения, соду, мыло, какое-либо взаимодействие с асфальтовыми эмульсиями, битумом, известью, цементом и гипсом тоже отсутствует. Но если мы проверим реакцию данного утеплителя на скипидар с ацетоном и олифой, то они повредят и, возможно, даже напрочь растворят пенополистирол. Пенопласт способны растворить также спирты и продукты, получаемые при помощи перегонки нефти, следует помнить об этом.

А еще пенопласт (будь он хоть обычный или экструдированный), не выносит прямых солнечных лучей, ибо ультрафиолет разрушает материал, снижая его прочность.

Звукоизоляция

Если вас беспокоит уровень шума, приходящий извне, то пенополистирол не будет вашим спасением. Шум от ударов, конечно, он способен немного приглушить, но при условии, что он покрыт у вас толстым слоем. А вот шумы, что придут к вам по воздуху, он не в состоянии поглотить вообще. Если хотите отличную звукоизоляцию, то вам стоить присмотреться к иному материалу.

Вред для здоровья, горючесть, срок службы

Тесты пенопласт прошел с отличием, в его безопасности можете не сомневаться. Полистирол, к счастью, способен прослужить вам много лет, даже если его подвергать неоднократной заморозке/разморозке, он не потеряет своих свойств. Материал не очень хорошо загорается благодаря антипиренам, входящим в его состав. Но не все так замечательно, рассмотрим все стороны вопроса.

Вопрос экологии

Окисление на воздухе пенополистирола, к сожалению, плохо влияет на экологию. Стоит заметить, что пенопласт окисляется сильнее. Материал экструдированный окисляется медленнее, но оба они придут к одному. Все, что нужно дабы запустить процесс окисления — жара на улице. Окисление приводит к выработке материалами массы вредных веществ. Ядовитый формальдегид, ацетофенон, бензол с этилбензолом и еще целый букет химикатов выделяют оба материала. Если для важен вопрос экологии, то стоит задуматься над этим перед приобретением того же хитфома.

Вопрос горючести

Бывает, что производители лукавят, заявляя, что полистирол способен затухать самостоятельно, безусловно, это не так.

Случается даже, что производители умудряются ссылаться на якобы научные тесты, дабы доказать свою правоту, но, собственно говоря, всего на один. К плите, подвешенной в воздухе, подносят огонь, который прожигает ту часть, к которой его и подносят, но ведь такого не будет при реальных жизненных обстоятельствах. Положив тот же пенополистирол на плоскость из негорючего материала, мы ясно увидим, как он весь горит.

Антипирены добавляются в материал для увеличения огнестойкости. После в характеристиках материала такого пенопласта указывают букву «С». Опять же в теории, это все означает, что материал имеет способность затухать самостоятельно, но на деле — нет. К плюсам можно отнести лишь то, что загореться ему труднее. Класс горения данного материала — Г2, но Г3 и Г4 — ближайшие стадии опасности возгорания, в которые он превращается со временем эксплуатации.

Вопрос срока службы

30 лет — примерный срок службы пенополистирол при правильном его использовании. Но это если повезет, и мастера возведут правильно теплоизоляцию, заказчик не сэкономит на материалах и если монтаж пенополистирольных плит пройдет успешно. Самая же главная ошибка — ошибка в подсчетах толщины утеплителя. Ходит миф среди народа, что чем толще плита пенопласта, тем теплее будет в зиму. Спешим заверить, что это не так. От перепадов температуры характеристика большого материала начнет меняться, и он пойдет трещинами. 3,5 мм — европейский стандарт, такой размер еще и уменьшает вероятность вашего отравления в случае пожара.

Как выбрать пенополистирол

  • Изучите параметры и определитесь с назначением. ПСБ-С подойдет для фасада, так как он самозатухающийся, марку следует подобрать не ниже 40-вой.
  • ПБС-С-40(сороковая марка) имеет разную плотность. Берите тот утеплитель, где плотность выше.
  • Если отломить кусочек материала с края, то можно определить его сорт по тому, как он сломается. Низкосортный ломается с неровными краями, а материал, имеющий правильную экструзию, будет иметь правильные многогранники.
  • Лучше взять материал от известной фирмы, чем от той, кто только заявил о себе на рынке услуг. Рекомендуем «Пеноплэкс», «Технониколь», «Styrochem», «Polimeri Europa».

В окончательные мысли хочется вынести суть текста. Пенопласт выделяет токсические вещества, он небезопасен при возгорании, но все же является весьма популярным утеплителем, плюсов у которого больше, чем минусов. Он не ударит по вашему карману, сохранит ваше тепло, он влагостойкий. При использовании данного материала во внешней среде, следует скрыть его от солнечных лучей, чтобы он не окислялся. Цемент, что используется в штукатурной смеси, подойдет идеально для этой цели, но важно распределить плотно покрытие, иначе вся ваша система теплоизоляции попадает под угрозу.

Но не станем рекомендовать использование пенопласта внутри помещения. При случайном возгорании вред здоровью будет непоправим.

Экструдированный пенополистирол - характеристики и особенности

Экструдированный (экструзионный) пенополистирол — это синтетический теплоизоляционный материал, разработанный в 50-е годы 20 века американской фирмой «The Dow Chemical Company» и изготовленный по более совершенной технологии вспенивания полимерной композиции в процессе экструзии или продавливания материала через специальную фильеру. Вспенивающими агентами использовались фреон и углекислый газ. В связи с тем, что фреон разрушает озоновый слой Земли, с 1999 г. по всему миру стала использоваться бесфреоновая технология производства пенополистирола.

Достоинства экструдированного пенополистирола:

  • водонепроницаемость;
  • низкая теплопроводность;
  • высокая устойчивость к деформациям;
  • устойчивость к неорганическим растворителям;
  • выдерживает температуру от -500С до +750С;
  • долговечность;
  • малый вес и толщина (для сравнения: пенополистирол 2 см, дерево 2,5 см, кирпичная кладка 3,7 см, минеральная вата 3,8 см).

Область применения пенополистирола

Экструдированный пенополистирол имеет широкую область применения:

  • внутренняя и внешняя теплоизоляция зданий;
  • составная часть сэндвич-панелей;
  • при применении колодцевой кладки;
  • утепление крыш;
  • в дорожном строительстве.

Экструдированный пенополистирол имеет свои разновидности: Примаплекс, Теплекс, ТеноНиколь, Батэплекс и др. Облицовочные плиты Примаплекс в основном применяют для реконструкции зданий.

Благодаря высокой сопротивляемости влаге, Примаплекс используется при реставрации чердачных и подвальных помещений, где постоянно высокий уровень влажности и помещение практически не прогревается. В гражданском строительстве Примаплекс применяют при строительстве бассейнов и взлётно-посадочных полос. Некоторые марки Примаплекса выдерживают огромные (до 45 тонн/м2) нагрузки, благодаря чему им утепляют плоские и скатные кровли по бетонному основанию. При этом Примаплекс легко монтируется на клей или грибовидными дюбелями.

Экструдированный пенополистирол Теплекс применяется для термоизоляции холодильных и морозильных установок, ледовых арен, изотермических фургонов. Теплекс прекрасно показал себя при работе на углублённых в землю поверхностях, при низких температурах и наличии грунтовых вод, поэтому данный материал применяют для теплоизоляции фундаментов, в строительстве автомобильных и железных дорог.

Пенополистирольные плиты Батэплекс обладают отличными звукоизоляционными качествами вместе с превосходными теплоизоляционными характеристиками. Благодаря устойчивости к биогенным вредителям, Батэплекс применяют для теплоизоляции балконов и лоджий, а также крыш и стен жилых и промышленных зданий.

Много мнений существует и относительно теплоизоляционных характеристик пенополистирола. Ниже приведено несколько мнений относительно применения экструдированного пенополистирола в жилищном строительстве:

Отзывы

Я сам лично утеплял стены, пол и потолок минватой KNAUF, это утеплитель нового поколения, без вредных веществ (формальдегид, акрил и т. п.). В результате дом получился великолепным! Летом не душно, зимой тепло. Ощутимо уменьшились расходы на отопление. Раньше такого не было. Экструдированный пенополистирол мне не подошёл по следующим причинам:
  1. из-за его высокой пожароопасности, о которой столько было написано в газетах и Интернете.
  2. Минеральная вата выдерживает такой перепад температур, как у нас, и даже больше (-60 до 400 градусов). Пенополистирол начинает менять свою структурупри менее радикальных температурах, а у нас летом +32 градуса чуть ли не норма. В результате такой утеплитель постепенно перестаёт быть утеплителем.
  3. Мне не нравится фольгированный пенополистирол тем, что он создаёт эффект термоса. Может, в бане или парилке это нормально, но превращать жилое помещение в парник я не собираюсь.
  4. экструдированный пенополистирол вещество не натуральное, химическое. А минеральная вата — это переработанный минерал, который создала сама природа. Это уже говорит о его безвредности для здоровья.

Дмитрий, июнь 2014

Производители пенополистирола часто пишут, что их материал самозатухающий, пожаробезопасный класса Г1 благодаря всяким там добавкам. Да, они не врут, всё верно! Но вот о том, что уровень дымообразования при этом все Д4, а это гораздо более важный показатель. То есть, пока на пенополистирол воздействует пламя, материал источает густой, едкий дым, но пожар не распространяется. А что люди при пожарах погибают в основном не от ожогов, а от отравления газами и задымления, об этом вообще все производители замалчивают. Иначе их товар никто бы не покупал. Минеральная вата вообще при горении никакого дыма не источает!

Mezzit, март 2013г

Пенополистирольный материал толщиной 5 см соответствует кладке в кирпич!

Mrak, январь 2014 года

Я уже давно не ставлю на пасеке пенополистирольные улья! Не знаю, почему все так на этом зациклились. Есть сомнения в его качестве и влиянии на здоровье? Так откажитесь от пенополистирола вообще! На рынке столько всяких теплоизоляторов, а вы на этом заиклились и ещё им недовольны. Видел улей из фанеры снаружи и изнутри, а между стенками применён экструдированный пенополистирол. Вполне экологичная конструкция вышла, ведь фанера чистый продукт. Пчёлы не жаловались!

Nadegniy, январь 2014 года

Все эти утеплители, пришедшие к нам из Запада, у нас неприменимы. Да, они удобны в применении, утепляют дом, но у них много недостатков. Климат у нас и за границей разный, поэтому, как говорится, «что немцу хорошо, то русскому смерть». Пенополистирол требует обязательного применения пароизоляционных и влагостойких мембран, и дом, естественно, превращается в парилку, если не сделать хорошую вентиляцию. А как её сделаешь зимой? Смысл тогда в утеплении? Тот же холодный воздух при вентиляции опять в дом напустится, так зачем заморачиваться с утеплением?

Ещё в начале 90-х годов датчане решили провести в Ленинградской области эксперимент и построили бесплатно (!) для деревенских жителей несколько десятков домов с отопительным котлом и пенополистерольной теплоизоляцией. И скоро эти дома стали пустовать, потому что в нашем влажном климате стены быстро отсыревали, появлялся грибок, у детей начиналась аллергия и астма. Получилось, что система вентилирования и кондиционирования стоила чуть ли не дороже самого домика. Кому такое надо? Вот люди и не стали там жить, а переселились обратно в свои старые дома с деревянными стенами, русской печкой и сортиром на улице.

Андрей Орлов, Казань, март 2014 года

В Минске сейчас реанимируют «хрущёвки». Они там их внутри переделывают и всё такое, а снаружи наносят утеплитель и снова штукатурят. Так вот можно сравнить, как выглядит дом, утеплённый минеральной ватой, и утеплённый экструдированным пенополистиролом. Небо и земля! там, где применялся пенопласт, штукатурка обвалилась из-за скопившейся на стенах сырости, на стенах грибок. Приточная вентиляция исправила бы положение, но вот стоимость увеличила бы существенно. А дома, утеплённые минеральной ватой, стоят себе спокойно.

Сергей Ковалев, ноябрь 2013 года

А всё потому, что экструдированный пенополистирол используют не по назначению! Его основная задача — теплоизоляция под тёплый пол и облицовка цоколя под засыпку, а не утепление стен. Для этого существует вспененный пенополистирол.

Вадим Адамчик, октябрь 2013 года

А что Вы хотите? В Европе пенополистирол запрещён для использования, а куда оборудование девать? Конечно, в страны СНГ за полцены. А та же фирма KNAUF выпускает пенополистирол? Или у президента этой фирмы, Вы думаете, дом утеплён пенополистиролом? Нет. Это просто бизнес. Им плевать на наше здоровье.

В Германии, с 1995 года запрещены технологии вспенивания полимеров или галогенизированных HFCKW-элементов на основе фтористоводородной кислоты, хлористого водорода и углеводорода Fluorchlorkohlenwasserstoffe. С 1 января 2000 года в Германии введён федеральный закон о запрете HFCKW R22 и R124b-элементов при производстве изоляционных материалов, а потом то же самое было принято во всех странах Евросоюза. При горении пенополистирола выделяются канцерогены диоксины и фураны. А ведь большинство смертей при пожарах случается от того, что люди задыхались диоксином.

Игорь Карпович, октябрь 2013 года

Выбирая теплоизоляцию дома, следует руководствоваться прежде всего степенью её экологичности и безопасности для здоровья человека. Поэтому взвесьте все «за» и против» (при этом вопрос цены должен ставиться в последнюю очередь), и только после тщательного анализа всех преимуществ и недостатков останавливайте свой выбор на каком-то конкретном утеплителе. Как говорит Андрей Малахов, «берегите себя и своих близких»!

Doomer, январь 2014 года

Мифы и реальность о пенополистироле (видео)

Оцените статью: Поделитесь с друзьями!

Утеплитель пенополистирол – технические характеристики и нюансы применения

Основные особенности материала, свойства пенополистирола, вопросы с форума и комментарии эксперта

Рынок теплоизоляционных материалов представлен различными категориями, что значительно упрощает выбор подходящего утеплителя для конкретных задач. Один из самых востребованных в частной сфере изоляторов – пенополистирол, его популярность объясняется как высокими техническими характеристиками, так и доступностью. Тем не менее, вокруг него не утихают баталии между сторонниками и противниками, человеку, далекому от строительства, достаточно сложно разобраться, какие из свойств утеплителя реальные, а какие из разряда «страшилок». Мы попробуем облегчить задачу новичкам, да и более опытным умельцам нашего портала будет нелишне освежить информацию. А помогут отделить «зерна от плевел» специалисты Ассоциации производителей и поставщиков пенополистирола.

Рассмотрим:

  • Что собой представляет пенополистирол.
  • Основные характеристики пенополистирола.
  • Сфера применения пенополистирола.
  • Что собой представляет пенополистирол

Зачастую пенополистирол (ППС) называют пенопластом, что вполне оправдано, так как пенопласт – это общее понятие, объединяющее группу вспененных пластических масс (полимеров), к которой и относится ППС.

Юрий Савкин, директор Ассоциации производителей и поставщиков пенополистирола: Пенополистирол – жесткий материал с ячеистой структурой, полученный путем спекания гранул, получаемых из суспензионного вспенивающегося полистирола беспрессовым способом. В России пенополистирол имеет ряд других, широко употребляемых названий: пенопласт, ПСБ - С, вспененный полистирол. В других странах для его обозначения используется аббревиатура EPS (expanded polystyrene). При этом необходимо различать белый вспененный пенополистирол и цветной экструдированный пенополистирол (XPS), который имеет другую структуру, свойства и, собственно, другой способ производства.

ППС выпускается в виде плит различной плотности и толщины, сформованных из гранул одной фракции, однородного белого цвета без характерного химического запаха.

Если разломить плиту, линия отрыва должна проходить не только по границе спекания гранул, но и непосредственно через них.

Наличие постороннего запаха, рыхлость, гранулы разного размера – это признаки некачественного утеплителя, произведенного с нарушением технологии.

Основные характеристики ППС

Так как ППС на 98 % состоит из воздуха и только на 2 % из оболочек вспененного полистирола, его главной характеристикой является минимальная теплопроводность – 0,032-0,034 Вт/(мС). Кроме того, плиты паропроницаемы, но влагостойки, так как даже при полном погружении практически не впитывают воду. То есть, материал достаточно хорошо проводит пар, но не накапливает влагу, в отличие от некоторых других теплоизоляторов.

К отличной теплопроводности, паропроницаемости и влагостойкости стоит добавить устойчивость плит к биологическим поражениям.

Юрий Савкин: Пенополистирол биологически нейтрален, это значит, что плесень и грибок не размножаются на поверхности вспененного полистирола, что доказано многочисленными исследованиями.

Не менее значим и большой срок службы с сохранением характеристик даже в суровых условиях применения.

Юрий Савкин: Пенополистирол был подвергнут пятидесяти циклам замораживания/размораживания в четырехпроцентном растворе хлорида натрия. Раствор соли обеспечивал жесткие условия испытания. По результатам тестов не выявлено никакого влияния на целостность структуры. Сейчас блоки из пенополистирола широко используются в Норвегии для устройства дорог, тоннелей и искусственных насыпей. Наши же исследователи провели испытания с большим количеством циклов и прогнозируют долговечность пенополистирола не менее 100 лет.

Но кроме внешних воздействий, в процессе эксплуатации материал может подвергаться и другим угрозам, одна из них, волнующая наших умельцев – мыши.

nikolaj-be, Участник FORUMHOUSE: Хотелось бы затронуть тему с мышами и пенопластом – слышал, что после посещения пенопласта мышами от него остается труха, правда ли это?

Юрий Савкин: Что касается грызунов, то питательной ценности ППС для них не представляет, однако они могут в нем завестись, как и в любом другом теплоизоляционном материале. Поэтому необходимо выполнять мероприятия, ограничивающие грызунам доступ к утеплителю, и закрывать поверхность облицовочными слоями. Кроме того, мыши и крысы – это вопрос не строительного характера, а скорее гигиенического.

По поводу экологичности производных полистирола баталии не утихают с момента начала производства и по сей день: одни считают материал абсолютно безвредным и экологичным утеплителем, другие – настоящей миной замедленного действия. А истина, как обычно, посредине.

Юрий Савкин: Ранее считалось, что все полимеры весь свой жизненный цикл эксплуатации выделяют вредные вещества, так как процесс полимеризации нельзя довести до конца на 100% молекулах. Это все от того, что когда все в Европе занимались в середине прошлого века химией, мы занимались «кукурузой». Современные технологии и оборудование мирового уровня (зарубежные линии) давно решили эту проблему. На заводе СИБУРа в Перми стоит лучшее по мировым меркам оборудование, применяется передовая на сегодня технология. В процессе сушки выводятся все не связанные в цепочки молекулы стирола. В процессе эксплуатации если он и выделяет что, то, конечно, в пределах, допустимых санитарными нормами. По нашим испытаниям в кубе изделия из пенополистирола менее 0.002 мг стирола (что соответствует нормам ПДК).

Мало кто знает, но стирол находится в таких распространенных продуктах, как орехи и клубника. Во всем мире упаковка из ППС очень востребована – рыбные ящики, стаканчики под горячее, лотки под мясо и т.д.

Еще один из важнейших параметров – горючесть, так как от пожара никто не застрахован, но желательно обойтись без трагических последствий. Пользователей волнует не только горючесть ППС, но и дымообразующая способность.

Юрий Савкин: ППС – горючий материал (Г3), но он не поддерживает горения, так как содержит антипирены. То есть, если поднести горелку и убрать, то максимум через 4 секунды он потухнет. Это при испытаниях. А если пожар, как на заводе ЗИЛ, где горел металл, и температура зашкаливала за 1000⁰С, то сгорит абсолютно все. При горении ППС выделяется углекислый и угарный газы, те же самые, что и при горении дерева. Суть в том, что это количество дыма гораздо меньше, так как плотность ППС в среднем 15 кг/м³, что меньше, чем у других материалов. Но скорость дымообразования выше, чем у того же дерева, поэтому его никогда не применяют в открытых конструкциях. ППС закрывают штукатурным слоем. Например, фасадная система с пенополистиролом и фасадная система с минеральной ватой имеют один класс пожарной опасности – К0.

Сфера применения ППС

ППС – универсальный материал, в зависимости от марки (по плотности), плиты применяют для утепления практически любых ненагружаемых и нагружаемых конструкций. Это и перекрытия, и перегородки, и скатные кровли, и утепление лоджий, балконов или подсобных/хозяйственных помещений. Но основное распространение пенополистирол получил в наружном утеплении ограждающих конструкций в системах «мокрый фасад» или, как они еще называются СФТК (системы фасадные теплоизоляционные композиционные). В обоих случаях это многослойная система, состоящая из утеплителя, армирующего слоя и декоративно-защитного штукатурного слоя.

Юрий Савкин: Пенополистирольные плиты применяются во многих строительных конструкциях в соответствии с нормативами. Основное требование для всех конструкций – пенополистирол не должен нагреваться выше +80°С и должен быть изолирован от внешней среды, как правило, с помощью экранной (гипсокартон, ДСП, ОСБ и т. п.), штучной (кирпич, блок, камень) или штукатурной отделки. Марка пенополистирола должна соответствовать области применения, а толщина утеплителя определяется, исходя из теплотехнического расчета.

Современные реалии таковы, что кроме прочности, надежности и долговечности возводимого здания, огромное значение имеет его энергоэффективность, поэтому без утепления сегодня не обходится практически ни один дом.

Посредством ППС можно предотвратить утечку тепла сквозь все зоны, начиная с фундамента и заканчивая перекрытиями и ограждающими конструкциями.

Немаловажно, что плиты не только характеризуются одним из самых низких коэффициентов теплопроводности, но и доступной стоимостью, что позволит сэкономить не только на эксплуатационных расходах, но и на самом процессе утепления.

Наших пользователей волнует возможность применения пенополистирола внутри.

Mettaly, Участник FORUMHOUSE: Меня интересует вопрос, можно ли утеплять стены пенополистиролом внутри дома?

Специалисты не рекомендуют такой способ.

Юрий Савкин: Утепление жилья изнутри применяется только там, где фасады защищены государством, например во Франции. А утеплять мы все рекомендуем снаружи по теплотехническим показателям. Дело в том, что если утеплить изнутри, то известная «точка росы» выпадет с внутренней стороны несущей стены. И «зло» будет от плесени, которая образуется, а не от ППС. В то же время в квартире из полистирола и пенополистирола очень много изделий: потолочные плитки, розетки и плинтуса, корпуса телевизоров, простая ручка в кармане. Если вы все-таки решили утеплиться со стороны помещения, то обязательно необходимо поверх пенополистирола уложить пароизоляционную пленку, которая будет препятствовать проникновению пара в утеплитель.

При выборе фасадной системы имеет значение паропроницаемость стенового материала, особенно это актуально для конструкций из газобетонных блоков.

Annash2, Участник FORUMHOUSE: Архитектор прислал список материалов для строительства дома. Будут залиты стойки и перекрытие второго этажа, меня смущают стены: газосиликат, 30 см, d 400, пенопласт 5см, штукатурка. Внутри дом также будет оштукатурен. Прочитала тему, но так и не поняла – можно так строить или нет. В онлайн-калькуляторе посчитала – может выпасть конденсат, ставлю d 500, вроде бы допустимо, но все равно сомневаюсь.

Можно ли использовать в подобных ситуациях ППС, зависит от плотности блоков.

Юрий Савкин: Если газобетонные блоки имеют плотность менее 400 кг/м³, то у таких блоков очень высокая паропроницаемость, и ППС здесь не рекомендуется. Но и строить дом из таких блоков я бы себе не стал, так как водопоглощение и паронасыщение тоже очень высокое, следовательно, долговечности никакой. Если же блоки плотностью выше, то использовать пенополистирол в качестве утеплителя можно. Только не 5 см ППС – это непростительная ошибка, даже для южных регионов, минимум 12 см. Посчитайте: увеличение стоимости утеплителя в ваших общестроительных расходах на дом мизерное, но зато весь жизненный цикл вы будете серьезно меньше платить за отопление или кондиционирование. Вообще-то для средней полосы России мы рекомендуем при плотности пеноблоков 500-600 кг/м³ толщину утеплителя 140 мм.

Так как вентилируемые фасады с отделкой сайдингом - одни из самых популярных, форумчан волнует возможность применения в них в качестве утеплителя ППС.

Dump1964, Участник FORUMHOUSE: А можно ли использовать пенополистирол для утепления деревянного дома в вентфасаде под сайдинг? Есть ли рекомендации производителей?

Не стоит искушать судьбу.

Юрий Савкин: В вентфасадах имеется прямой доступ к утеплителю, поэтому в таких случаях применяется негорючий теплоизоляционный материал. Даже в вашем случае, если есть зазоры между облицовкой и теплоизоляцией, любая искра при ветре может залететь в зазор и принести беду. И в то же время, если дом деревянный, а сайдинг виниловый, то при пожаре негорючий теплоизоляционный материал, сами понимаете, не спасет дом.

Также есть ряд объектов, которые запрещено утеплять ППС, независимо от типа системы.

Юрий Савкин: Согласно п. 5.2.3 СП 2.13130.2012, СФТК с ППС применяются везде, кроме зданий классов функциональной пожарной опасности Ф 1.1 и Ф 4.1 (детские садики, больницы, дома престарелых). Там, где имеются ограничения мобильности.

Итог – пенополистирол, он же пенопласт или вспененный полистирол - это недорогой, практичный и универсальный теплоизоляционный материал. Он, как и другие стройматериалы (дерево, битум, стекло, растворители и т.д.) имеет ряд ограничений, о которых нужно знать и с которыми следует уметь работать, чтобы ваш дом стал по-настоящему энергоэффективным.

_________________________________________________________

Статья была впервые опубликована на www.forumhouse.ru/articles/house/7444

Автор: Анастасия Мингалева

применение, технические характеристики и особенности

Экструдированный пенополистирол — это высококачественный изоляционный материал, появившийся приблизительно 60 лет назад, разработанный и впервые примененный в США. Внешне он очень напоминает знакомый нам пенопласт, так как представляет собой такую же ячеистую массу, которая в ходе изготовления была вспенена с помощью особого реагента и доведена до необходимой плотности. Давайте подробней разберемся, что это такое.

Экструдированный пенополистирол (ЭПП) получен из гранул полистирола под воздействием специального высокотемпературного режима и экструдера. ЭПП, например, Пеноплекс является теплоизоляционным материалом, применяющимся при изоляции кровли, полов, фундаментов дома, а также в строительстве автомобильных и железных дорог.

Он используется в качестве теплоизолятора при возведении спортивных объектов, например, ледовых дворцов.

Технические характеристики материала

Если сравнивать технические характеристики обычного пенопласта и ЭПП, то преимущества последнего будут весьма существенными:

— прочность, определяемая необычной структурой ЭПП, составляет 100-500 кг/а;
— теплопроводность составляет 0,028-0,033 Вт/мк;
— плотность материала 20-48 кг/м3.

Температурный режим от минус 50 до плюс 75 градусов по Цельсию. Добавим к этому списку высокую морозоустойчивость, сопротивляемость гнилостным процессам, хорошее взаимодействие с химическими веществами (за исключением некоторых растворителей), большой срок эксплуатации и т.д. См. фото.

Утепление крыши экструдированным пенополистиролом


Высокие технические характеристики экструдированного (экструзионного) пенополистирола определяются его ячеистой структурой она же позволяет ему хорошо взаимодействовать с влагой.

Высокая теплопроводимость материала позволяет успешно использовать его при работе в сырых помещениях без укладки добавочного слоя гидроизоляции.

Теплопроводимость ЭПП выше проводимости обычного пенопласта в полтора раза и в два раза выше, чем теплопроводимость минваты. Если же сравнивать те же показатели с показателями проводимости тепла деревом и пенобетоном, то у ЭПП они выше соответственно в пять и семь раз.

Как было сказано ранее, при работе с ЭПП необходимо учитывать тот факт, что некоторые химические вещества очень негативно действуют на структуру материала и способны не только повредить, но и полностью ее уничтожить. Относится это к уайт-спириту, ацетону, олифе и некоторым другим веществам.

Область применения пенополистирола

ЭПП великолепно подходит для теплоизоляции кровли, фундаментов, полов (в том числе под ламинат), а вот для работ по изоляции внутренних стен он не пригоден, так как имеет низкую паропроницаемость. Благодаря этому стены «остаются без воздуха», «перестают дышать» и складываются благоприятные условия для образования плесени внутри помещения.

Но здесь надо заметить, что некоторые потребители, предпочитая ЭПП другим теплоизоляционным материалам, просто усиливают вентиляционную нагрузку, обеспечивая тем самым приток воздуха в помещение. ЭПП — материал прочный, выдерживающий большие нагрузки и довольно большой срок эксплуатации.

Применение его в работе по теплоизоляции наружных стен существенно экономит ваши траты на отопление. Чтобы произвести качественно изоляцию внешних стен, выбирайте для начала работ сухую погоду, так как в процессе будут наноситься несколько слоев различных материалов, то необходимо будет дожидаться просушки каждого слоя. Смотрим видео.

Итак, что бы правильно нанести ЭПП на внутреннюю стену здания, вам нужно:

— выровнять и произвести чистку поверхности стены;
— нанести слой клея на плиту ЭПП, следя за тем ,чтобы клей не попадал в места стыков материала;
— после проклеивания листы ЭПП необходимо закрепить пластиковыми дюбелями;
— для улучшения качества работы на приклеенный и прикрепленный лист ЭПП наложите сетку с мастикой, а уже на нее — грунтовку.

Листы ЭПП продаются упаковками по 4-8 штук в зависимости от толщины плит. Размеры листов бывают, как правило, 60-200 см при толщине от 0,2 до 10 см. Именно толщина при одинаковом размере листов и формирует цену на материал. Так, лист ЭПП толще на 1 см, будет стоить на 10 % своего более тонкого собрата.

Преимущества и недостатки экструдированного пенополистирола

Что касается экологической чистоты материала, то тут необходимо учесть тот факт, что ЭПП является не только строительным материалом, из него делают посуду и детские игрушки, в производстве которых экология стоит (или должна стоять ) на первом месте.

Отмечая высокие технические качества ЭПП, не стоит обходить стороной и его недостатки. Хочу отметить, что многие производители отмечают в рекламе своего товара его противопожарную безопасность. А вот потребители не раз замечали, что ЭПП горит, и не просто горит, а выделяет при этом клубы едкого дыма с неприятным запахом.

Что это, обман производителя? Сокрытие реальности?

Для ответа на этот важный вопрос обратимся к опыту европейцев, которые по сравнению с нами успешно используют этот материал уже на протяжении многих лет. И что же? Если наш потребитель предпочитает лист теплоизоляции потолще, то там, в Европе, все наоборот: 3-4 мм и достаточно. Почему?

Да, потому, что при пожаре тонкий слой изолятора выделит в воздух гораздо меньше отравляющей гадости, и житель дома успеет покинуть помещение, не нанеся существенного вреда своему здоровью. Значит, все-таки горит? Еще как! И вредных веществ выделяет при этом не мало.

Тем не менее, люди, бывавшие в европейских странах, замечали, что большинство зданий там теплоизолируется именно с помощью ЭПП. Неужели эти европейцы так самонадеянны, что выбирают опасный для здоровья материал? Думаю, что положительные качества ЭПП так существенны, что заставляют даже привередливых иностранцев закрывать глаза на некоторые «мелочи».

Кстати,что касается толщины материала, тут мы все безоговорочно убеждены, что чем толще лист теплоизоляции, тем теплее будет в нашем доме.

На деле же получается обратное: толстый слой ЭПП под воздействием перепадов температур склонен к образованию трещин, через которые со временем будет проникать холодный воздух. Что касается пожарной безо- или небезопасности, тут многие еще сомневаются и спорят. Смотрим видео.

Но один недостаток ЭПП ни у кого не вызывает сомнений: его нельзя применять при теплоизоляции таких объектов, в которых предусматриваются высокие температуры — это, прежде всего, бани и сауны. И еще не забывайте, что солнечные лучи с их ультрафиолетовым излучением могут нанести вред ЭПП, сравнимый с вредом от воздействия с некоторыми химическими веществами.

Покрывайте теплоизолятор надежным защитным слоем с цементом, что бы для солнечных лучей была недоступна даже узенькая полоска материала!

Как правильно выбрать пенополистирол

Итак, о положительных и отрицательных сторонах ЭППС мы, хоть и кратко, но поговорили, теперь нужно разобраться, на что обратить внимание при покупке товара, ведь каждый продавец расхваливает свой продукт, желая его продать.

В технической инструкции к товару указана его маркировка: это две цифры. Не приобретайте товар, если цифры маркировки ниже 28: этот материал не годится для строительных и отделочных работ, хотя зачастую продавец об этом умалчивает.

Попробуйте отломить кусочек пенополистирола: если края разлома выглядят ровной линией, это ЭПП, а если в месте разлома появляется неровность в виде мелких шариков, перед вами низкокачественный пенопласт, годящийся разве что для упаковки товара.

Приобретайте материалы, изготовленные компаниями, хорошо зарекомендовавшими себя на российском рынке, это , прежде всего такие известные марки, как «Басф», «Новахимикалс», а из отечественных фирм, кстати сказать , работающим не хуже западных, обратите внимание на продукцию компаний «Penoplex» и «Технониколь». В высоком качестве продукции этих производителей можете не сомневаться, а выбор все-равно остается за Вами.

Читайте также:

Характеристики экструдированного пенополистирола

.

Ориентировочная толщина различных материалов которая обеспечивает термическое сопротивление стены

 

Сравнительная характеристика теплоизоляционных материалов из XPS (пенополистирола), пенопласта, пенополиуретана и минеральной ваты

Пенопласт

Пенополиуретан

Мин. плита

Плиты XPS EXTRAPLEX

Открытая ячеистая структура

Существуют как открытая так и закрытая ячеистая структура

Волокна, расположенные хаотично в горизонтальном и вертикальном направлении

Закрытая (герметичная) ячеистая структура

Плохо пропускает влагу

Почти не пропускает влагу

Почти не впитывает влагу

Не пропускает влагу

Легкий материал

Легкий материал

Средне-легкий материал

Средне-легкий материал

Средняя прочность

Низкая прочность

Низкая/средняя прочность

Высокая прочность

Средний показатель устойчивости на сжатие

Низкие показатели устойчивости на сжатие

Показатели устойчивости на сжатие от низких до средних

Высокий показатель устойчивости на сжатие

Не токсичен

Не токсичен, при температуре 500 С выделяет угарный и углекислый газ

Не токсичен

Пенополистирол Не токсичен

Не пригоден для использования под высокой нагрузкой

Не пригоден для использования под высокой нагрузкой

Не все мин плиты пригодны для использования под высокой нагрузкой

Пригоден для использования под высокой нагрузкой

Подвержен распаду

Достаточно долговечен

Достаточно долговечен

Долговечен

Подвержен влиянию ультрафиолета

Практически не подвержен влиянию ультрафиолета

Достаточная стойкость к влиянию ультрафиолета

Практически не подвержен влиянию ультрафиолета

 

Сравнение степени водопоглощения для различных типов телоизояции

Технические характеристики плит EXTRAPLEX

Наименование

Метод испытания

Размерность

Величина показателей плит EXTRAPLEX марки 35

Плотность 

ДСТУ Б В.2.7-8

кг/м3

от 33,0 до 38,0

Прочность на сжатие при 10% линейной деформации, не менее 

ДСТУ  Б В.2.7-8

МПа

0,25

Предел прочности при статическом изгибе 

ДСТУ БВ.2.7-38

МПа

0,4-0,7*

Водопоглощение за 24 часа, не более

ДСТУ Б В.2.7-38

% по объему

0,1

Водопоглощение за 30 суток, не более

 ДСТУ Б В.2.7-38

% по объему

0,4

Категория стойкости к огню

СНиП 21-01-97

группа

Г1; В2; Д3; РП1

Коэффициент теплопроводности при (25±5)0С

ДСТУ Б В.2.7-105

Вт/м*0С

0,03

Коэффициент паропроницаемости

ГОСТ 25898-83 

мг/м*ч*ПА

0,018

Стандартные размеры: 

ширина

 

мм

600

длина

1250

толщина

20, 30, 40, 50, 60, 80,100

Температурный диапазон эксплуатации 

 

-50…+75

Долговечность

 

лет

 50

Технические характеристики плит EXTRAPLEX* В зависимости от толщины плиты указания Плиты EXTRAPLEX следует использовать в пределах установленного температурного диапазона эксплуатации (от -50 до +75 °С). Превышение установленного диапазона может отрицательно сказаться на механических и теплоизоляционных свойствах материала.

Плиты EXTRAPLEX можно хранить на открытых площадках в оригинальной упаковке. При выборе клеевых составов следует руководствоваться указаниями изготовителя относительно их пригодности для склеивания полистиролов. Плиты EXTRAPLEX обладают достаточно высокой химической стойкостью по отношению к большинству используемых в строительстве материалов и веществ: битумным смесям, не содержащим растворителей средствам на водной основе для
защиты древесины, извести, цементу и т. д.  Некоторые органические вещества (включая широко употребляемые растворители - ацетон, этилацетат, нефтяной толуол и т. д., а также содержащие растворители средства на водной основе для защиты древесины, каменноугольную смолу и ее производные, разбавители красок) могут привести к размягчению или усадке экструдированных пенополистиролов. Экструдированный пенополистирол EXTRAPLEXне подвержен биологическому разложению в условиях окружающей среды . 

 

 

 

 

 

 

.

 

Характеристики экструдированного пенополистирола

С каждым днём на рынок строительных материалов выводится все больше новых наименований и марок. Сложно уследить за всем, особенно если не вплотную занимаешься строительством. Пенополистирол, в принципе, знаком всем и каждому, а некоторым даже слишком хорошо, поскольку, к примеру, в США его уже стали потихоньку запрещать применять как в строительстве, так и в быту, для бытовых приборов, вплоть до упаковок. Сегодня и мы обойдёмся без него, а познакомимся ближе с его ближайшим родственником по отцовской линии, экструдированному пенополистиролу.

Содержание:

  1. Что такое полистирол и пенопласт
  2. Экструдированный пенополистирол, что это
  3. Свойства и преимущества ЭПП
  4. Применение материала
  5. ТУ на экструдированный пенополистирол

Что такое полистирол и пенопласт

И тот, и другой материал базируется на гранулах полистирола, из которого могут изготавливать массу полезных вещей: от кофейных одноразовых стаканчиков, до изоляционных систем для промышленных рефрижераторов, укладки автомобильных дорог и предметов декора. Пенопласт, вспененный полистирол, получают в результате формирования гранул полистирола под давлением и под воздействием температуры.

В результате получают плиту рыхлой структуры с довольно крупной ячейкой, в которой заключён воздух. Именно это свойство, удерживать в закрытом объёме неподвижный воздух, и сделало пенопласт популярным в качестве утеплителя и именно поэтому изначально его применяли в ВМФ США с 1942 года для изготовления шлюпок и спасательных плотов. Уже позже пенопласт приметили строители и производители холодильного оборудования.

Экструдированный пенополистирол, что это

Экструдированный пенополистирол — тот же пенопласт по химическому составу и по физическим свойствам базового материала, но свойства экструдированного пенополистирола, как материала для строительства, на порядок отличаются от пенопласта. Основные характеристики экструдированного пенополистирола мы свели в таблицу, а об использовании, достоинствах и недостатках в таблице не расскажешь. ЭПП получают фактически так же, как и пенопласт, но получают готовый материал гораздо плотнее.

Для этого в промышленном экструдере при высоких температурах и давлении в массу полистирола добавляют вспенивающие модификаторы, в результате чего размер ячейки может составлять не более двух десятых миллиметра. Смесь вспенивающих веществ (а это может быть лёгкие фреоны и СО2) и расплавленных гранул полистирола выпускают из экструдера и формируют в плиту заданного размера. Листы просушивают и в итоге получают плотный окрашенный или прозрачный материал с мелкопористой структурой.

Свойства и преимущества ЭПП

В связи с тем, что пенопласт и ЭПП проходят разные этапы формовки (пенопласт не плавят), структура межмолекулярных связей у двух родственных материалов несколько иная. Это даёт право экструдированному пенополистиролу гордиться своими достоинствами:

  • полное отсутствие водопоглощения, даже после двух недель после полного погружения в воду, ЭПП вода проникает только в первый слой сот, остальные наглухо закрыты;
  • минимальная теплопроводность, в разы меньше, чем у других изоляторов;
  • неокрашенный ЭПП может иметь светопропускную способность;
  • ЭПП не гниёт;
  • стойкий к химически агрессивным материалам, кислоте, щелочи, солям, хлорной извести, цементам, аммиаку, техническим газам, спирту и парафину;
  • материал безопасен для здоровья человека.

В связи с этим, материал имеет очень продолжительный срок службы и достаточно прочен на сжатие. Тем не менее, есть у него и ограничения в применении. К примеру, ЭПП боится органических растворителей, да и по цене он значительно дороже обычного пенопласта.

Применение материала

Завидные характеристики и свойства позволяют применять материал в самых разных сферах деятельности и отраслях. Поскольку его теплопроводность невероятно низка, а коэффициент сжатия минимален, материал с недавних пор начали использовать в дорожном строительстве для утепления дорожного полотна. Также ни одна холодильная установка любого масштаба не обойдётся без такого хорошего теплоизолятора.

Если говорить об индивидуальном строительстве и утеплении частных домов, то и тут ЭПП нет равных. Его применяют для утепления фундаментов, а также трудно переоценить его роль в виде несъемной опалубки, которая также служит гидро- и теплоизолятором. Также благодаря своим свойствам материал отлично подходит для утепления перекрытий и пола. Неокрашенный ЭПП может применяться, как светопропускающая перегородка, в качестве окон, при строительстве теплиц, при монтаже торговых павильонов. Кроме этого материал отлично подходит для термоизоляции холодильных камер, а также сантехнических каналов, в которых проложены водопроводные, газовые или канализационные трубы.

ТУ на экструдированный пенополистирол

Теоретическими температурными рамками при использовании ЭПП без потери качеств считается температура от -55⁰C до +76⁰C. В этих пределах материал не теряет качеств ни теплотехнических, ни линейных размеров. Также в технические условия для монтажа ЭПП может входить как укладка материала во время строительных работ, так и в процессе утепления или отделки готового здания. Хранится плита в тени, на открытом воздухе и желательно в заводской упаковке.

Отдельный вопрос — выбор клея для плит ЭПП. Если клей подобран неправильно, материал может давать усадку или потерять упругость и твёрдость. Нельзя использовать для монтажа плит растворители и разбавители для красок, клей на основе каменноугольных смол, ацетоны, этилацетат, а также любые средства, в составе которых присутствует растворитель. Выбирайте утеплитель для дома правильно и плодотворной всем работы!

Физические свойства пенополистирола | Sciencing

Пенополистирол (также известный под общим термином «экструдированный пенополистирол») - один из наиболее широко используемых сегодня типов пластика. Торговая марка «Пенополистирол» принадлежит Dow Chemical. Он был изобретен Рэем Макинтайром во время Второй мировой войны. Макинтайр пытался найти гибкий электрический изолятор, когда сделал случайное открытие. Пенополистирол был представлен в Соединенных Штатах в 1954 году. Другие менее известные торговые марки экструдированного пенополистирола включают «Foamular», «Greenguard» и «Foamcore».Этот универсальный материал, поставляемый производителям в виде маленьких шариков из пеноматериала, можно обрабатывать и формовать для различных целей. Полистирол применяется не только для таких применений, как пенополистирол, но он также является ключевым компонентом напалма, футляров для компакт-дисков и многих одноразовых пластиковых контейнеров.

Термопласт

Одним из основных физических свойств пенополистирола является то, что он является термопластом. Это означает, что материал твердый при комнатной температуре, но течет как жидкость при нагревании до определенной точки.В жидком виде пенополистирол можно формовать до мельчайших деталей. Это свойство позволяет легко использовать его во многих отраслях и приложениях. Основное применение этого материала сегодня - изоляция, упаковочный материал и ремесленный материал.

Легкость и амортизатор

Пенополистирол - это то, что он чрезвычайно легкий. К тому же это отличный амортизатор. Это связано с тем, что пенополистирол примерно на 90 процентов состоит из воздуха. Это делает вещество идеальным для использования в качестве упаковочного материала.Легкий материал легко транспортировать, но он эффективно поглощает травмы, защищая продукт от повреждений.

Изолятор

Пенополистирол - отличный изолятор. Материал ограничивает теплопередачу. Таким образом, конструкция, утепленная пенополистиролом, будет поддерживать комфортную температуру внутри, независимо от условий снаружи.

Экструдированный полистирол Vs. Полиуретановая изоляция для холодильных камер

U.S. Cooler производит холодильные и морозильные камеры, в которых используются как полиуретан, так и экструдированный полистирол.Благодаря испытаниям и многолетнему опыту мы подтверждаем, что изоляция из экструдированного полистирола лучше всего подходит для использования в холодильных и морозильных камерах. Полистирол обладает многими характеристиками, которые доказывают, что он является лучшим изоляционным материалом для пешеходных зон. Двумя основными изолирующими пенами, которые можно найти в проходах, являются экструдированный полистирол и полиуретан. Каждая изоляция имеет отличительные характеристики и должна быть оптимизирована для конкретного применения.

Полистирол представляет собой плотную структуру с закрытыми ячейками, которая очень устойчива к влаге и сохраняет R-Value дольше, чем другие конкурирующие изоляционные материалы для пешеходных переходов, такие как полиуретан.Это снижает проникновение воды в изоляцию, что, в свою очередь, экономит энергию и деньги. Когда вода начинает просачиваться в поры изоляции, значение R резко падает, заставляя охлаждение работать с большей нагрузкой, чтобы поддерживать соответствующую температуру. Сверхурочная работа холодильника означает более высокие счета за электроэнергию. Полистирол менее проницаем для водяного пара; поэтому водяной пар не проникает через материал так быстро и легко, как другие изоляционные материалы.Инженерный корпус S. Army (CRREL), U.S. Cooler продемонстрировал, что экструдированный полистирол сэкономил потребителям более 5000 долларов на энергозатратах за первые пять лет эксплуатации. Экономия опять же обусловлена ​​способностью экструдированного полистирола противостоять влаге и сохранять свой коэффициент сопротивления R лучше, чем у других изоляторов.

Полистирол, используемый в холодильных и морозильных камерах, изготовлен из «не менее 20% переработанного полистирола, полученного из вторичного сырья». (Owens Corning, Технический бюллетень: Заявления о содержании вторичного сырья должны быть надежными и проверяемыми) Полистирол, содержащийся в прогулочных помещениях, также подлежит 100% вторичной переработке.Компании-производители, производящие эти изоляционные материалы, воспроизводят ресурсы в новом изоляционном материале. В качестве альтернативы важно отметить, что полиуретан производится из химикатов и не производится из переработанных материалов, а также не может быть переработан или повторно использован.

Полистирол в холодильных и морозильных камерах является наиболее экономичным и экологически чистым утеплителем, используемым сегодня в холодильной камере. Мало того, что полистирол в душевых кабинах изготовлен из переработанных материалов и на 100% перерабатывается, он также является энергоэффективным и может сэкономить много денег на затратах на электроэнергию и сократить углеродный след в течение жизненного цикла прогулочного блока.

Экструдированный полистирол XPS

Экструдированный пенополистирол, известный как XPS, представляет собой теплоизоляционный материал, который был создан в США в 1941 году.

XPS имеет очень широкую область применения - теплоизоляция зданий, фундаментов, цоколей, фасадов, кровли, полов, применяемых при строительстве автомобильных и железных дорог. Это приводит к уменьшению расширения и сжатия грунта в результате изменения температуры грунта.Используется в качестве теплоизоляции на спортивных площадках, холодильных площадках, ледовых аренах.

XPS производится из полистирола общего назначения (GPPS). Состав пенополистирола, применяемого для производства полистирола и полистирола общего назначения, одинаков, он отличается технологией производства самих гранул.

Обычная пена получается пропариванием гранул. В водяном паре под действием температуры происходит гиперувеличение гранул и форма заполняется пенополистиролом.

XPS производится методом экструзии. Гранулы полистирола смешивают в экструдере при повышенном давлении и температуре. Добавляют вспенивающий агент, тщательно перемешивают и выдавливают через фильеру экструдера. EPS имеет однородную структуру с закрытыми порами, диаметр ячеек 0,1 - 0,2 мм.

При строительстве взлетно-посадочных полос, автомобильных и железных дорог используется особый вид изоляции с высокой прочностью на сжатие, плотностью 38–45 кг / м3.

Высокопрочный экструдированный пенополистирол является одним из основных достоинств и позволяет использовать его в качестве материала, выполняющего функции вспомогательных или даже несущих конструкций.

XPS имеет очень низкую теплопроводность, минимальное водопоглощение и низкий удельный вес.

Срок службы данного вида утеплителя от качественных производителей достигает 40-50 лет и сопоставим со сроком эксплуатации всего здания.

Ведущими производителями XPS являются Owens Corning, Ravago, URSA, Dow и др.

Производство и оценка механических, морфологических и термических свойств восстановленных нанокомпозитов из пенополистирола (EPS), армированного восстановленным оксидом графена

Целью настоящего исследования является изучение эффекта добавления углеродных наночастиц (гибридизация σsp 2 ) о механических свойствах пенополистирола.В этой работе мы сосредоточены на изучении влияния сжимающего напряжения, прочности на растяжение, прочности на изгиб, коэффициента теплопроводности ( λ ) и водопоглощения пенополистирола (EPS), армированного восстановленным оксидом графена и графитом. Результаты сравнивались с исходным EPS и восстановленным EPS, усиленным оксидом графена. Все использованные для испытаний образцы нанокомпозита имели одинаковую плотность. Исследование показывает, что нанокомпозиты обладают другой теплопроводностью и механическими свойствами по сравнению с чистым пенополистиролом.Улучшение свойств нанокомпозита могло быть связано с более обширной структурой элементарных ячеек гранул пенополистирола.

1. Введение

Аморфный полистирол (ПС) - это прозрачный материал, характеризующийся хорошей прочностью на разрыв, до 60 МПа, низкой ударной вязкостью, 2 кДж / м. 2 , средней твердостью и хорошими диэлектрическими свойствами, повышенным напряжением пробоя. до 65 кВ / мм [1, 2]. Он устойчив к кислотам (за исключением концентрированных и окисляющих), спиртам, щелочам, жирам и маслам, что делает его хорошим материалом для ряда товарных применений [3, 4].Одним из самых больших преимуществ полистирола является его температура размягчения, которая ниже, чем у других полиолефинов, таких как полипропилен и полиэтилен, которые часто используются в технологии литья под давлением, а также в других технологиях производства [5, 6]. Он также сохраняет свои физико-механические свойства при повторной обработке [3, 7]. Благодаря своим изоляционным свойствам он используется в качестве изоляционного материала в электротехнической и электронной промышленности, а также для производства пленок и оптических изделий из-за высокого показателя преломления, n 1.596 ÷ 1,593. Полистирол - продукт жидкой полимеризации стирола, который легко полимеризуется под воздействием температуры и света, в присутствии кислорода в атмосфере [8, 9]. Что касается промышленных методов, полимеризация в растворе имеет ограниченное применение, поскольку получается полимер с наименьшей молекулярной массой. С другой стороны, эмульсионная полимеризация проводится в основном для получения сополимеров стирола с другими виниловыми мономерами [10]. Однако суспензионная полимеризация дает наименьшее количество непрореагировавших мономеров в производстве и лишена большинства недостатков, которые возникают при полимеризации в массе, которая требует присутствия радикальных инициаторов [11].Полистирол, обогащенный пенообразователем, применим для производства пенополистирола (ППС) [12–14] с ячеистой структурой. Полистирол в виде шариков, содержащих вспенивающие агенты, получают при суспензионной полимеризации стирола с добавлением вспенивателей или низкокипящих жидкостей, например пентана, бутана или пропана [15, 16]. В зависимости от назначения и условий полимеризации получаются гранулы разного размера (от 0,3–2,5 мм). В этом процессе, помимо основного мономера стирола, используются другие мономеры, такие как акрилонитрил, что увеличивает химическую стойкость вспененных продуктов, а также характеристики антипиренов [17].Что касается антипиренов, добавление глинистых минералов со структурой монтмориллонита и аттапульгита также может быть использовано для улучшения механических свойств и снижения теплопроводности на стадии образования гранул [18]. Добавляются модификаторы в виде органических или неорганических добавок с различной морфологической структурой, таким образом образуя пенокомпозитный материал, в котором дисперсная фаза находится в структуре стенок из полистирола или наночастицы добавок суспендированы в ячеистом пространстве структуры пенопласта. [19].Среди прочего, использовался графит (в виде пыли). Его присутствие в стенках ячеистой структуры пенополистирола (ППС) влияет на ограничение теплового потока [13].

Аллотропные разновидности углерода широко используются во многих приложениях, связанных с энергетикой, в том числе в солнечной энергии [20–22]. В этом исследовании мы представляем результаты исследования выбранных механических, физических и термических свойств пенополистирола EPS и EPS с добавлением двух частей восстановленного оксида графена (EGO) и с добавлением наночастиц графита (EG).Композиты с наночастицами восстановленного оксида графена были покрыты на стадии предварительного расширения, а композиты с наночастицами графита были смешаны с графитом на стадии формирования гранул. Также были проведены испытания на водопоглощение и измерения теплопроводности. Восстановленный оксид графена был использован из-за структурного сродства с графитом, низкой полярности (увеличивает сродство к неполярному полистиролу) и его относительно низкой цитотоксичности (в случае прямого контакта с кожей) [23, 24] и хорошего поглощения длины волны ИК-излучения [25] .

2. Эксперимент

В данной работе основной технологической задачей была разработка метода нанесения наночастиц восстановленного оксида графена на поверхность предварительно расширенных гранул полистирола с последующим формированием блоков. Для этого используется восстановленный оксид графена с составом C> 85%, O <10%, H <1%, N <3%, сульфаты, MgO <0,1% и зола <1% производства NANOMATERIALS LS, Польша. , использовался. Были приготовлены две суспензионные композиции, состоящие из спирта и восстановленного оксида графена, пропорции которых представлены в таблице 1.Дисперсия восстановленного оксида графена в изопропиловом спирте (IPA) была приготовлена ​​с использованием ультразвукового гомогенизатора, чтобы лучше диспергировать частицы и избежать их повторной агрегации. Выбор IPA в качестве диспергирующей среды не случаен. Низкая полярность IPA обеспечивает правильное смешивание с наночастицами восстановленного оксида графена (избегая седиментации) и хорошее смачивание поверхности гранул EPS. Благодаря этому достигается надлежащая адгезия частиц графена к гранулам EPS после испарения растворителя.Суспензии распределяли по поверхности гранул с помощью высокоскоростного роторного смесителя в трех направлениях.


Обозначения образцов EGO 1 EGO 2

Масса графена 0,259 г 0,462 г
Масса графена + спирта 75,155 г 75,443 г
Часть восстановленного оксида графена в EPS 0.089 мас.% 0,146 мас.%

EPS без добавок обозначены символом E, а EPS с добавлением графита EG.

Для изготовления блоков пенополистирола использовались предварительно расширенные гранулы со следующими плотностями: 18,5 г / см 3 в случае пенополистирола без добавок, 18,8 г / см 3 в случае графитового композита и 18,5 г / см. см 3 в случае композита с восстановленным оксидом графена.EPS с графитовыми (EG) секциями характеризуются видимыми шариками EPS большего диаметра; это связано с тем, что они были изготовлены из гранул ПС с разной (более крупной) грануляцией. Графит вводился в ПС при производстве таких гранул. Все испытанные образцы E, EG и EGO имели одинаковую плотность.

Ячеистая структура пенополистирола и распределение частиц графита и восстановленного оксида графена в структуре расширенных гранул были исследованы на поперечных срезах с помощью растрового электронного микроскопа JEOL 5500LV в условиях окружающей среды.Испытания проводились на срезах толщиной 1 ÷ 2 мм. Изучение механических свойств было сосредоточено на прочности на изгиб (до разрыва), прочности на разрыв и прочности на сжатие (для получения деформации, соответствующей 10% от размерного значения в соответствии с направлением сжатия).

Были сформированы экспериментальные блоки ЭПС размерами 0,25 × 0,25 × 0,25 м. Блоки были разрезаны на 5 досок толщиной 50 мм. Из этих досок были вырезаны образцы для испытаний в соответствии с рисунком 1.Из каждого блока вырезаем по 7 образцов. Место отбора проб отмечено черным цветом.


Размеры образцов, отобранных для испытаний, показаны на рисунке 2.

Также были проведены испытания на водопоглощение гравиметрическим методом. Для этого использовались весы RADWAG с возможностью непрерывного учета изменения массы с точностью Δm = 10 −5 г. Образцы размером 50 × 55 × 10 мм (рис. 3) были погружены на глубину 80 см.Перед погружением их помещали в вакуум-эксикатор на 20 минут для откачки воздуха. В эксикаторе их выдерживали 30 мин после снижения вакуума аргоном до атмосферного давления.

Тепловые свойства были протестированы в соответствии со стандартом PN-EN 12939: 2002 [8]. Для проведения испытаний была изготовлена ​​серия из 70 образцов панелей размером 300 × 300 × 50 мм. Панели хранили в климатической камере при температуре 23 ° C и влажности 50%. Затем образцы сушили в лабораторной сушилке при 70 ° C до стабилизации веса каждого образца.Индекс теплопроводности λ определяли с помощью прибора NETZSCH HFM 436 и программного обеспечения Proteus 70.

3. Результаты и обсуждение
3.1. Осаждение восстановленных наночастиц оксида графена

Фотографии предварительно расширенных гранул, показанные на рис. частицы оксида графена (рисунки 4 (б) и 4 (в)).

Следует также отметить, что небольшая разница в доле восстановленного оксида графена между образцами GO1 и GO2 0,057% по массе показала заметно большее потемнение образцов GO2. Это может указывать на наличие хорошо диспергированных частиц восстановленного оксида графена в суспензии и хорошее диспергирование частиц на поверхности гранул в результате вращательного перемешивания в трех направлениях.

3.2. Распределение графита и наночастиц восстановленного оксида графена в ячеистой структуре композитов

Исследования поперечных сечений образцов с помощью сканирующего электронного микроскопа показали, что структура вспененного пенополистирола (E) состоит из ячеек, разделенных полимерными стенками, толщина которых не превышает 5 мкм м (рисунок 5 (а)).Ячейки, сжатые во время вспенивания, образовались на поверхности гранул под действием вспенивателя (рис. 5 (б)). В зонах связывания гранул клетки меньше по размеру и сильно отклоняются в результате сопротивления, возникающего между ними во время набухания. На границе раздела нескольких гранул возникают пустые пространства, количество и размер которых влияет на прочность и водопоглощение материала.

Исследования композитов полимер-графит (ЭГ) показали, что наночастицы и частицы графита, введенные в гранулы во время их формирования, в процессе окончательного вспенивания, образуют целостную структуру стенок ячеек, в которой они равномерно диспергированы. образом (рис. 6 (а)).Концентрация частиц графита в зоне контакта вспененных гранул отсутствовала. Между гранулами было обнаружено большее свободное пространство, чем в чистом EPS (E). Деформация ячеек в зоне контакта между гранулами также меньше, что может повлиять на более слабую связь между ними (рис. 6 (б)).

В случае композитов из оксида графена, восстановленного ЭПС, микроскопические наблюдения показали, что процесс расширения гранул до конечного состояния вызывает дислокацию частиц на поверхности и значительно снижает плотность их расположения.Это оценивается на основе распределения частиц восстановленного оксида графена в зоне контакта гранул (рис. 7 (а)), поскольку поперечное сечение этой зоны определяет окружности двух гранул, соединенных в этой точке. Присутствие частиц восстановленного оксида графена внутри ячеек носит спорадический характер и может быть результатом механического перемещения от поверхностной зоны к ближайшим сформированным ячейкам (рис. 7 (b)).

Наночастицы графена хорошо видны в зоне связывания гранул.Присутствие частиц между гранулами в состоянии высокого поверхностного рассеяния позволяет приравнять это к сфероидальной системе (рис. 8), где наночастицы образуют более плотное покрытие, хотя они не идентифицируются под микроскопом. Однако микроскопически идентифицируемые частицы встречаются реже, и их расположение случайно.


3.3. Испытание на прочность на изгиб

Результаты исследований влияния добавок в виде частиц графита и восстановленного оксида графена на прочность на изгиб показывают, что пенокомпозит полистирола с графитом имеет самые слабые свойства.По отношению к полистиролу без добавок (образец E) введение восстановленного оксида графена в структуру частиц привело к улучшению свойств, особенно в случае образцов EGO2, содержащих большее количество добавки восстановленного оксида графена.

Снижение прочности на изгиб композитов с графитом по сравнению с чистым пенополистиролом может быть связано с процессом диспергирования графитовых слоев с участием полистирола на стадии образования гранул (рис. 9).В дальнейшем процессе вспенивания это состояние возникает в стенках ячеек и может способствовать их ослаблению. Под воздействием давления они, вероятно, легче повредятся, что приведет к ухудшению показателей выносливости. Дополнительным фактором, ослабляющим прочностные параметры, является пористость, возникающая внутри зерен графита [8].


3.4. Испытание на прочность при растяжении

Сравнение результатов показывает, что в этом испытании худшие результаты были получены для полистирола без модификаторов (рис. 10).


Вероятно, это определяют поверхностные эффекты взаимодействий гранул между частицами добавки, которые могут вносить псевдоусиления в микрометровом масштабе полимерного материала. Они особенно сильны в случае частиц восстановленного оксида графена, в которых нет такого легкого разделения слоев, как в случае графита. Следует учитывать тот факт, что на гранулах существуют псевдопокрытия из наночастиц, которые взаимодействуют друг с другом напрямую или через нанопленки полистирола под действием противодействующих сил (рис. 11).Таким образом, разработанный нанокомпозит с восстановленным оксидом графена имеет наибольшую прочность на разрыв.


Многочисленные исследования показывают влияние наночастиц на прочностные свойства полимерных композитов. В случае расслаивания наночастиц также иногда обнаруживалось отрицательное влияние на прочностные свойства. Чарнецка-Коморовска и Стерзинский изучали влияние добавления полиэдрических олигомерных силсесквиоксанов (ПОСС) наночастиц на структуру и изменения прочности и термомеханических свойств полимерных композитов ПОМ.Полиэдрические олигомерные частицы силсесквиоксана (ПОСС) могут быть взяты в качестве зародышеобразователя. Добавление наночастиц POSS увеличивало их степень кристалличности, что приводило к изменениям механических свойств композитов, например, к повышению прочности и снижению гибкости. Увеличение степени кристалличности привело к увеличению максимальной температуры плавления и энтальпии плавления. Конечно, эти эффекты зависят от количества введенной добавки [26–29]. Таких исследований структуры и термических свойств мы еще не проводили; планируем реализовать их в ближайшее время.

3.5. Испытание на прочность при сжатии

Испытания на прочность на сжатие, проведенные для 6 образцов из каждой серии, показали, что наименее прочным материалом является чистый пенополистирол; напряжение сжатия было определено при 70 кПа, образец E (Рисунок 12). Чуть худшие параметры показал полистирол с графитом, ок. 80 кПа. Однако самая высокая прочность на сжатие была получена для композита с восстановленным оксидом графена, выше 100 кПа.


Если предположить, что застывшие после вспенивания пузырьки полистирола являются эквивалентами зерен, механизм упрочнения полистирола, выражающийся в улучшении некоторых его механических свойств, можно сравнить с упрочнением, возникающим в результате выпадения осадков при межзеренные границы в металлах.Такие результаты получил Ван [30]. Влияние выделений внутри границ зерен на увеличение твердости было также продемонстрировано Чжэном, исследуя коррозионные свойства сплава Al-Mg-Si в зависимости от содержания Si [31].

Это можно объяснить аналогичным механизмом взаимодействия гранул, как и в случае испытания на растяжение, особенно в начальной фазе сжатия. Этого нельзя исключать; однако эффект уплотнения добавок во время сжатия, особенно в случае оксида графена, может дополнительно привести к процессу упрочнения материала и увеличению силы давления для получения такой же деформации, как и в других образцах.

3.6. Тест на теплопроводность

Сравнительное исследование коэффициента теплопроводности ( λ ) показано на диаграмме (Рисунок 13). Сравнение показывает, что лучшие изоляционные свойства были обнаружены у нанокомпозитной пены с добавлением графита, поскольку он имеет самый низкий коэффициент λ в диапазоне от 0,024 до 0,025 Вт / мК. Чистый EPS (E) показывает коэффициент λ немного ниже 0,04 Вт / мК. Композиты с добавкой восстановленного оксида графена показали теплопроводность, аналогичную серии (E).Лакос показал, что теплопроводность серого EPS, легированного графитом, меньше, чем у чистого EPS. Он также показал, что лямбда-изменения, происходящие под воздействием влаги, больше у серого EPS, но теплопроводность со временем остается меньшей по сравнению с другими [32, 33].


Уменьшение теплопроводности за счет добавок можно объяснить процессом рассеивания тепла на их частицах. В случае графитового композита рассеяние происходит в объеме материала, поскольку содержащиеся в нем частицы действуют как микрозеркала, отражающие тепловое излучение в разных направлениях и, как следствие, его рассеивание.

Примером микрозеркала является изделие, описанное в работе Janglong Zhang [34]. Это, конечно, совершенно отличный продукт от микрочастиц графена. Однако можно предположить, что механизм отражения теплового излучения в обоих случаях одинаков. Если исследование показало, что теплопроводность серого EPS (легированного графеном) меньше, чем чистого EPS, и аналогичные результаты были получены для EPS, легированного графитом, можно предположить, что после получения достаточно высокой температуры через частицы графена, дальнейшее повышение температуры этих частиц из-за плохой теплопроводности затруднено.Таким образом, приходящий к ним тепловой поток не будет поглощаться за единицу времени, а отражаться или рассеиваться. Гипотетически можно предположить, что микрочастицы графена влияют на приходящий к ним тепловой поток как микрозеркала, отражающие это излучение.

В случае композита с восстановленным оксидом графена только границы гранул могут встречаться для рассеивания тепловых лучей; следовательно, эффективность этого мала. Вышеупомянутые механизмы имеют лишь дополнительный эффект, поскольку основными факторами теплоизоляции являются пространства в гранулированных ячейках, заполненные воздухом.

3,7. Тест на водопоглощение

Тесты на водопоглощение показали, что нанокомпозит с добавлением восстановленного оксида графена (EGO2) показал самую низкую общую абсорбирующую способность, и динамика была небольшой. Из-за низкой полярности частиц восстановленного оксида графена на поверхности снижается смачиваемость полярной среды, то есть воды. Это улучшает гидрофильные свойства полученного композита по сравнению с немодифицированным полистиролом. Благодаря гидрофильным свойствам материала проникновение воды в сформированный блок значительно затруднено, что приводит к снижению водопоглощения.Напротив, нанокомпозит с добавкой графита показал наивысшую общую абсорбирующую способность и характеризовался высокой динамикой в ​​первый период продолжительностью около 1200 с. На фоне представленных материалов сорбционные свойства полистирола без добавок показали косвенные водосорбционные свойства (рисунок 14).


Присутствие восстановленного оксида графена на поверхности гранул эффективно блокирует проникновение воды из-за его гидрофобного характера.В случае графитового композита на его высокую сорбционную способность, вероятно, влияет пористая структура частиц графита и его поверхностные свойства. Низкая смачиваемость графита может быть изменена (улучшена) присутствием функциональных групп на его поверхности (т.е. –OH и –COOH), но для подтверждения этого необходимо провести анализ XPS. К сожалению, на данный момент у нас нет таких результатов; такие тесты скоро будут проведены и объяснят наши наблюдения.

4. Заключение

(1) Добавление восстановленного оксида графена в виде спиртовой суспензии к предварительно расширенным гранулам полистирола приводит к его хорошему распределению по поверхностным границам гранул в конечном продукте.(2) Композиты с небольшим количеством восстановленного оксида графена 0,089 мас.% И 0,146 мас.% Имеют гораздо более высокую прочность на изгиб по сравнению с графитовым композитом и примерно на 10% лучше, чем нелегированный пенополистирол. (3) Прочность на сжатие сопоставима для чистого EPS и EPS с добавлением графита и выше для EPS с добавлением восстановленного оксида графена. (4) В случае прочности на разрыв чистый EPS имеет почти на 40% меньшее значение по сравнению с EPS с добавлением восстановленного оксида графена. . Это соответствует литературным данным; добавление наночастиц обычно улучшает прочностные свойства.(5) Добавление восстановленного оксида графена не влияет на снижение теплопроводности; коэффициент лямбда сопоставим с EPS. Наилучшие теплоизоляционные свойства были обнаружены у EPS с графитом. (6) Присутствие восстановленного оксида графена в структуре композитов эффективно снижает водопоглощение, вероятно, из-за его гидрофобного характера. Подтверждение этого утверждения требует дальнейших исследований.

Доступность данных

Никакие данные не использовались для поддержки этого исследования.

Конфликт интересов

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Harbor Foam EPS - это легкий и эластичный пенопласт с закрытыми ячейками, состоящий из атомов водорода и углерода. Механическая прочность пенополистирола зависит от его плотности. Наиболее важным механическим свойством изоляционных материалов и строительных материалов из пенополистирола является их устойчивость к сжимающим напряжениям, которые возрастают с увеличением плотности. EPS имеет сопротивление сжатию от 10 до 60 фунтов на квадратный дюйм для большинства строительных приложений.В пределах этого диапазона можно производить пенополистирол, отвечающий определенным требованиям прочности.

ASTM C578, Стандартные спецификации для жесткой теплоизоляции из ячеистого полистирола - это основанный на консенсусе стандарт производительности, разработанный производителями пенополистирола, сторонними испытательными лабораториями, регулирующими органами и специалистами в области строительства в Североамериканском регионе. Он охватывает типы, физические свойства и размеры пенополистирола, используемого в качестве теплоизоляции для температур от -65 до 165 ° F.ASTM C578 охватывает типы теплоизоляции из пенополистирола, доступные в настоящее время, и минимальные требования к свойствам, которые считаются наиболее важными. Включены значения прочности на изгиб и сопротивления сжатию. Эти значения были определены на основе ASTM C203, Метод испытаний на разрывную нагрузку и свойства изгиба блочной теплоизоляции, и C165, Метод испытаний для измерения характеристик сжатия теплоизоляции и / или D1621 для метода испытания свойств жестких ячеистых пластиков на сжатие.

Для соответствия требованиям сопротивления сжатию, указанным в стандарте ASTM C578, теплоизоляционная плита из полистирола должна обеспечивать следующие значения прочности на сжатие при 10% деформации при испытании в соответствии с ASTM D 1621.

Типичные прочностные характеристики - теплоизоляционная плита EPS

Имущество шт. Тест ASTM ASTM C 578 Тип
I VIII II IX
Диапазон плотности шт. C303 0.90 1,15 1,35 1,80
Прочность на изгиб фунтов на кв. Дюйм C203 25 30 35 50
Сопротивление сжатию -
при текучести или 10% деформации
фунтов на кв. Дюйм C165 или D1621 10 13 15 25

Фундамент и стены

Для фундаментов и стен, в которых изоляция из пенопласта выдерживает минимальную нагрузку, ASTM C 578 Type I (номинальная плотность 0.9 фунтов на кубический фут) материала вполне достаточно. Картон EPS, произведенный в соответствии с требованиями EPS типа I, был протестирован, и было обнаружено, что его давление составляет от 10 до 14 фунтов на квадратный дюйм. Упругость изоляционной плиты EPS обеспечивает разумное поглощение движений здания без передачи нагрузки на внутреннюю или внешнюю отделку в местах стыков.

Кровля

В кровельных покрытиях материал EPS типа I обеспечивает стабильность размеров и прочность на сжатие, необходимые для того, чтобы выдерживать легкое движение по крыше и вес оборудования при достаточно высоких температурах поверхности.Изоляция из пенополистирола может претерпевать изменения размеров и свойств при воздействии температур выше 167 ° F. Тем не менее, EPS с низкой плотностью, не подвергнутый нагрузке, не будет демонстрировать заметной потери стабильности размеров при температурах до 184 ° F. Продолжительность температуры, условия внешней нагрузки и плотность являются переменными, влияющими на изоляцию из пенопласта при повышенных температурах. EPS должен быть надлежащим образом защищен от температур выше 165 ° F во время установки и может потребовать использования защитных панелей, отражающего балласта или светлой мембраны в зависимости от задействованной системы кровельного покрытия.

Оптимальные характеристики несущей изоляции часто связаны как с прочностными характеристиками, так и с упругостью. Под эластичностью понимается способность материала восстанавливать свою прочность после деформации, вызванной напряжением. Если требуется большая прочность и жесткость, можно получить сопротивление сжатию до 60 фунтов на квадратный дюйм за счет увеличения плотности изоляции EPS, чтобы удовлетворить практически любые требования к прочности на сжатие.

В связи с высокими характеристиками упругости и прочности пенополистирольный утеплитель предлагает:

  • Поглощение основы и движения облицовки, вызванные изменениями температуры и деформациями конструкции.
  • Поглощение неровностей основания.
  • Восстановление толщины после чрезмерных строительных нагрузок.
  • Подходящая реакция грунта для эффективного распределения нагрузки.

Рекомендации по проектированию

Значения прочности на сжатие и изгиб для пенополистирола основаны на условиях кратковременной нагрузки в соответствии с типичными стандартами испытаний ASTM. Как и большинство несущих строительных материалов, изоляционные материалы из пенополистирола обладают ползучестью в условиях длительной постоянной нагрузки, и в критических случаях эта характеристика должна учитываться при расчетах конструкции.Специалисты по дизайну должны помнить, что пенополистирол обеспечивает более высокие прочностные характеристики за счет увеличения плотности. Доступны данные, отражающие прогиб в результате непрерывного воздействия сжимающей нагрузки для изоляции из пенополистирола.

Воздействие на пенополистирол влаги в результате таких факторов, как периодическая внутренняя конденсация или влажные почвенные условия при укладке фундамента, не влияет на характеристики механической прочности теплоизоляционной плиты из пенополистирола.

Источник: EPS Industry Alliance, 2020, www.epsindustry.org/.

Изоляция из экструдированного пенополистирола

С развитием технологий ежедневно изобретается огромное количество инженерных материалов. Полистирол - один из надежных материалов, используемых во многих областях строительства и инженерии.

Полистирол и его общие характеристики

Полистирол - один из наиболее широко используемых пластмасс для поглощения энергии и изоляции, который может быть жестким или вспененным. Он может быть изготовлен из мономера «стирол» в виде экструдированного или вспененного полистирола.В то время как экструдированный полистирол используется чаще всего по сравнению с пенополистиролом. Непрерывный процесс экструзии приводит к получению уникального вспененного продукта, обычно используемого в автомобилях. Он широко известен благодаря своим превосходным свойствам, включая легкий вес, повышенные характеристики безопасности, резистивность, гибкую конструкцию, низкую плотность и т. Д.

Некоторые важные характеристики

Пенополистирол очень легкий. Пенополистирол низкой плотности дает те же результаты, что и пенополистирол высокой плотности.Его вес почти вдвое меньше, чем у других материалов такого же типа, и эта пена демонстрирует стабильные температурные характеристики в различных температурных условиях. Он стабильно работает при экстремальных температурах, тогда как характеристики других материалов конкурентов могут изменяться при изменении температуры. Пенополистирол обладает способностью поглощать больше ударов по сравнению с другими конкурирующими продуктами, что делает его неотъемлемой частью производства любых продуктов, которые могут выдерживать резистивный контакт с другими «вещами». При ударе по пене она начинает быстро и равномерно поглощать энергию - до 70% от напряжения.Поскольку пенополистирол может быть спроектирован так, чтобы соответствовать даже небольшим условиям и формам, необходимое пространство для упаковки также уменьшается, обеспечивая больше внутреннего пространства для пассажира транспортного средства в примере автомобилестроения.

Изоляция из экструдированного полистирола устойчива к температуре и химическим веществам

Полистирол обеспечивает очень хорошую устойчивость к воде, холоду, теплу, давлению и времени. Следовательно, его также можно использовать в качестве эффективного изоляционного материала.Способность пенополистирола противостоять тепловому потоку превосходна, и поэтому он считается лучшим теплоизоляционным продуктом по сравнению со стандартными пенами. Физические и химические свойства воды могут иметь серьезные последствия, например, для многих строительных материалов. В этом случае изоляция из экструдированного полистирола лучше всего подходит для влагостойкости. Это эффективная химически стойкая пена. Устойчивость к различным химическим веществам, включая кислоты, щелочи, краски, спирт, цемент, асфальт и т. Д.

Другие преимущества, которые делают полистирол уникальным

Пенополистирол имеет много преимуществ перед другими конкурирующими материалами. Помимо таких свойств, как низкая плотность, более высокая производительность и уменьшение упаковочного пространства, у него есть и другие преимущества. Время на производство пенополистирола намного меньше, а стоимость его разработки также довольно низкая. Разделка пенопласта на части выполняется очень точно и с большой точностью. Производимые детали имеют очень простую форму и легко помещаются в упаковочное пространство.Таким образом, отпадает необходимость в инструментах.

Тенденция роста пенополистирола

Область применения изделий из пенополистирола расширяется день ото дня. Полистирол широко используется в жилых домах и коммерческих зданиях, в автомобильной промышленности и других секторах. Различные предметы домашнего обихода, такие как коробки для CD и DVD, контейнеры, крышки, бутылки, подносы и стаканы, изготавливаются из полистирола. В то время как в автомобилях он используется в системах бампера, подголовнике, рулевой колонке и нижней панели приборов, передних и задних дверях, обшивке потолка и обшивке стоек.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *