История пенополистирола
Разработка производства пенополистирола
Области применения
Пенополистирол в строительных работах
характеристики и Свойства пенополистирола
Теплопроводимость
Водопоглощение и паропроницаемость
Прочность
Сотрудничество с химическими и органическими продуктами
Звукопроводимость
Биологическая устойчивость
Характеристики по пожарной безопасности, долговечности и экологичности пенополистирола
Продукты горения пенополистирола
Долговечность пенополистирола
Самозатухающий пенополистирол
Критерии выбора пенополистирола
В завершении
В данной статье: история открытия полистирола; технологии производства; сферы применения пенополистирола; использование в строительных работах, ГОСТы; характеристики и свойства; экологичность, пожарная безопасность и долговечность — так ли надёжен данный утеплитель; что в конечном итоге свидетельствует термин «самозатухающий пенополистирол»; как выбирать пенополистирол
-
История пенополистирола
-
Разработка производства пенополистирола
-
Области применения
-
Пенополистирол в строительных работах
-
характеристики и Свойства пенополистирола
-
Теплопроводимость
-
Водопоглощение и паропроницаемость
-
Прочность
-
Сотрудничество с химическими и органическими продуктами
-
Звукопроводимость
-
Биологическая устойчивость
Характеристики по пожарной безопасности, долговечности и экологичности пенополистирола
Продукты горения пенополистирола
Долговечность пенополистирола
Самозатухающий пенополистирол
Критерии выбора пенополистирола
В завершении
Затраты на отопление отечественных домов во время холодов очень велики, а все возрастающая цена источников энергии увеличивает эти затраты с каждым годом. А понимаете ли вы, что в холода тепло практически улетучивается из вашего дома, причем теплопотери не просто громадны — они велики! Сейчас большинство строений в Российской Федерации, не защищенная изоляционными материалами, теряет порядка 600 гигакалорий тепла с каждого квадратного метра, тогда как с квадратного метра жилья в Германии либо в Соединенных Штатах уходит только 40 гигакалорий. Выходит, что домовладельцы практически оплачивают отопление улицы, а вовсе не собственных жилищ… Решить проблему потерь тепла может утепление стен строения с внешней стороны плитами пенополистирола — но так ли все легко с этим теплоизолятором? История пенополистирола Все началось во второй половине 30-ых годов девятнадцатого века, в то время, когда германский аптекарь Эдуард Симон, экспериментируя со стираксом (смола Liquidambar orientalis), случайно взял стирол. Мало поэкспериментировав со своим открытием, аптекарь установил, что полученное им маслянистое вещество самостоятельно уплотняется, преобразовываясь в подобие желе. Практической цели в открытии стирола Симон не заметил — назвал желеобразный стирол стиролоксидом и прекратил предстоящие изучения. В 1845 году стирол заинтересовал химиков Блита и фон Гофмана — немец и англичанин совершили личные изучения, установив, что это вещество делается желеобразным без доступа кислорода. Химики назвали полученный ими желеобразный стирол метастиролом. Спустя 21 год французский химик Марселин Бертло дал правильное наименование процессу уплотнения стирола — полимеризация.
Герман Штаудингер, 1935 год В 20-х годах прошлого столетия германским химиком Германом Штаудингером было сделано эпохальное открытие — нагрев стирола приводит к цепной реакции, на протяжении которой образуются долгие цепочки макромолекул. Как раз открытие Штаудингера стало причиной производству пластмасс и полимеров, за что в первой половине 50-ых годов XX века он и взял Нобелевскую премию. Первый синтез стирола выполнен исследователями американской компании «The Dow Chemical Company», коммерческое производство полистирола одними из первых запущено компанией «BASF» — в первой половине 30-ых годов двадцатого века ее инженеры создали разработку производства полимеризированного стирола. Во второй половине 40-ых годов XX века компания взяла патент на производство шариков из полистирола, вспененных пентаном — сама мысль этого изобретения в собственности инженеру-химику Фрицу Штясны. На базе этого патента в первой половине 50-ых годов XX века «BASF» начинает производство теплоизолятора под торговой маркой «Styropor», производимого сейчас. Разработка производства пенополистирола Сырьем для производства всех типов изоляции из полистирола помогает гранулированный полистирол, для образования ячеек используется агент вспенивания. Этапов в технологическом ходе получения пенополистирола пара:
гранулы полистирола засыпаются в бункер предвспенивателя, где они раздуваются и покупают шарообразную форму. Для получения теплоизолятора меньшей плотности операцию вспенивания повторяют пара раз, с любой разом достигая все большего размера шариков с целью уменьшения фактического веса пенополистирола;
любая операция вспенивания сопровождается помещением вспененных гранул в особенный бункер, где раздутые шарики полистирола находятся от 12 до 24 часов. За данный срок давление в них стабилизируется, а при производстве способом суспензионной полимеризации происходит еще их сушка;
по завершении заданного количества операций по вспениванию и выдержав срок вылеживания, полистирольные шарики помещаются в формовочный агрегат, где под действием тёплого пара формируется пенополистирольный блок. Зажатые в узкой пресс-форме, расширенные под действием пара вспененные гранулы склеиваются между собой, сохраняя форму по окончании извлечения и охлаждения из пресс-формы;
на последней стадии блоки пенополистирола, обычно имеющие внушительные размеры, подлежат резке по заданным размерам. Но прежде блок из формовочного агрегата помещается на промежуточное хранение, где содержится порядка 24 часов. Дело в том, что под действием пара пенополистирольный блок набирает излишнюю влагу, а выполнить ровную резку во мокром состоянии пенополистирола никак не окажется, т.к. избежать надломов не удастся. По окончании сушки пенополистирольный блок нарезается по вертикали либо горизонтали станочной пилой.
Главных способов производства пенополистирола два — поляризация и суспензионная полимеризация в массе. Разработка суспензионной полимеризации базируется на неспособности воды к растворению виниловых полимеров. На этапе вспенивания гранулы стирола засыпаются в реакторы-автоклавы количеством до 50 м3, заполненные деминерализованной водой с растворенными в ней стабилизатором эмульсии и инициатором полимеризации.
Полимеризации проходит под постоянным давлением, с равномерным подъемом температуры от начальных 40 до больших 130оС — на целый процесс отводится около 14 часов. Вспененный полимер извлекается из реактора вместе с водной суспензией, отделяется от нее в центрифуге, после этого промывается водой и проходит стадию сушки.
Главные преимущества данной разработке — постоянное промешивание гранул полимера в реактора на протяжении полимеризации, отвод и эффективное распределение тепла, что снабжает в следствии большой срок хранения вспененного полимера. Разработка полимеризации в массе осуществляется в противном случае — вода отсутствует, процесс полимеризации постоянен и проходит при более больших температурах.
В серии последовательно соединенных между собой мешалок-реакторов, при температуре от начальных 80 до конечных 220оС, гранулы полистирола вспениваются. Полимеризация считается состоявшейся и завершенной, в случае если расплавлено от 80 до 90% исходного стирола.
При создании вакуума в последнем реакторе колонного типа не прореагировавший стирол устраняется, после этого в расплав вводятся антипирены, красители, другие добавки и стабилизаторы, в следствии действия которых происходит гранулирование полимера. Не вступивший в реакцию и извлеченный стирол употребляется при следующей закладке.
Довести процесс полимеризации сырья до получения более чем 90% вспененного полистирола при данной технологии очень затруднительно, т.к. скорость проведения реакции высока, а возможность отвода тепла тут отсутствует. Производство вспененного полистирола по способу суспензионной полимеризации более распространено в Российской Федерации и СНГ, в государствах Америки и Запада преобладает разработка полимеризации в массе, разрешающая взять теплоизолятор с более высокими чертями по плотности, гибкости, четкости границ и цвету, не говоря уже о меньшем проценте отхода.
Разработка получения экструдированного (экструзионного) пенополистирола в целом схожа с разработкой полимеризации. Отличие содержится в продавливании расплава с введенными в его состав агентами вспенивания через пресс-экструдер, приобретая в следствии теплоизолятор с ячейками диаметром до 0,2 мм. Как раз небольшой размер ячеек снабжает экструдированному пенополистиролу высокие популярность и эксплуатационные свойства в сфере строительства.
Области применения Сочетание прочностных и теплоизоляционных особенностей, легкости в переработке и обработке, дешевизне — благодаря этим чертям пенополистирол обширно распространен в самых различных сферах отечественной жизнедеятельности. Значительно чаще данный материал используется для: упаковки разных оборудования и товаров; изотермической упаковки продуктов питания; производства одноразовой посуды; гасителей энергии в автопромышленности; спасательных плавательных средств; объемной наружной рекламы и т.д.
Отсутствие угрозы пыления — главного хорошего отличия пенополистирола от минеральной ваты, разрешает применять данный материал для термоизоляции холодильного оборудования в пищевой индустрии. Пенополистирол используется для термоизоляции дорожного полотна, мешая промерзанию основания. Для данной цели употребляются марки пенополистирола высокой плотности — от 35 кг/м3 и выше.
Данный материал употребляется и для термоизоляции ЖД полотна, действенно мешая перекосам рельс и их проседанию на неустойчивых грунтах. Пенополистирол в строительных работах Одним из первых использовать пенопласт для утепления строений начал американец Хут Хеддок. Он утвержает, что мысль термоизоляции домов появилась случайно — Хут заказал в кафе чашку тёплого кофе и внезапно обратил внимание, что тёплая жидкость в одноразовом стаканчике из полистирола совсем не обжигает пальцы.
Совершив в первой половине 80-ых годов XX века опыт — выстроив дом на Аляске и утеплив его пенопластом — он убедился в эффективности полистиролового теплоизолятора. По ГОСТ 15588-86 возможно использование пенополистирол в качестве изолирующего промежуточного слоя строительных конструкций.
В Европе пенополистирол более 40 лет удачно используется в фасадном утеплении — плиты пенополистирола наклеиваются на главный конструкционный материал, будь то бетон либо кирпич, с внешней (наружной) стороны, поверху их покрывают слоем штукатурки. Как отмечают европейские архитекторы, использование пенополистирола в фасадном утеплении уменьшает энергозатраты на отопление троекратно.
Плиты и блоки из экструдированного пенополистирола используются в качестве несъемной одновременного теплоизолятора и опалубки. Используемая разработка такова: пенополистирольные плиты устанавливаются на заданном расстоянии друг от друга, соединяются между собой особенной совокупностью стяжек, в промежуток между плитами укладывается арматура армирования и заливается бетон. Разнообразие готовых блоков из пенополистирола разрешает выстраивать фасады сложной архитектуры.
На собранные из блоков экструдированного пенополистирола и заполненные бетоном стенки в обязательном порядке наносится защитное покрытие — снаружи это возможно облицовочный кирпич либо цементно-песчаная штукатурка, изнутри два слоя гипсокартона со стыковкой «в разбежку» либо слой штукатурки. Серьёзное условие для опалубки из пенополистирола: плотность этого материала в блоках опалубки должна быть не меньше 35 кг/м3.
Клей для пенополистирола не должен содержать в собственном составе органических растворителей, разрушающих полистирол. Самый безопасно применять клеи на базе цемента, фасованные в крафт-мешки по 25 кг и затворяемые водой — неорганические компоненты таких смесей не окажут на полистирол никакого отрицательного действия.
Принципиальный момент: нужно достигнуть громаднейшей площади контакта плиты пенополистирола с утепляемой поверхностью (в совершенстве — 100% площадь контакта) дабы исключить воздушные пазухи, выступающие в роли мостов холода и накапливающие конденсат. характеристики и Свойства пенополистирола Теплопроводимость Высокие теплоизоляционные особенности пенополистирола разъясняются его строением, грамотным множеством спаянных между собой шариков, со своей стороны складывающихся из множества ячеек с заключенным в них воздухом.
А потому, что воздушное пространство в ячеек не может перемещаться, то именно он выступает в роли теплоизолятора — неподвижная воздушная среда владеет хорошими изоляционными особенностями. По собственной сути, пенополистирол складывается из воздуха — 98% воздуха и только 2% исходного полистирола. Коэффициент теплопроводности этого материала ниже, чем у любого другого теплоизолятора, в т.ч. минеральной ваты, и находится в диапазоне 0,028-0,034 Вт/м·К.
Теплопроводность пенополистирола возрастает при увеличении его плотности, например, у экструдированного пенополистирола с плотностью 45 кг/м3 коэффициент теплопроводности образовывает 0,030 Вт/м·К. Рабочие температуры, при которых пенополистирол сохраняет собственные свойства — от — 50 до +75оС.
Водопоглощение и паропроницаемость В случае если сравнить экструдированный пенополистирол с пенопластом, произведенным из того же стирола, но по паре второй технологии, то паропроницаемость пенопласта равна нулю, а экструдированный пенополистирол владеет паропроницаемостью в 0,019-0,015 Мг/(м·ч·Па). Появляется вопрос: как такое быть может, ведь структура любого материала из вспененного полистирола неимеетвозможности пропускать пар?
Обстоятельство паропроницаемости более плотного если сравнивать с пенопластом экструзионного пенополистирола — пар попадает в шарики и составляющие их ячейки по его сторонам, разрезанные при формовке, тогда как формовка пенопластовых изделий выполняется без резки. С водопоглощением обстановка обстоит напротив: пенопласт способен впитать до 4% воды при погружении либо соприкосновении с ней, а экструдированный пенополистирол — только 0,4%, что разъясняется его большей плотностью.
Закрытоячеистая структура экструдированного пенополистирола Прочность По прочности абсолютным фаворитом есть экструдированный пенополистирол — его прочность статического изгиба равна 0,4 — 1,0 кгс/м2, пенопласта же — 0,07-0,20 кгс/м2. Связи между молекулами экструзионного пенополистирола многократно прочнее, чем в структуре пенопласта.
Исходя из этого использование и производство последнего все более уменьшается — на смену пенопласту приходит более прочный и современный теплоизолятор, которым есть пенополистирол, полученный способом продавливания через пресс-экструдер. Сотрудничество с химическими и органическими продуктами На пенополистирол не оказывают никакого действия: строительные растворы на базе гипса, цемента, ангидрита либо извести; битумные смолы, сода каустическая, растворы мыла и соли, минеральные удобрения, эмульсии и грунтовые воды, используемые при асфальтировании.
Повреждают, разрушают структуру и всецело растворяют пенополистирол в некоторых случаях: олифы, кое-какие виды лаков, органические растворители (скипидар, ацетон и т.д.), нефтепродукты и спиртосодержащие соединения. Помимо этого, на открытые поверхности пенополистирола оказывает разрушающее действие ультрафиолет солнечных лучей — систематично облучаемая ими поверхность теряет прочность и упругость, по окончании чего направляться разрушение структуры пенополистирола атмосферными явлениями.
Звукопроводимость Применение пенополистирола для звукоизоляции действенно только частично — при достаточной толщине данный материал превосходно подходит для защиты от ударного шума, но не может бороться с воздушными шумами, звуковые волны которых распространяются по воздуху. Неспособность пенополистирола гасить воздушные шумы связана с полной изоляцией составляющих его значительной жёсткости и ячеек внешних поверхностей.
Биологическая устойчивость Жизнедеятельность плесени на поверхностях пенополистироловых плит неосуществима — таковы результаты лабораторных опробований 2004 года, совершённых в Соединенных Штатах по заказу американских производителей пенополистирола. Характеристики по пожарной безопасности, долговечности и экологичности пенополистирола Производители этого теплоизоляционного материала именуют его только экологически надёжным, негорючим и сохраняющим собственные эксплуатационные особенности много лет.
Снаружи это так и выглядит — исключение фреона из технологического процесса не вредит озоновому слою, введение антипиренов делает пенополистирол не поддерживающим горение, а лабораторные опробования десятками циклов замораживания и оттаивания характеризуют долговечность. Но более пристальное изучение пенополистирола показывает пара иную картину… Окисления воздухом материалов на базе стирола всецело избежать нереально, причем у пенопластов скорость окисления выше, чем у экструдированного пенополистирола — в структуре пенопластов более большие шарики и менее прочные связи.
Чем выше температура — тем больше скорость окисления, наряду с этим гореть пенополистиролу не нужно, выделение толуола, бензола, этилбензола, формальдегида, ацетофенона и метилового спирта происходит в ходе воздушного окисления при комнатной температуре более +30оС. Помимо этого, свежеуложенный пенополистирол выделяет стирол, не полимеризированный в ходе производства. Повторюсь — 100% полимеризация всего исходного сырья, заложенного в реактор, неосуществима.
Все виды полистирола горючи — с позиций официальной совокупности классификации стройматериалов, те из них, что теряют изначальный количество при нагреве в воздушном пространстве, являются горючими. Утверждения производителей полистирола любого типа о его независимом затухании не отражают пожарные чёрта полистирола полностью, т.е. информация намеренно искажается.
Продукты горения пенополистирола Большая часть производителей этого теплоизолятора утверждают, что под нагревом пенополистирол выделяет не больше ядовитых веществ, чем дерево. В случае если при горении дерева выделяются боевые отравляющие вещества, то такое утверждение правильно — так как оплавляясь под действием тепла более чем 80оС, пенополистирол выделяет в воздушную среду много дыма и сажи, содержащего в т.ч. маленькие количества гидробромида (бромистого водорода), гидроцианида (синильной кислоты) и карбонилдихлорида (фосгена).
Так что же дает производителям пенополистирола утверждать, что их продукт менее страшен при возгорании, чем древесина? По русскому ГОСТ 30244-94 подобное заявления было бы легко нереально, поскольку данный стандарт относит материалы на базе пенополистирола, как самый горючие, к группам Г3 и Г4. А вот в Европе существует другая методика оценки горючести, вернее, их целых три — биологическая, химическая и комплексная.
По биологической методике оценки токсичности самый опасным материалом есть как раз древесные материалы — скоро сгорают с выделением громадного количества СО2 при температур самовозгорания. Но оценка токсичности биологическим способом дается только по нескольким конечным параметрам, несопоставимым, например, при сравнении на токсичность продуктов полистирола и горения древесины.
Совершенно верно так же обстоят дела с вычислением токсичности химическим способом… Настоящую картину дает только комплексный способ, безоговорочно используемый в Европе ко всем полимерным материалам. Но в Российской Федерации поставщики европейского пенополистирола и местные производители демонстрируют клиентам экспертные заключения только по биологическому и химическому способам, деятельно придавая эти сведенья широкой огласке.
Еще один хороший движение, якобы демонстрирующий негорючесть полистирола: плиту подвешивают в воздухе, направляют на нее пламя горелки — так часть плиты, куда попадает открытое пламя, выгорает, но потом пламя не распространяется. Какое заключение возможно дать полистиролу по окончании просмотра этого ролика?
А никакого — в случае если эту же плиту полистирола уложить на твёрдую негорючую поверхность, то капли расплава, образующиеся при горении материала, разнесут открытое пламя и высокую температуру по всей площади плиты, которая сгорит всецело! Коэффициент дымообразования для пенополистирола, не содержащего антипирены, равен 1 048 м2/кг, но у самозатухающего пенополистирола с введенными в его состав антипиренами данный показатель выше — 1 219 м2/кг!
Для сравнения: коэффициент дымообразования резины равен 850 м2/кг, а древесины, с которой производители всегда сравнивают продукты полистирола — только 23 м2/кг. Потому, что для не эксперта в вопросах пожарной безопасности приведенные значения дымообразования ничего не растолковывают, приведу такие эти — в случае если задымленность в помещении образовывает более 500 м2/кг, то на расстоянии вытянутой руки не будет видно ровным счетом ничего.
Последствия горения полистирола известны по катастрофе 2009 года, случившейся в Перми, в ночном клубе «Хромая лошадь» — большая часть погибших в этом пожаре задохнулись продуктами горения утеплителя, которым были открыто обшиты внутренние перегородки. Необходимо подчернуть, что обладатели клуба сэкономили на утеплителе, применяв не экструдированный пенопо
Рандомные показатели записей:
Последствия утепления фасада пенопластом
Подборка наиболее релевантных статей:
Утеплитель пеноизол, его преимущества и недостатки
Пожалуй, ни один из материалов еще не вызывалстоль противоречивой оценки, как пеноизол. Даная статья ставит целью проанализировать его преимущества и…
Фасадные панели из полимербетона
Пластобетон в производстве отделочных материалов Разработка производства Особенные качества материала Панели LETO из полимербетона Производители…
Требования, предъявляемые к утеплителям
Минеральная вата Требования к минеральной вате Нужная паропроницаемость должна быть как минимум 0,3 мг/(м-ч-Па), влагопоглощение — не больше 1,5% по…
Выбираем межвенцовый утеплитель для деревянного дома
Всем известны преимущества судьбы в древесном доме, которыеобусловлены неповторимыми изюминками дерева: это природный материал, что не оказывает никакого…