Союз производителей и потребителей экологически чистых изделий из пенополиуретана

Полистирол

Полистирол — продукт полимеризации стирола (винилбензола), термопластичный полимер линейной структуры, относительно недорогая и твердая пластмасса. Пенополистирол представляет собой газонаполненный материал, получаемый из полистирола и его производных, а также сополимеров стирола, которые поставляются производителям в виде белых сферических гранул диаметром от 0,5 до 1,5 мм.

Существуют три вида вспененного полистирола: экструзионный плиточный пенополистирол (ЭПС плита); экструзионный листовой пенополистирол (ЭПС лист); беспрессовой пенополистирол (БПС).

alt

Беспрессовой вспененный полистирол (БПС) состоит из отдельных гранул с мелкоячеистой структурой, имеющих весьма малую плотность. Поскольку ячейки не связаны между собой, материал обладает хорошими изоляционными качествами (хотя не столь хорошими как некоторые типы полиуретана). БПС используется в плавательных средствах, сумках-холодильниках для пикников, для изготовления упаковки для транспортировки яиц, мяса и других продуктов, одноразовой посуды и других подобных изделий. При производстве сначала проводят первичное вспенивание гранул полистирола, используя пар (наиболее распространенная технология) или горячий воздух (для высокоплотной пены, такой, которая используется для изготовления одноразовых стаканчиков для кофе). Процесс нагревания проходит в емкости объемом от 150 до 2000 литров. При нагревании вспенивающий агент начинает кипеть, полимер размягчается и гранулы увеличиваются приблизительно в 40 раз по сравнению с первоначальным размером. Во время первичного вспенивания используется мешалка, препятствующая спеканию гранул. Так как вспененные гранулы легче, чем не вспененные, они поднимаются к поверхности и удаляются. Этот процесс понижает плотность гранул до 3 % от первоначальной. На выходе из аппарата первичного вспенивания получают БПС с закрытоячеистой структурой в виде шариков с гладкой поверхностью, которые являются превосходным материалом для последующего формования в пресс-формах. После первичного вспенивания гранулы выдерживают в течение минимум 24 часов в сетчатых бункерах хранения. Это позволяет воздуху проникать в гранулы, охлаждая и упрочняя их. Выдержанные гранулы с закрытоячеистой структурой помещаются в пресс-форму и снова повторно нагреваются паром. Предварительно вспененные гранулы расширяются, полностью заполняют полость пресс-формы и сплавляются вместе. В результате формирования почти весь объем БПС (фактически 98 %) составляет воздух. Это то, что делает БПС легким и плавучим.

Экструзионный пенополистирол (ЭППС) отличается от беспрессового пенополистирола тем, что в случае ЭППС пенообразователь добавляется в ходе процесса вспенивания, а не содержится в гранулах полистирола.

Изоляционные плиты из экструзионного пенополистирола — жесткого пенопласта с закрытой мелкоячеистой структурой — почти полностью состоят из полимера и пенообразователя и, следовательно, обладают низкой плотностью. В целом, приблизительно 90 % плит из экструзионного пенополистирола используются для теплоизоляции. Тип используемого пенообразователя определяет характер ячеистой структуры, сформированной во время реакции вспенивания. Существует два основных типа плиточного пенополистирола: с гладкой поверхностной пленкой и с грубой шероховатой поверхностью, образованной рассеченными ячейками, которая обеспечивает лучшую адгезию штукатурки, клея и бетона. Пенополистирольные плиты с гладкой поверхностью используются как изоляция для крыш, полов и стен в зданиях. Они также используются как защита от промерзания дорог, взлетно-посадочных полос аэродромов и железных дорог в странах с холодным климатом. Плиты с шероховатой поверхностью используются как изоляция в бетонных зданиях с последующим покрытием штукатуркой или плиткой и как изолирующий материал для сэндвич-панелей. Они также используются в сооружении холодильных камер, а также для различных специальных применений. Их высокое сопротивление влаге также делает их приемлемыми для использования в местах с повышенной влажностью воздуха. Экструзионные изоляционные плиты из пенополистирола экономичны и практичны для применений в подземных строительных конструкциях, таких как цоколи, фундаменты и крытые землей помещения, а также в инверсионных кровлях для теплоизоляции крыш, когда гидроизолирующая мембрана находится ниже изоляционного материала.

Экструзионные изоляционные плиты из пенополистирола производят с использованием экструдеров. Смола полистирола смешивается с добавками и подается в экструдер, где расплавляется. Пенообразователь вводится под высоким давлением и растворяется в расплавленном полистироле. Образуется студенистое вещество, которое охлаждается и затем выдавливается через матрицу с прямоугольным поперечным сечением. По мере того, как гелеобразный полистирол выходит из матрицы, пенообразователь испаряется и вспенивается, формируя структуру с закрытыми ячейками в толще пенополистирола. Когда пена сформована, она транспортируется далее по непрерывной ленте конвейера и разрезается. На участке резки может также размещаться оборудование для удаления гладкой поверхностной пленки для производства плит с шероховатой поверхностью. Отходы пенополистирола, полученные в процессе производства, могут быть вторично использованы. В этом случае материал должен быть измельчен, кроме того, в результате этого теряется пенообразователь.

В экструзивном пенополистирола с закрытыми ячейками пенообразователь выполняет две функции: инициирует процесс вспенивания и обеспечивает тепловую изоляцию. Пенообразователь, который остается в ячейках пенопласта, обеспечивая термоизолирующие свойства, известен как первичный пенообразователь. Он иногда называется изолирующим газом. Иногда используется вторичный или вспомогательный пенообразователь для поддержания или улучшения процесса вспенивания. Представляется возможным улучшить процесс вспенивания, используя вакуумную технологию.

Типичные свойства пенопласта

№ п/п Марка ПСБ-С (ГОСТ-15588-86) 15 25 35
1. Плотность, кг/м3 11-15 16-25 25-35
2. Прочность на сжатие при 10 % линейной деформации, МПа, не менее 0,05 0,1 0,16
3. Предел прочности при изгибе, МПа, не менее 0,07 0,18 0,25
4. Теплопроводность в сухом состоянии при 25±5 °C, Вт / (м·К) не более 0,037 0,035 0,033
5. Влажность плит, %, не более 1
6. Время самостоятельного горения, сек, не более 3
7. Водопоглощение за 24 часа, %, не более 1