Гранулы пенополистирола: характеристики, плюсы и минусы, область применения

Что такое экструзионный пенополистирол?

Что такое экструзионный пенополистирол? Так еще называют экструдированный пенополистирол, особенность такого материала является его способ производства, так, например, обычный пенопласт вспенивают, что добавляет воздух в его структуру и делает ячейки пенопласта наполненными воздухом. А экструзионный пенопласт производится путем прессовки сырья и продавливанием его через экструдеры. Такая технология делает пенопласт более плотным.

От прочности пенопласта зависит его прочность, влагонепроницаемость, конечно, чем плотнее пенопласт, тем выше будут эти показатели. ЭППС практически не пропускает влагу, газы, водяные пары, в отличие от минеральной ваты, которая их просто впитывает. Даже с учетом высокой пористости материала, вода в ЭППС не сможет подниматься капиллярным способом, она просто останется в пустотах. Экструзионные пенополистирольные материалы не пропускают пар и тепло.

Материал устойчив к перепадам температур, не меняет своих свойств при любых температурных скачках. ЭППС легко монтируется и практически не подвержен деструкции. Производители ЭППС заявляют, что при использовании материала в качестве теплоизоляции можно не монтировать гидроизоляционный слой, но мембранная кровля под ключ смонтированная профессиональными кровельщиками, будет гарантом ее долгой службы.

Серьезными минусами материала будет его пожароопасность, при температуре от +70 градусов может выделять пары, вредные для здоровья человека, также этот материал боится контакта с прямыми солнечными лучами. Плохо переносит контакт с растворителями..

Переработка

В чистом виде гранулы полистирола вроде бы и не приносит окружающей среде особого вреда, но в то же время его отходы, как и положено пластику, сохраняются на протяжении огромного периода времени, загрязняя планету. Кроме того, пребывая в природной среде, полимер и его сополимеры могут подвергаться чрезмерному нагреванию, в том числе и горению в пожаре, и вот тогда последствия могут быть куда более страшными. Точно так же нежелателен неконтролируемый контакт полистирольных предметов с веществами, способными растворить материал, иначе не избежать выделения токсичных паров стирола, бензола, толуола, оксида углерода и этилбензола.

Относительным преимуществом материала является то, что его в большинстве случаев можно перерабатывать, утилизируя как непосредственно отходы, так и просто изношенные изделия из него. В качестве методик переработки прибегают к экструзии, прессованию и литью. На выходе получаются изделия, не уступающие по качеству новым, при этом мусор не образуется. Кроме того, в последние годы на основе полистирола делают еще и новый строительный материал – полистиролбетон, который уместен для малоэтажного строительства. К сожалению, огромные объемы отходов полистирола, особенно в бедных странах, просто сжигаются. Такое поведение с пластиковыми отходами крайне отрицательно сказывается на окружающей среде.

В следующем видео рассказано о листовом полистироле и особенностях его применения.

Утепление пола в ванной пенополистиролом. Утепление помещения ванной

Многие испытывали ощущение дискомфорта, находясь в ванной комнате. Это связано с тем, что из шахты канализации, и прочих щелей внутрь поступает прохладный воздух.

Во избежание подобных неприятных ощущений ванная комната должна утепляться грамотно, с использованием только качественных материалов :

Стену очищают и покрывают препаратом, препятствующим возникновению грибка;
Клеят на стену пенофол или экструдированный пенопласт;
Поверх наклеенного материала клеят влагоустойчивый гипсокартон;
Поверх гипсокартона укладывают керамическую плитку.

Существует и другой способ утепления стен в ванной:

Кроме того, может потребоваться и утепление потолка ванной комнаты , оптимальным вариантом является монтаж подвесного гипсокартонного потолка. Пространство между потолком и гипсокартоном утепляют пенопластом.

Полезно: более легкий вариант – декоративные пенопластовые элементы, такие как обои или плитка из пенопласта.

Важно также, чтобы вентиляция ванной комнаты эффективно отводила образующиеся в доме пары наружу. Для того, чтобы утеплить вентиляцию , следует предотвратить проникновение через нее воздуха с улицы в ванную комнату.

Это достигается путем установки на вентиляционных отверстиях специальных решеток с вентилятором, который вытягивает пары, при этом не пропуская в помещение наружный воздух. Шахту канализации в любом случае следует утеплять, поскольку она является источником проникновения сквозняков, вытягивающих тепло и не дающих ванной комнате как следует прогреться.

Применение

Полистирол применяется в огромном количестве областей человеческой деятельности и даже используется для изготовления поделок своими руками. В домашних условиях из него делают мелкие сувениры, используя лазерную резку, фрезеровку, окрашивание в любые цвета – от красного до золотого и черного, а в некоторых случаях – и печать по полистирольной поверхности. Широчайшее применение полистирол нашел в строительстве, где из него делают стеновые панели и потолочные плитки, различные перегородки и багеты. В листовом виде этот материал может быть использован также и для отделки фасадов. В конце концов, на основе этого материала производят популярный в последнее время полистиролбетон.

Мебельная отрасль также все активнее использует этот материал, хотя в данный момент он не является конкурентом для древесины и ее производных. Однако там, где влажность высокая, он используется постоянно – например, целиком из него уже сегодня может быть изготовлен душевой поддон. Кроме того, полистирольные гранулы используются как наполнитель в подушках, и для этих целей уже в готовом виде продаются в мешках.

Рядовому обывателю пищевая разновидность полистирола хорошо известна как едва ли не основной материал для изготовления одноразовой посуды. Большинство пластиковых стаканов, столь популярных для разлива прохладительных напитков, на сегодняшний день делаются именно из него. Кроме того, пищевой полистирол интенсивно используется в качестве упаковочного материала благодаря своей дешевизне и сравнительной прочности. Учитывая диэлектрические свойства материала, стоит отметить, что он также нашел широкое применения в электротехнике.

Сырье для пенопласта

Сырьем для производства формованных изделий (пенополистирольных блоков, плит, упаковки) служат гранулы вспенивающегося полистирола, представляющие собой продукт суспензионной полимеризации стирола в присутствии порообразователя (пентана, изопентана).

Пенополистирол может иметь антипиреновые добавки для негорючих марок (маркируются буквой F).

Марка сырья для пенополистирола определяется содержанием частиц с наиболее часто повторяющимся размером при рассеве, что в готовом изделии будет определять, наряду с прочими факторами, конечную плотность. Также в маркировке обычно оговорено наличие антипиренов (F). Чем больший процент гранул основной фракции (более 90%), тем стабильнее будет процесс переработки.

Основные критерии при выборе марки вспенивающегося полистирола

массовая доля частиц основной фракции и их размер;
массовая доля пентана;
кажущаяся плотность пенополистирола при однократном вспенивании;
время выдержки предвспененного полистирола перед формованием (короткий цикл, длинный цикл);
особые свойства — высокие физико-механические характеристики, негорючесть и пр.

Для получения качественных изделий необходимо провести входной контроль по определенным параметрам, чтобы убедиться, что в работу поступают гранулы в полном соответствии с заявленными техническими характеристиками.В большинстве случаев производители гарантируют сохранение качества продукта в течение 3 — 6 месяцев в герметичной упаковке.

Для изготовления плит различной плотности используется одинаковое сырье — полистирольные гранулы. Но на один кубометр строительных блоков идет разное количество сырья: на ПСП-15 — до 15 кг, ПСП-25 — от 15 до 25 кг, ПСП-35 — от 25 до 35 килограммов. Сырье составляет львиную долю в себестоимости продукции — 70%.

Особенности и свойства гранул пенополистирола

Гранулы пенополистирола по большей части состоят из воздуха, поэтому хорошо удерживают тепло.

Сырьем для гранул служит стирол и его сополимеры. Сам по себе материал тоже является теплоизолятором, но не столь выдающимся. Но если насытить расплав полимера газом и добавить вспениватель, частицы полистирола расширяются в объеме, заполняются воздухом и образуют легкие, не связанные друг с другом гранулы.

Частицы имеют правильную сферическую форму. Размеры колеблются от 1 до 8 мм. Мелкие частицы используют для набивки игрушек, крупные для теплоизоляции. Поверхность гранул гладкая и плотная. Они слабо сцепляются между собой и в объеме обладают таким свойством, как текучесть.

Гранулы можно получить и другим способом. Твердый пенополистирол дробят до исходных частиц. При этом часть гранул разрушается, часть деформируется. Полученный материал называют дробленой крошкой или дробленкой. Характеристики его хуже: при нарушении целостности сферы материал сильнее впитывает воду, содержит меньше воздуха, поэтому хуже сберегает тепло.

Гранулированный пенополистирол, обладая всеми качествами плитного, имеет некоторые особенности. Связаны они с сыпучестью материала:

Звукоизоляционные свойства – между частицами нет жестких связей, материал не может отражать звук, так как имеет нестабильную структуру. Кроме того, при свободной насыпке между гранулами остаются воздушные полости разной величины и формы, что тоже способствует поглощению шума.
Сферы, заполненные газом, обладают упругостью. При механическом воздействии они меняют форму и восстанавливают ее после исчезновения нагрузки.
Сыпучий пенополистирол может принять любую форму, изменять ее под давлением и восстанавливать. Это свойство широко используется в мебелестроении. Гранулированный легкий пенополистирол используют для набивки подушек, стульев, кресел, и для изготовления бескаркасной мебели.
Плотность гранул совпадает с плотностью получаемого из них плиточного материала. Закономерность такая же: чем выше плотность, тем тяжелее материал, тем он прочнее и тем меньше впитывает влагу. Однако с повышением плотности снижаются теплоизоляционные качества, поэтому слишком прочный полистирол не выпускают.

Цветной полистирол

Материал может быть как прозрачным, так и нет. Для изготовления прозрачных листов в полистирол примешивают меньшее количество добавок. В итоге получается материал, который имеет маркировку GPPS. Он имеет свои недостатки, такие как хрупкость и меньшая пластичность.

Прозрачный полистирол, как следует из его названия, используется для остекления внутренних помещений. Это остекление является наиболее безопасным, листы такого полистирола могут быть также рифлеными или тонированными, такие материалы чаще всего применяют для построения перегородок и душевых кабинок. Рифленые листы белого цвета чаще всего используются при монтаже подвесных потолков. Их этого полимера также изготавливают антибликовую защиту, например для картин, при этом сохранятся натуральные цвета живописи.

Прозрачные гранулы полистирола, изготавливаются в виде цилиндрической формы. Переработка осуществляется путем литья или экструзийного процесса сопровождаемого высокой температурой до +230°С. Полистирол служит сырьевой базой в изготовлении различных пластиков. Низкая себестоимость полистирола, способствует развитию производства и в свет выходит огромное количество марок по классификациям.

Предметы обихода из полистирола буквально заполнили наши дома, к счастью полистирол абсолютно не наносит вред здоровью человека. Детские игрушки, всевозможная упаковка, зубные щетки, одноразовая посуда — малая толика окружения нас полистиролом. Строителей в больше степени интересует вспененный полистирол, характеристики материала, позволяют сооружать утеплительные конструкции даже во влажном климате.

Достоинства полистирола:

- Легкая обработка;
- Легкая транспортировка;
- Приемлемая цена полистирола;
- Водонепроницаемость;
- Отсутствие запаха;
- Полистирол экологически безвредный продукт;

Полистирол имеет недостатки:

хрупкая структура материала;
низкая тепловая стойкость;
малое сопротивление ударным нагрузкам.

Невысокая стоимость способствует широкому применению полистирола (ПС). Большая классификация по маркам позволяет подобрать полистирол для любых нужд в народном хозяйстве. Повсеместное применение получил полистирол с жесткими и ударопрочными характеристиками.

Особенности производства и виды пенополистирола

Чаще всего для изготовления пенополистирола используют полистирол, хотя исходным сырьем могут выступать также полихлоридстирол, бутадиен, полимонохлоридстирол и акрилонитрил. Путем вспенивания внутрь материала попадает газ, обеспечивающий полистиролу легкость и другие полезные свойства. Для вспенивания чаще всего используют такие углеводороды, как пентан, дихлорметан и петролейный эфир.

Для производства стандартных утеплительных материалов используют воздух, которым заполняются полости в полистироле. Для изготовления утеплителей, характеризующихся стойкостью к высоким температурам и горению, применяют углекислый газ. Для создания пенополистирола могут использоваться и различные дополнительные материалы, к примеру, антипирены, пластификаторы и красители.

Сам процесс изготовления теплоизолятора начинается с наполнения газом гранул стирола и растворения смеси в полимерной массе. Далее будущий материал нагревают паром низкокипящей жидкости, вследствие чего гранулы стирола увеличиваются в размере, заполняют все окружающее их пространство и спекаются в единое изделие. После этого остается только нарезать полученный материал на плиты нужного размера и их можно использовать в строительстве.

Пенополистирол получают путем плавления гранул полистирола и их связывания на уровне молекул

Пенополистирол иногда путают с пенопластом, но эти материалы совсем не одно и то же. В отличие от пенопласта, пенополистирол получают в результате экструзии – процедуры плавления гранул полистирола и их связывания на уровне молекул. В процессе изготовления пенопласта гранулы полистирола соединяются в процессе обработки сухим паром.

В зависимости от способа изготовления выделяют три вида пенополистирола, каждый из которых имеет свои уникальные свойства. Три методики изготовления утеплителя:

Беспрессовое производство. В составе такого пенополистирола множество пор и гранул разного размера (5-10 мм). Такой утеплитель отличается высокими характеристиками влагопоглощения. На рынке представлен ПБС разных марок: С-15, С-25 и т. д. Цифра в маркировке означает плотность материала.
Прессовое производство. При изготовлении под прессом получается материал с герметично закупоренными порами, которые обеспечивают ему хорошие теплоизоляционные качества, высокую плотность и прочность. Маркируется буквами ПС.
Экструдирование. Экструдированный пенополистирол (ЭППС) имеет схожую структуру с прессованными материалами, однако отличается порами существенно меньшего размера (не более 0,2 мм). Это наиболее часто используемый в строительстве утеплитель, который бывает разной плотности. Плотность указывают на упаковке (ЭППС 25, ЭППС 30 и т. д.).

Существует также автоклавный и автоклавно-экстрезионный утеплитель. Они встречаются только за рубежом и редко используются в строительстве из-за очень дорогостоящего производства.

Виды гранул

Рассмотрим две основные разновидности: пенопластовые шарики и «дроблёнка».

Существуют гранулы идеальной сферической формы. Их называют пенопластовыми шариками. Это наиболее распространенный вид гранул. Их разновидностью является «политерм» — гранулы, покрытые специальным клеевым составом. «Политерм» устойчив к химикатам, отличается долговечностью, не подвержен усадке. Благодаря применению его в составе строительных смесей стоимость конструкции уменьшается. Также «политерм» (гранулы с большей фракцией – 3-7 мм) используют для создания полистиролбетона.

Производители продают и результат вторичной обработки обрезков пенопласта. Это так называемая «дроблёнка». Форма у этих гранул не идеальная, размер – от 2 до 7 мм. И стоит она дешевле стандартных пенопластновых шариков. «Дроблёнку» используют везде, где только можно использовать пенопласт не идеальной формы:

в составе любых строительных смесей,
при производстве бескаркасной мебели,
для теплоизоляции труб,
в качестве амортизационного слоя,
для создания теплоизоляционного слоя в стенах и фундаменте,
при устройстве плоских кровель,
для имитации снега на праздничных мероприятиях, в театрах, на съемках кино.

Резюме и критерии выбора

После перечисления всех плюсов и минусов, характеристик и областей применения каждого из материалов можно сделать вывод о каждом из них.

Пенопласт:

Недорогой;
Применяется во многих областях;
Служит неплохим утеплителем;
Можно использовать в качестве звукоизолятора;
Горюч. Но с этой проблемой можно бороться. Например, покрыть материал специализированным раствором.
Хорошо использовать в помещениях, где почти нет влажности. Для других же лучше использовать пенополистирол.

Пенополистирол:

Дорогой;
Используется в качестве утеплителя и звукоизолятора;
Имеет высокую прочность;
Плотность материала достаточна высока, чтобы не разрушаться под механическим воздействием;
Имеет предел прочности и сжатия выше, чем у пенопласта.
Данный материал часто используется в помещениях с повышенной влажностью, так как он имеет высокие показатели водоотталкивания.

Таким образом видно, что если бюджет ограничен, а строительство не ждет, то стоит купить пенопласт. Однако, стоит помнить, что скупой платит дважды. Ибо придется вложиться в то, чтобы пенопласт хорошо выполнял свои функции, как утеплитель. Быть аккуратным в при его транспортировке. А также ознакомиться с правилами его монтажа и установки.

Свойства

Точные физические характеристики современного полистирола сильно зависят от того, каким способом он был произведен, но в целом, когда говорят о простом полистироле без каких-либо уточнений, имеется в виду материал с вполне конкретными параметрами. Плотность у него не самая высокая (1060 кг/м3), а вот конкретной температуры плавления у материала нет – уже при 60 градусах выше нуля он начинает терять форму, при 105 может самовоспламениться, при нагревании до 200 градусов начинается разрушение его химической структуры.

Молекулярная масса вещества также отнюдь не является конкретной и сильно зависит от методики получения полистирола – она обычно составляет от 50 тысяч до 300 тысяч, хотя эмульсионные варианты иногда демонстрируют и значительно более высокие показатели. Растворимость полистирола значительна в ряде веществ, среди которых его же собственный мономер, а также ацетон, ароматические углеводороды и сложные эфиры.

Полистирол обладает ярко выраженными диэлектрическими свойствами, которые не меняются вне зависимости от окружающей среды. Этот материал также практически равнодушен к разрушающему воздействию кислот и щелочей, солей, спиртов. Выше мы уже перечислили вещества, которые все-таки могут его растворить, а еще он окисляется, галогенируется, нитруется и сульфируется.

В оригинальном виде, без дополнительного подкрашивания, полистирол (по крайней мере, блочная его разновидность) является не только бесцветным, но и прозрачным. Структура практически не задерживает видимый свет, пропуская 90% его количества, и это позволяет использовать такой материал в изготовлении оптических стекол. При этом ультрафиолет и инфракрасное излучение проходят через полистирольные поверхности не так уверенно.

Если рассматривать свойства полистирола как преимущества, которые делают его таким популярным в различных сферах, в первую очередь стоит выделить следующие немаловажные моменты.

Сочетание невысокой стоимости и простоты обработки. При своей цене полистирол можно считать одним из главных двигателей современной цивилизации, учитывая, какие у него свойства. Недаром сегодня так много продукции производится при непосредственном участии этого материала – у него просто толком нет альтернативы.
Неплохая химическая стойкость. Большинство веществ, которые могут в быту попасть на полистирольную поверхность, для нее не представляют какой-либо опасности – это отличная новость для производителей, желающих выпускать продукцию, отличающуюся долговечностью. При этом в условиях химической лаборатории, имея под рукой внушительный набор реактивов, растворить полистирол не представляет труда.
Токсичность в пределах относительно безопасной. Полистирол выделяет сравнительно мало каких-либо вредных испарений и с экологической точки зрения, с определенными оговорками, считается безвредным. По крайней мере, специалисты не выдвигают никаких ограничений относительно использования полистирольных материалов внутри жилых помещений, и даже посуду из полистирола делать можно.
Широкий спектр применения. Благодаря своим качествам, простоте обработки и окрашивания полистирол может быть использован в качестве сырья для производства чего-либо.

При всех преимуществах полистирола есть у него и недостатки, и хотя их не так много, иногда они играют весьма существенную роль.

Гранулированный пенополистирол для пола. Гранулированный пенополистирол

Гранулированный пенополистирол – это шарики пенопласта (сферические гранулы) белого цвета диаметром от 2 до 10 мм, наполненные газом изопентаном. Производство гранул пенополистирола основано на закипании при нагревании вспенивающего вещества – пентана , который содержится в гранулах полистирола. Он закипает и превращаетс я в газ, который увеличивает гранулы полистирола примерно в пятьдесят раз. Структура гранул при этом становится ячеистой с размером ячейки меньше, 0.15 мм.

Особенности пенополистирола

Пенополистирол-это наполненный воздухом , то есть вспененный материал на основе полистирола. Полистирол-это сырьё для производства пенополистирола, получаемый из мономера стирола путём полимеризации. Полистирол-это аморфный термопластичный полимер линейного строения. Его степень полимеризации 600-2500.

Полистирол является хорошим диэлектриком, он легко перерабатывается, хорошо окрашивается, он не токсичен.

Полистирол хорошо растворяется своим мономером, хлорированными и ароматическими углеводородами, ацетоном, сложными эфирами. Не растворим низшими спиртами,простыми эфирами,фенолами, алифатическими углеводородами. Имеет низкое влагопоглощение, устойчив к радиации, кислотам и щелочам, но разрушается концентрированной азотной и ледяной уксусной кислотами, хорошо склеивается. На воздухе при ультрафиолетовом облучении полистирол стареет, желтеет, появляются микротрещины, он мутнеет, становится хрупким. Разрушение полистирола происходит при температуре 200 град. С и при этом происходит выделение мономера.