Утеплитель пенополистирол

С каждым годом стоимость энергоносителей неуклонно растёт. В связи с этим актуальным становиться вопрос: «Как меньше топить, но при этом жить в комфортных условиях?»

Как человек сохраняет личное тепло, когда на улице всё холоднее и холоднее? Ответ напрашивается сам собой. Надевает дополнительную одежду. Так же и со зданием. Надо на него «надеть дополнительную одежду» — утеплитель пенополистирол.

На протяжении многих лет широкое распространение в утеплении домов получал вспененный полистирол. Чаще его называют пенопласт. Но тенденции меняются. На рынке строительных теплоизоляторов свою нишу занял экструдированный полистирол. И постепенно эта ниша всё больше и больше расширяется.

Пенополистирол что это такое, как его получают, монтируют и эксплуатируют? Какие свойства имеет экструдированный пенополистирол (ЭППС)? Постараемся по порядку получить ответы на эти вопросы.

 Как и из чего получается

Ответ на вопрос: «Что такое ЭППС?» дает знание процесса производства и составляющих его компонентов. Базой является пенополистирол, который представляет собой гранулы полистирола, внутри которых вспенивающий газ.

Для получения готового материала используется экструзия:

• масса пенополистирола поступает в печи, где превращается в жидкий расплав (жар вспенивая газ увеличивает размеры гранул);
• текучий состав поступает в экструдер, откуда под давлением попадет в форму, заполняя объём полностью;
• в форме он остывает и после извлечения готов к упаковке.

Данная технология позволяет получить материал повышенной плотности и прочности.

Эти два показателя определяют характеристики пенополистирола.

Лучшие качества

Свойства пенополистирола выглядят очень привлекательно. Их описание займёт немного времени.

Повышенная плотность теплоизолятора обуславливает остальные показатели и измеряется в килограмм на м3. Чем больше плотность, тем больше будет весить плита утеплителя одного размера.

Низкая теплопроводность обусловлена внутренним строением материала. Внутри находится бесчисленное количество объёмов, заполненных газом. Неподвижная газовая среда является отличным теплоизолятором. Теплопроводность пенопласта экструдированного на 30% меньше, чем у пенопласта.

Экструдированный пенополистирол имеет характеристики водопоглощения на порядок выше, чем у других утеплителей. Поглощение воды у него в 10 раз меньше, чем у вспененного полистирола и составляет всего 0,4% от объёма материала. Это хороший результат.

Паропроницаемость ЭППС лучше, чем у пенопласта. Это обусловлено техническим процессом резки пенополистирола экструдированного, после которой образуется паропроницаемый слой. Повреждённые при резке объёмы гранул заполняются паром после установки плит плотного пенополистирола.

Прочностные характеристики заметно лучше у ЭППС. Получения материала из расплава под давлением делает связи между гранулами очень крепкими. Это позволяет экструдированному ППС иметь 5-тикратное превосходство по выдерживаемым нагрузкам.

Теплоизолятор имеет широкий температурный диапазон применения, что позволяет использовать его в качестве теплоизоляционного материала, как в высоких, так и в низких широтах. Эта характеристика так же важна для определения возможности изоляции коммуникаций с высокими или низкими температурами носителей.

Биологическая активность пенополистирола стремиться к нулю. Как и все пенопласты, он не гниёт и не распространяет вредные микроорганизмы (грибок), не приятен на вкус грызунам и насекомым. Они не могут строить в нём свои жилища.

Материал из пенополистирола экструзионного химически пассивен к большинству строительных и бытовых материалов. Исключение составляют ацетон, горюче-смазочные материалы и масляные краски. Под их воздействием он начинает разрушаться.

Экологическая безопасность подтверждена сертификатами. В процессе монтажа и срока службы экструзионного пенопласта в атмосферу не выделяется вредных для человека веществ и составов. Для работы с ним не требуются средства защиты органов дыхания и кожи.

Утеплитель ЭППС обладает высокой пожарной опасностью. Он горит, распространяет по своей поверхности горение с выделением большого количества едкого удушающего дыма. Включенные в его состав антипирены незначительно понижают степень его пожарной опасности.

Применение теплоизоляции из пенополистирола невозможно без укрытия всей поверхности утеплителя защитой в виде штукатурки или покраски. Этот материал крайне неустойчив под воздействием ультрафиолета. Влияние солнечного света приводит к разрушению структуры материала.

Эксплуатировать пенополистирольный утеплитель можно более полувека.

Входящие в состав красящие пигменты могут придавать изолятору практически любой цвет.

Коротко в цифрах

Технические характеристики экструдированного пенополистирола следующие:

• плотность от 25 до 50 кг/м³;
• удельная теплопроводность около 0,03 Вт/мК;
• водопоглощение – 0,4% от объёма материала;
• паропроницаемость – 0,005 – 0,011 мг/мчПа;
• прочность на сжатие – 0,2 – 0,5 МПа;
• прочность на изгиб – 0,25 – 0,7 МПа;
• температура эксплуатации от -50 до +75^оС;
• класс пожарной опасности – Г3 или Г4;
• срок эксплуатации – 50 лет (а может и все 100).

Проанализировав эти цифры, можно прийти к выводу, что экструдированный пенополистирол имеет технические характеристики близкие к универсальным, и предположить широкую сферу его применения в различных отраслях деятельности человека.

Применяем — утепляем

И это действительно так. ЭППС получил повсеместное распространение в военной промышленности при производстве средств пассивной защиты, судостроении, строительстве.

Низкая теплопроводность обуславливает применение экструдированного пенополистирола в качестве утеплителя. Производимый с разной плотностью жёсткий теплоизолятор используется для утепления различных по назначению и порядку эксплуатации зданий и сооружений. Использование его для утепления фундаментов, стен, потолков, кровель, линейных объектов, позволяет не только беречь тепло, но и обеспечивать гидроизоляцию строительных конструкций.

Низкая паропроницаемость позволяет осуществлять монтаж без использования пароизоляционных мембран. Высокая прочность — использовать материал в качестве утеплителя горизонтальных поверхностей под стяжки из бетонов и цементно-песчаных смесей, а также изолировать им открытые площадки, автомобильные и железные дороги, взлётно-посадочные полосы. Экструдированным пенополистиролом удобно утеплять различные коммуникации жизнеобеспечения, как в траншеях, так и в технических подвалах и на чердаках.

Удобство в стандарте

Линейные размеры изделия — немаловажное потребительское свойство. Каждый понимает, что продукт должен быть удобен не только при производстве, но при хранении, транспортировке и монтаже.

Для удобства монтажа и транспортировки производители остановились на ширине утеплителя в 580 и 600 мм.

При этом максимально попытались разнообразить два остальных параметра: длину и толщину.

Предлагаются для приобретения плиты ЭППС длиной 1200, 2400, 3000, 4000 и 4500 мм. С короткими — удобнее работать в помещении, с длинными – утеплять большие поверхности.

Экструдированный пенополистирол имеет толщину от 20 до 150 мм, что позволяет произвести подбор любой расчётной толщины утеплителя с минимальным превышением. Тем самым сэкономить на приобретении утеплителя из пенополистирола. Наибольшей популярностью пользуются листы толщиной в 100 мм. Следует учитывать, что толщина материала на теплопроводность не влияет.

Упаковка и транспортировка

Плиты ЭПС упаковываются в полиэтиленовые пакеты. Вес упаковки составляет от 9 до 30 кг в зависимости от плотности и линейных размеров плиты. Размеры упаковки – 1200х600х400 мм. В ГАЗель объёмом 11 куб.м помещается около 35 стандартных упаковок. Утепляемая площадь, доставленным за один раз утеплителем, может составить от 50 до 500 кв.м. Стандартные упаковки можно перевозить в салоне легкового автомобиля.

Делим по плотности

Распределение по предназначению производиться по маркам утеплителя исходя из его плотности. Для примера используем характеристики пеноплекс.

Материалом плотностью до 30 кг/м3 производят утепление конструкций, не подверженных нагрузкам, коммуникации под землёй в зоне промерзания грунта, вертикальные поверхности на «нулевом» уровне, скатные крыши, полы без обустройства стяжки, а также скважин и резервуаров с водой.

Теплоизолятором плотностью до 35 кг/м3 утепляют полы под стяжку, вертикальные поверхности, неглубокие фундаменты, потолки и крыши.

Пенополистерол с плотностью до 45 кг/м3 применяют для защиты от промерзания взлётно-посадочных полос и дорог, утепления плоской кровли и фундаментов глубокого залегания.

Утепляем легко

Производство монтажных работ не требует высоких профессиональных навыков и специальной подготовки. Теплоизолятор прекрасно режется строительным ножом. При этом срез получается идеально гладким и ровным.

Экструзионный пенополистирол закрепляется на поверхностях с помощью битумных составов, водорастворимых сухих смесей, клеёв, тарельчатых дюбелей. Каждый из указанных способов имеет свои преимущества для крепления утеплителя в конкретном случае. Например, для вертикальных наружных поверхностей часто применяют комбинированный способ крепления с помощью клеевых составов различного исполнения и дюбелей. А при внутренних работах используют только наклеивание утеплителя. Маленькие объёмы работ по утеплению лучше проводить с использованием состава «жидкие гвозди». На горизонтальных поверхностях, при условии установки стяжки, крепление плит изолятора вообще можно не производить.

Для удобства монтажа, более плотного и точного соединения соседних плит без образования пустот предусмотрено устройство L-, S-образных и прямых пазов. Если щели всё же образовались, то они заполняются монтажной пеной.

Делаем всё по порядку

Утепление пенополистиролом снаружи здания лучше проводить в сухую теплую погоду. Порядок работ будет следующий:

1. Подготавливаем утепляемую поверхность путем очистки её от старых наслоений и заделки трещин и сколов;
2. Грунтуем поверхность стены;
3. Устанавливаем стартовую планку;
4. Монтируем плиты утеплителя на поверхность с помощью клеевых составов снизу вверх;
5. Герметизируем стыки монтажной пеной (излишки срезаем после застывания);
6. Устанавливаем штукатурную сетку;
7. Закрываем утеплитель штукатуркой.

Узнав, что это такое – экструдированный пенополистирол, насколько удобно и экономично его применение, приходит понимание значения технического прогресса для повышения комфорта жизни людей, в общем, и каждого человека в отдельности.

Также рекомендуем посмотреть очень полезное видео про базовые принципы утепления:

uteplix.com

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

Статья подготовлена при участии специалистов Ассоциации производителей и поставщиков пенополистирола

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.

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.

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/(м·С). 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.

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

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

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.

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.

www.forumhouse.ru

Такой разный пенополистирол

Под этим названием скрываются два основных вида утепляющих материалов. Они различаются технологией производства, которая придает различные свойства утеплителям.

1. Вспененный пенополистирол, который известен нам под названием пенопласт, получается в результате соединения полистирольного сырья с газообразователями, имеющими низкую температуру закипания. Чаще всего в этом качестве выступает углекислый газ. Низкотемпературный агент вспенивает сырье. Далее масса помещается в формы и застывает. Результатом является легкий материал высокой пористости, низкой плотности, имеющий зернистую структуру. Она состоит из близких по размеру гранул, в которых содержится воздух.
2. Экструдированный пенополистирол, который может именоваться в быту по разному: пеноплекс, техноплекс, примаплекс. Все это коммерческие названия и зарегистрированные торговые марки. Материал, который скрывается под этими названиями, получается из того же полистирольного сырья, что и пенопласт. Однако, метод применяется совершенно иной. Так, если пенопласт просто вспенивают с помощью хладагента, то для получения пеноплекса сырье подвергают экструдированию. Процесс идет с использованием особого температурного режима и высокого давления. Сырье смешивается с низкотемпературным агентом и подвергается сильному нагреву под давлением. Затем полученная субстанция выдавливается через отверстия экструдера. В результате получается пеноплекс – материал, который не так уж и похож на пенопласт.

Для того чтобы представление об утеплителе под общим названием пенополистирол было полным, рассмотрим каждую разновидность материала подробнее.

Пенопласт: характеристики, достоинства, недостатки

Пенопласт выпускается в виде плит. Как правило, они имеют белый или слегка сероватый цвет. Физические параметры плит, то есть, длина, толщина и ширина, зависят от производителя. Самый распространенный вариант толщин пенопластовых плит: 20, 50 и 100 мм.

• Коэффициент теплопроводности пенопласта составляет от 0,04 до 0,055 Вт. Этого достаточно для того, чтобы эффективно противостоять потерям тепла через стены, крышу или пол. Теплопроводность пенопласта сравнима со стекловатой или некоторыми видами базальтовых плит. Однако, это не самый низкий показатель. Имеется ряд материалов, которые имеют коэффициент теплопроводности еще ниже. Например, пенополиуретан или эковата.
• Пенопластовые плиты обладают небольшим весом, за счет легкой и пористой структуры материала. Плотность пенопласта часто указана в его маркировке, она обозначена последними двумя цифрами. Так, например, материал ПСБ-С-15 имеет плотность, равную 15 кг на куб, а материал ПСБ-С-25, соответственно, 25 килограмм на кубический метр. Эта характеристика является большим достоинства при утеплении конструкций больших размеров и площадей. Пенопластовые плиты не утяжеляют теплоизоляционный слой и не создают дополнительную нагрузку на несущие балки.
• Вспененный пенополистирол практически, не впитывает воду. При погружении листа пенопласта полностью в воду на сутки, увеличение в размерах происходит менее чем на 1%. Такая гидроустойчивость делает пенопласт не только утепляющим, но и гидроизоляционным материалом.
• Этот материал обладает таким ценным качеством, как биологическая инертность. Другими словами, пенопласт не является питательной средой для бактерий или грибков. Однако, если поверхность материала окажется сильно загрязненной, то на ней вполне может поселиться плесень. Особенно это реально при высокой влажности окружающей среды. При соблюдении технологии монтажа и защиты, такая опасность утеплителю не грозит.
• Пенопласт легко переносит температурные скачки, воздействие морозов или жары. Он устойчив ко многим химическим соединениям. Например, ему не страшны солевые растворы, бытовая химия, отбеливатели на основе хлора, разведенные кислоты.
• Несмотря на то, что вспененный пенополистирол обладает огромным количеством достоинств, нужно отдавать отчет и в его недостатках. Так, пенопласт плохо переносит ударные воздействия. Он начинает крошиться и рассыпаться. Длительное воздействие ультрафиолетового излучения изменяет структуру материала. Он меняет цвет, становится желтоватым, более хрупким и жестким на ощупь. Его легко разрушают атмосферные воздействия.
• Пенопласт плохо переносит воздействие органических растворителей, дизельного топлива, концентрированных кислот, уайт-спирита и так далее. Под воздействием этих веществ материал разрушается, повреждаются его запаянные гранулы, и целостность теплоизоляции нарушается.
• Класс горючести пенопластов обычно Г3 или Г4, что означает среднегорючий и сильногорючий соответственно. Производители материала прикладывают все усилия, чтобы нивелировать этот недостаток материала. Однако, пенопласт нуждается в защитном покрытии, которые не только предохранит материал от негативного влияние окружающей среды, но снизит его пожароопасность. Если говорить об обобщенных показателях, то температура воспламенения пенопласта составляет 310 градусов, при этом продолжительность самостоятельного горения составляет до 300 секунд.
• Производят этот утеплитель различные компании. Среди крупнейших поставщиков различных модификаций пенопласта на российский рынок числятся Кнауф, Мосстрой, Башмонолит, Новопласт и многие другие. Среди них все больше российских производителей, что обуславливает довольно демократичные цены на этот утеплитель. Его можно приобрести по цене от 50 рублей за квадратный метр.

Пеноплекс: положительные и отрицательные свойства

Экструдированный пенополистирол хоть и является прямым «родственником» пенопласту, однако, имеет свои собственные свойства, и обусловленные ими преимущества и недостатки.

• Коэффициент теплопроводности экструдированного пенополистирола ниже, чем у пенопласта. Этот показатель у пеноплекса составляет от 0,03 до 0,04 Вт, что ставит данный вид материала с пенополиуретаном и пеноизолом. Именно поэтому пеноплекс эффективнее в теплосбережении. Например, слой изоляции в 20 мм дает такой же эффект сберегания тепла, как слой пенопласта в 30 мм.
• Пеноплекс, практически, не впитывает влагу. Если погрузить на месяц этот материал в воду, то по истечении этого срока пеноплекс увеличится в объеме лишь на 0,5%. Это отличный показатель, который и делает данный материал таким хорошим гидроизолятором, что его используют даже при устройстве дорожных трасс в Заполярье. Влагоотталкивающие свойства пеноплекса не дают влаге от грунта нарушить структуру дорожного покрытия.
• Пеноплекс имеет пористую структуру. Его плотность составляет от 25 до 35 кг на метр кубический. То есть, легкость свойственна не только пенопласту, но и пеноплексу. Особо прочная марка материала – Пеноплекс 45 – имеет плотность, равную 45 кг на куб. Но этот вид утеплителя используется для горизонтальных поверхностей с повышенной весовой нагрузкой. Материал может выдерживать давление в 50 тонн на квадратный метр материала.
• Пеноплекс сохраняет свои свойства на протяжении не менее 50 лет, и в широком температурном диапазоне. В этом отношении пенопласт и пеноплекс очень похожи. Вспененный пенополистирол тоже имеет срок службы около 5 десятков лет.
• Экструдированный пенополистирол имеет абсолютную биологическую инертность. Его не любят микроорганизмы, насекомые и грызуны. На нем не образуется плесень и грибок. Устойчивость пеноплекса к химическим веществам выше. Чем у пенопласта. Экструдированный пенополистирол плохо ладит с бензолосодержащими веществами и некоторыми видами органических растворителей.
•  Пеноплекс обладает еще одной интересной характеристикой, которую можно обозначить, как упругость. Это качество становится особенно ценным при утеплении различных поверхностей, имеющие разнообразные неровности. Эластичность и гибкость материала позволяют легко решить подобные проблемы.
• Из отрицательных качеств пеноплекса отметим крайне низкую адгезию. По этой причине его практически не используют для наружного утепления стен. Пеноплекс просто-напросто не приклеивается на вертикальные поверхности из-за того, что не впитывает и не испаряет клеевые смеси.
• Пеноплекс обладает большей стойкостью к огню, нежели пенопласт, однако, все равно остается плавким утеплителем. Поэтому требуется защищать пеноплекс слоем штукатурки или других негорючих материалов. Это повышает огнестойкость всей теплоизоляционной конструкции.
• К недостаткам пеноплекса отнесем и его высокую стоимость. Она составит, минимум, 80 рублей за квадратный метр при минимальной толщине материала. Если же потребуется вариант более высокой плотности или толщины, то цена может увеличиться втрое. Вспененный пенополистирол отличается гораздо более демократичной ценовой политикой.
• На территории нашей страны Пеноплэкс производит компания с одноименным названием. Аналогичные по свойствам материалы делает компания ТехноНИКОЛЬ. Ее продукт именуется Техноплекс. Экструдированный пенополистирол под торговым названием Примаплекс производит одноименный завод в городе Кимры, Тверской области.

Утеплитель пенополистирол имеет множество вариантов и модификаций, среди которых легко выбрать нужный материал по характеристикам, сфере применению и цене. Использовать такой утеплитель можно, практически для любых конструкций, начиная от стен и фундамента жилого дома, до быстровозводимых каркасных конструкций, от утепления балкона в квартире до изоляции железнодорожного полотна, от утепления крыши до изоляции ледовых арен.

mymansion.ru

История производства пенополистирола[править | править код]

Первый пенополистирол был изготовлен во Франции в 1928 г.^[2]. Промышленное производство пенополистирола началось в 1937-х гг.^{[уточнить]} в Германии^[3]. В СССР производство пенополистирола (марки ПС-1) было освоено в 1939 г.^[4], марок ПС-2 и ПС-4 — в 1946 г.^[5], марки ПСБ — в 1958 г.^[6] В 1961 году в СССР была освоена технология производства самозатухающего пенополистирола (ПСБ-С)^[7]. Для строительных целей пенополистирол марки ПСБ начали выпускать в 1959 г. на мытищинском комбинате «Стройпластмасс».

Состав пенополистирола[править | править код]

Для получения пенополистирола чаще всего применяется полистирол. Другим сырьём служат полимонохлорстирол, полидихлорстирол, а также сополимеры стирола с другими мономерами: акрилонитрилом и бутадиеном. В качестве вспенивающих агентов служат легкокипящие углеводороды (пентан, изопентан, петролейный эфир, дихлорметан) или газообразователи (диаминобензол, нитрат аммония, азобисизобутиронитрил). Кроме того, в состав пенополистирольных плит входят антипирены (класс горючести Г1), красители, пластификаторы и различные наполнители.

Способы получения[править | править код]

Значительная доля получаемого пенополистирола производится вспениванием материала парами низкокипящих жидкостей. Для этого используется процесс суспензионной полимеризации в присутствии жидкости, которая способна растворяться в исходном стироле и нерастворима в полистироле, например, пентана, изопентана и их смеси. При этом образуются гранулы, в которых легкокипящая жидкость равномерно распределена в полистироле. Далее эти гранулы подвергают нагреванию паром, водой или воздухом, в результате чего они значительно увеличиваются в размерах — в 10-30 раз. Получившиеся объёмные гранулы спекают с одновременным формованием изделий.

Свойства пенополистирола[править | править код]

Пенополистирол, который был получен методом вспенивания легкокипящей жидкости, представляет собой материал, состоящий из тонко-ячеистых гранул, спекшихся между собой. Внутри гранул пенополистирола есть микропоры, между гранулами — пустоты. Механические свойства материала определяются его кажущейся плотностью: чем она выше, тем больше прочность и ниже водопоглощение, гигроскопичность, паро- и воздухопроницаемость.

Основные виды производимого пенополистирола[править | править код]

• Беспрессовый пенополистирол: EPS (Expanded Polystyrene); ПСБ (Пенополистирол суспензионный беспрессовый); ПСБ-С (Пенополистирол суспензионный беспрессовый самозатухающий). Изобретён BASF в 1951 г.
• Экструдированный пенополистирол: XPS (Extruded Polystyrene); Экстрол, Пеноплэкс, Стирэкс, Техноплекс, Технониколь, URSA XPS
• Прессовый пенополистирол: различные зарубежные марки; ПС-1; ПС-4
• Автоклавный пенополистирол: Styrofoam (Dow Chemical)
• Автоклавно-экструзионный пенополистирол^[8]

Применение[править | править код]

Пенополистирол чаще всего используется как теплоизоляционный и конструкционный материал. Области его применения: строительство, вагоно- и судостроение, авиастроение. Довольно большое количество пенополистирола применяется как упаковочный и электроизоляционный материал.

• В военной промышленности — как утеплитель; в системах индивидуальной защиты военнослужащих; как амортизатор в шлемах.
• В производстве бытовых холодильников как теплоизолятор (в СССР это серийно производившиеся холодильники «Ярна-3», «Ярна-4», «Визма», «Смоленск» и «Арагац-71») до начала 1960-х гг., когда пенополистирол был вытеснен пенополиуретаном.
• В производстве тары и одноразовой изотермической упаковки для замороженных продуктов^{[9][10][11][12]}
• В строительстве зданий — применение пенополистирола в России в строительной отрасли регламентируется государственными стандартами^[13][14][15] и ограничивается использованием в качестве среднего слоя строительной ограждающей конструкции. Пенополистирол широко применяется для утепления фасадов (класс горючести Г1). Потенциально высокая пожароопасность этого материала требует обязательного проведения предварительных натурных испытаний^[16]. В августе 2014 года ФГБУ ВНИИПО МЧС России отметил^[17], что применение в конструкции СФТК («Системы фасадные теплоизоляционные композиционные») в качестве утеплителя (теплоизоляции) основной плоскости фасада плиточного пенополистирола (только тех марок, которые указаны в ТС), не являющегося материалом для отделки или облицовки внешних поверхностей наружных стен зданий и сооружений, противоречит требованиями Статьи 87, части 11 ФЗ № 123-ФЗ^[18] и пункта 5.2.3 СП 2.13130.2012. В июле 2015 года вступил в силу современный ГОСТ 15588-2014 «Плиты пенополистирольные теплоизоляционные. Технические условия», указывающий на обязательное наличие в составе материала антипиреновых добавок, обеспечивающих пожаробезопасность (самозатухание, неспособность поддерживать самостоятельное горение) пенополистирольных плит при хранении и монтаже.
• С 1970-х гг. пенополистирол применяется при строительстве дорог, устройстве искусственных рельефов и насыпей, прокладки транспортных путей на территориях со слабыми грунтами, при защите дорог от промерзания, для снижения вертикальной нагрузки на конструкцию и в ряде других случаев. Наиболее активно используют пенополистирол в дорожном строительстве США, Япония, Финляндия и Норвегия^[19]. Требования и нормы ГОСТ к данному продукту в этих странах кардинально отличаются от Российских и стран СНГ.
• Служит материалом для производства детских игрушек, дизайнерской мебели и предметов интерьера^[20]. Так же служит материалом для создания объектов современного декоративно-прикладного и концептуального искусства^[21].

Свойства пенополистирола[править | править код]

Водопоглощение[править | править код]

Пенополистирол способен поглощать воду при непосредственном контакте^[22]. Проникновение воды непосредственно в пластмассу составляет менее 0,25 мм за год^[23], поэтому водопоглощение пенополистирола зависит от его структурных особенностей, плотности, технологии изготовления и длительности периода водонасыщения. Водопоглощение экструзионного пенополистирола даже через 10 суток нахождения в воде не превышает 0,4 % (по объёму), что обусловливает его широкое применение как утеплителя для подземных и заглубленных сооружений (дороги, фундаменты)^[24].

Паропроницаемость[править | править код]

Пенополистирол является низкопаропроницаемым материалом^[25][26].

Особенностью паропроницаемости пенополистирола является то, что она не зависит от его степени вспенивания и плотности пенополистирола и всегда равна 0,05 мг/(м*ч*Па)^{[источник не указан 2079 дней]}, что не эквивалентно паропроницаемости деревянного сруба из сосны, ели или дуба или минеральной ваты (0,55 мг/(м*ч*Па)).

Биологическая устойчивость[править | править код]

Несмотря на то, что пенополистирол не подвержен действию грибков, микроорганизмов и мхов, в ряде случаев они способны образовывать на его поверхности свои колонии^{[27][28][29][30]}.

Полистирол способны есть и переваривать мучные черви^[31][32][33].

В пенополистироле могут селиться насекомые, обустраивать гнёзда птицы и грызуны. Проблема повреждениям конструкций пенополистирола грызунами была предметом многочисленных исследований. По результатам произведенных тестов пенополистирола на серых крысах, домовых мышах и мышах-полевках установлено следующее:

1. Пенополистирол, как материал, состоящий из углеводородов, не содержит питательных веществ и не является питательной средой для грызунов (и прочих живых организмов).
2. В принудительных условиях грызуны воздействуют на экструзионный и гранулированный пенополистирол равно, как и на всякий другой материал, в тех случаях, когда он является преградой (препятствием) для доступа к пище и воде или для удовлетворения других физиологических потребностей животного.
3. В условиях свободного выбора грызуны воздействуют на пенополистирол в меньшей степени, чем в условиях принуждения, и только в том случае, если им необходим подстилочный материал или существует потребность в стачивании резцов.
4. При наличии выбора гнездового материала (мешковина, бумага), пенополистирол привлекает грызунов в последнюю очередь.

Результаты экспериментов с крысами и мышами показали также зависимость от модификации пенополистирола, в частности экструзионный пенополистирол повреждается грызунами в меньшей степени.

Долговечность[править | править код]

Одним из способов определения долговечности пенополистирола является чередованием нагревания до +40 °C, охлаждения до −40 °C и выдерживанием в воде. Каждый такой цикл принимается равным 1 условному году эксплуатации. Утверждается, что долговечность изделий из пенополистирола по данной методике испытаний составляет не менее 60 лет^[34], 80 лет^[35].

Устойчивость к действию растворителей[править | править код]

Пенополистирол мало устойчив к растворителям. Он легко растворяется в исходном стироле, ароматических углеводородах (бензол, толуол, ксилол), хлорированных углеводородах (1,2-дихлорэтан, четырёххлористый углерод), сложных эфирах, ацетоне, сероуглероде. В то же время он нерастворим в спиртах, алифатических углеводородах и простых эфирах.

Деструкция пенополистирола[править | править код]

Высокотемпературная деструкция[править | править код]

Высокотемпературная фаза деструкции пенополистирола хорошо и обстоятельно исследована. Она начинается при температуре +160 °C. С повышением температуры до +200 °C начинается фаза термоокислительной деструкции. Выше +260 °C преобладают процессы термической деструкции и деполимеризации. В связи с тем, что теплота полимеризации полистирола и поли-”’α”’-метилстирола одни из самых низких среди всех полимеров, в процессах их деструкции преобладает деполимеризация до исходного мономера — стирола^[36].

Модифицированный пенополистирол со специальными добавками отличается по степени высокотемпературной деструкции согласно сертификационному классу. Модифицированные пенополистиролы, сертифицированные по классу Г1, не разрушаются более чем на 65 % под воздействием высоких температур. Классы модифицированных пенополистиролов приведены в таблице в разделе по пожаростойкости.

Низкотемпературная деструкция[править | править код]

Вспененный полистирол, как и некоторые другие углеводороды, способен к самоокислению на воздухе с образованием пероксидов. Реакция сопровождается деполимеризацией. Скорость реакции определяется диффузией молекул кислорода. Ввиду значительно развитой поверхности пенополистирола он окисляется быстрее, чем полистирол в блоке^[37]. Для полистирола в форме плотных изделий, регламентирующим началом деструкции выступает температурный фактор. При более низких температурах его деструкция теоретически хотя и возможна в соответствии с законами термодинамики полимеризационных процессов, но из-за чрезвычайно низкой газопроницаемости полистирола парциальное давление мономера имеет возможность изменяться только на наружной поверхности изделия. Соответственно ниже Тпред = 310 ˚С деполимеризация полистирола происходит только с поверхности изделия, и ею можно пренебречь для целей практического применения.

Д.х.н., профессор кафедры переработки пластмасс РХТУ им. Менделеева Л. М. Кербер о выделении стирола из современного пенополистирола:

«В условиях обычной эксплуатации стирол окисляться никогда не будет. Он окисляется при гораздо более высоких температурах. Деполимеризация стирола действительно может идти при температурах выше 320 градусов, но всерьёз говорить о выделении стирола в процессе эксплуатации пенополистирольных блоков в интервале температур от минус 40 до плюс 70 °C нельзя. В научной литературе имеются данные о том, что окисления стирола при температуре до +110 °C практически не происходит».

Также эксперты утверждают, что падение ударной вязкости материала при 65 °C не отмечено на интервале 5000 часов, а падение ударной вязкости при 20 °C не отмечено за 10 лет.

Токсичная природа стирола и способность пенополистирола выделять стирол считается европейскими экспертами недоказанной. Эксперты, как в строительной, так и в химической отрасли либо отрицают саму возможность окисления пенополистирола в обычных условиях, либо указывают на отсутствие прецедентов, либо ссылаются на отсутствие у них информации по данному вопросу.

Кроме того, сама опасность стирола изначально часто преувеличивается. Согласно крупномасштабным научным исследованиям, проведённым в 2010 г. в связи с прохождением обязательной процедуры перерегистрации химических веществ в Европейском Химическом Агентстве в соответствии с регламентом REACH, были сделаны следующие выводы:

• мутагенность — нет оснований для классификации;
• канцерогенность — нет оснований для классификации;
• репродуктивная токсичность — нет оснований для классификации.

Более того, необходимо иметь в виду, что стирол естественным образом содержится в кофе, корице, клубнике и сырах.

Таким образом, основные опасения, связанные с особой токсичностью стирола, якобы выделяющегося при использовании пенополистирола, не подтверждаются^[36].

Пожароопасность пенополистирола[править | править код]

Пожароопасность необработанного пенополистирола[править | править код]

Немодифицированный пенополистирол (класс горючести Г4) — легковоспламеняющийся материал, воспламенение которого может произойти от пламени спичек, паяльной лампы, от искр автогенной сварки. Пенополистирол не воспламеняется от прокаленного железного провода, горящей сигареты и от искр, возникающих при точке стали^[38]. Пенополистирол относится к синтетическим материалам, которые характеризуются повышенной горючестью. Он способен сохранять энергию от внешнего источника тепла в поверхностных слоях, распространяя огонь и инициируя усиление пожара^[39].

Температура воспламенения пенополистирола колеблется от 210 °C до 440 °C в зависимости от добавок, используемых производителями^[40][41]. Температура воспламенения конкретной модификации пенополистирола определяется согласно сертификационному классу.

При воспламенении обычного пенополистирола (класс горючести Г4) в короткое время развивается температура 1200 °C^[38], при использовании специальных добавок (антипирены) температура горения может быть снижена согласно классу горения (класс горючести Г3). Горение пенополистирола проходит с образованием токсичного дыма различной степени и интенсивности в зависимости от примесей, добавленных к пенополистиролу для снижения дымообразования. Дымовыделение токсичных веществ в 36 раз больше по объёму чем у древесины.

Горение обычного пенополистирола (класс горючести Г4) сопровождается образованием токсичных продуктов: циановодорода, бромоводорода и т. д.^[42][43].

По указанным причинам изделия из необработанного пенополистирола (класс горючести Г4) не имеют сертификатов допуска для применения в строительных работах.

Производители используют модифицированный специальными добавками (антипиренами) пенополистирол, благодаря которым материал имеет различные классы по воспламенению, горючести и дымообразованию.

Таким образом, при корректном монтаже, в соответствии с ГОСТ 15588-2014 «Плиты пенополистирольные теплоизоляционные. Технические условия», пенополистирол не представляет угрозы для пожаробезопасности зданий. Технология «мокрого фасада» (WDVS, EIFS, ETICS), которая подразумевает применение пенополистирола в качестве утеплителя в ограждающей конструкции, находит большое применение в строительстве.

Модифицированный пенополистирол для пожарной безопасности[править | править код]

Для снижения пожароопасности пенополистирола при его получении к нему добавляют антипирены. Полученный материал называется самозатухающим пенополистиролом (класс горючести Г3) и обозначается у ряда российских производителей дополнительной буквой «С» в конце (например — ПСБ-С)^[44].

01.05.2009 вступил в действие новый федеральный закон ФЗ-123 “Технический регламент о требованиях пожарной безопасности”. Изменилась методика по определению группы горючести горючих строительных материалов. А именно, в статье 13, пункт 6 появилось требование, исключающее образование капель расплава в материалах с группой Г1-Г2^[45]

Учитывая то, что температура плавления полистирола около 220°C, то все утеплители на основе этого полимера (в том числе экструдированный пенополистирол) с 01.05.2009 будут классифицированы группой горючести не выше Г3.

До вступления ФЗ 123 в силу, группа горючести марок с добавлением антипиренов характеризовалась как Г1.

Снижение горючести пенополистирола в большинстве случаев достигается заменой горючего газа для «надувания» гранул на углекислый газ^[46].

Литература[править | править код]

• Кабанов В. А. и др. т.2 Л – Полинозные волокна // Энциклопедия полимеров. — М.: Советская Энциклопедия, 1974. — 1032 с. — 35 000 экз.

ru.wikipedia.org