Утеплитель пенополистирол: характеристики и области применения

В 1831 году впервые путём нагревания смолы бальзамного дерева Storax (Стиракс) химики получили вещество «стирол», имеющее в составе коричную кислоту, ванилин и стирол. Ранее такая смола применялась парфюмерами в составе духов и как антисептическое средство.

Пенополистирол (ППС), но же пенопласт, обязан своему появлению шведским химикам, которые в 1931 году запатентовали своё изобретение, научившись получать вспененный полистирол из стирола. Известный же сегодня ППС был синтезирован в 1950 году немецкой компанией BASF. В СССР производство началось в 1939 году прессовым методом (марка ПС-1, ПС-4), а в 1958 году — беспрессовым (марка ПСБ).

Мытищенский завод «Стройпластмасс» стал производить его в 1959 году. В 1961 году было освоено производство пенополистирола, который назвали самозатухающим (марка ПСБ-С). Методы производства постоянно совершенствуются, снижается содержание стирола в готовом изделии. Популярен так же продукт, произведённый экструзионным способом. Основным первичным сырьём является нефть, поэтому материал принято считать органическим.

Технология производства пенополистирола прессовым методом

Марки ПС-1 и ПС-4 производятся следующим образом:

1. Эмульсионный тонкодисперсный полистирол марки Б в виде белого порошка смешивается с порообразующим составляющим в шаровых мельницах, после чего пропускается через сито 0.25 — 2 мм.
2. Смесь прессуется при температуре 140°С — 170°С и удельном давлении 200 кг/см Полученные заготовки вспениваются методом направленного вспенивания в гидравлических камерах при 100°С в условиях насыщенного пара.

Выпускают в виде прямоугольных плит, полусфер и других форм, в которых заготовки опрессовывались. Геометрия изделий ограничена возможностью исполнения пресс-форм.

Беспрессовый метод получения пенопласта ПСБ и ПСБ-С

Суть процесса в следующем: под воздействием температуры свыше 80°С гранулы полистирола преобразуются из твёрдого состояния в текучее, а поданный изопентан (горючий углеводород) вскипает уже при 28°С и давлением своего пара вспенивает исходное сырьё. Далее срабатывает уникальное свойство гидрофобного материала — вспененные гранулы свариваются между собой под действием воды при сравнительно невысоких температурах 90-100°С.

Преимущества данного метода в том, что на выходе можно получить изделие любой, даже самой замысловатой конфигурации. Для повышения огнестойкости используется антиперен (тетрабромпараксирол), который добавляют в исходное сырьё в количестве 4-5%. Самозатухающий пенопласт получают введением в его состав фосфорорганических веществ.

Характеристики ППС и сферы применения

Не только российский, но и мировой рынок высоко оценил достоинства вспененного ППС. Он представляет собой материал из сваренных гранул с тонкой ячеистой структурой. Между сваренных между собой гранул существуют пустоты, доля твёрдых веществ в готовом изделии95-96%. От кажущейся плотности линейно зависит большинство свойств материала, иными словами, чем она больше, тем выше прочность и меньше паропроницаемость, воздухопроницаемость, гигроскопичность. ППС обладает устойчивостью к химическому воздействию, биологически инертен — не является пищей для плесени и грибков, грызуны им тоже не питаются, однако ценят строительные свойства и могут устроить в нём жильё.

Благодаря низкой теплопроводности λ=0.036 ВТ/м*К, в гражданском и промышленном строительстве используется как недорогой, доступный, надёжный и неприхотливый утеплитель.

Применяется для теплоизоляции стен в так называемых «мокрых фасадах», утепления откосов оконных и дверных проёмов, потолков и межэтажных перекрытий. Реже используется для термоизоляции внутри помещений преимущественно из-за своей горючести класса Г1 — Г2. Это значит, что при контакте с открытым огнём пенопласт возгорается. При удалении источника пламени не будет гореть только самозатухающий ППС маркиПСБ-2. Самовозгорание ему несвойственно.

Более того, последнее время в сети активно обсуждается вред ППС для здоровья человека при внутреннем утеплении. Приводятся данные, о том, что пенополистирол выделяет фенол, стирол, бензол и ещё длинный список «приятных» неожиданностей. Кроме того, при сгорании пенопласт выделяет фосген — боевой газ времён Первой мировой войны.

Понятно, что при таком «букете» прописывать ППС на своих квадратных метрах мало кто захочет. Может быть, это действительно мнение авторитетных специалистов, а может происки конкурирующих производителей, однако, если хозяин дома всё-таки решил использовать ППС в качестве утеплителя, лучше от греха подальше «выселить» его на улицу. Снаружи в виде «мокрого фасада» под слоем штукатурки он вряд ли будет опасен для здоровья.

Экструдированный пенополистирол — производство и характеристики

В отличие от пенопласта, экструдированный пенополистирол (ЭППС) представляет собой пластик и имеет однородную ячеистую структуру, где масса ячеек диаметром около 0.1 мм равномерно распределена и составляет единое тело.

Производится ЭППС методом вспенивания полистирола при высоком давлении и температуре. Изначально с изобретением материала, в его производстве вспенивателя применяли различные фреоны. Однако протесты экологов привели к замене фреонов на обычный углекислый газ СО². Процесс изготовления выглядит следующим образом:

1. В суспензию полистирола вносятся добавки для повышения противопожарных свойств (антипирены), для распределения осветлителя (нуклеаторы) и пигменты.
2. Производится предварительное вспенивание и вылеживание вспененных гранул.
3. Спекание полуфабриката и формовка.
4. Вытягивание полотна.
5. Охлаждение естественным путем, при этом происходит окончательное вспенивание. Иногда на мощных производственных линиях применяется принудительное охлаждение методом перекладывания.
6. Процесс стабилизации.
7. Обработка поверхности до удаления шероховатостей.
8. Нарезка и упаковка готового ЭППС.

Рынок ЭППС в Российской Федерации ежегодно растёт примерно на 25%. При всех прочих сходствах с пенопластом, его можно выделить как отличный гидроизолятор, который можно применять при утеплении фундаментов и подвалов снаружи, в том числе и на вспученных грунтах. Несложное производство ЭППС даёт возможность его изготовления на небольших линиях, чем активно пользуется малый и средний бизнес в России.