Пенополистирол физические свойства
Haikara.ru

Строительный портал

Пенополистирол физические свойства

Мировой опыт

Для применения пенопластов из стиролора, оптимального их использования и обеспечения функциональной надежности на длительное время необходимо обладать знаниями их свойств. Эти пенопласты отличаются от обычных материалов именно тем, что свойства последних уже в достаточной степени известны. Так например, известно, что сталь может ржаветь, дерево — гнить, стекло — разбиваться, а картон теряет свою прочность под воздействием влаги. Уровень информированности о свойствах пенопластов из стиропора часто значительно ниже. В данном выпуске Технической информации рассматриваются свойства, имеющие существенное значение для применения указанных материалов.

  1. Физические свойства
  2. Химические свойства
  3. Биологические свойства

Важным свойством пенопластов из стиропора является их механическая прочность при воздействии нагрузок от короткой до средней длительности.

Пенопласты из стиропора классифицируются по ДИН 7726 как „жесткие пенопласты». Под нагрузкой наблюдается вязкоупругая реакция, что отличает их от поведения хрупко-твердых материалов. Поэтому, в соответствии с ДИН 53421 производится не измерение прочности при давлении, а измерение напряжения сжатия при 10% деформации при сжатии (таблица 1). Это значение лежит, однако, уже в зоне необратимой деформации и имеет значение только как параметр материала (например. при контроле качества), т.к. механические свойства пенопласта зависят от его кажущейся плотности.

Для характеристики нагрузочной способности при длительных нагрузках существенными являются значения, лежащие ниже границы 2%-ной деформации при сжатии.

В проекте общеевропейской нормы „Теплоизоляционные материалы для строительства» описана технология определения долгосрочных параметров ползучести теплоизолирующих пенопластов из стиропора (ППС) при сжатии. Эта технология может в будущем применяться для оценки допустимой нагрузки на практике и проверки поведения материала в условиях длительного сжатия.

Принцип расчета определяется математической формулой, т.н. „уравнением Финдли».

При выполнении заранее определенных предпосылок можно рассчитать долгосрочную деформацию на любой заданный интервал времени. Экстраполякия допустима, однако, не более чем на 30-кратный по сравнению с длительностью испытания период (см. диаграммы на рис. 1).

В таблице 1 приведены также значения прочности при сдвиге, изгибе и растяжении. Эти параметры тоже возрастают по мере увеличения кажущейся плотности.

Таким образом, целесообразно оценивать прочность пенопласта только в сочетании с кажущейся плотностью.

Рис. 1 Поведение пенопласта из стиропора при значениях кажущейся плотности 15, 20 и 30 кг/м 3 и при различных значениях установившегося во времени давления

Еще одним важным физическим свойством жестких пенопластов из стиропора является их великолепные изолирующие свойства по отношению к теплу и холоду. ППС состоит из полистирола. Отдельные ячейки имеют форму полиэдров (многогранников) размером от 0,2 до 0,5 мм с толщиной стенки 0,001 мм. Эти ячейки полностью замкнуты. Пенопласт, таким образом, состоит на прибл. 98% из воздуха и только на 2% из полистирола. Решающим фактором, определяющим теплоизоляционные свойства, является замкнутый в ячейках воздух, который, как известно, обладает очень высокими теплоизоляционными показателями. В противовес другим пенопластам, содержащим иные газы, воздух не покидает ячейки этих пенопластов и их теплоизоляционные свойства сохраняются на постоянном уровне.Теплоизоляционная способность материала определяется его теплопроводностью. Теплопроводность же — это количество тепла (в ваттсекундах), которое при постоянном перепаде температур в 1 К за одну секунду проходит через плоскопараллельный слой вещества толщиной 1 м и поперечным сечением 1 м 2 от более теплой стороны к более холодной. Единица измерения теплопроводности Вт/(м • К). Измерение теплопроводности производится по ДИН 52 612 и, как показывает график на рис. 2, при прочих постоянных условиях определяется кажущейся плотностью (кг/м 3 ) пенопласта. У пенопластов с низкой кажущейся плотностью теплопроводность выше. Она понижается с ростом кажущейся плотности, проходит свой минимум в диапазоне от 30 кг/м 3 до 50 кг/м 3 , а затем начинает постепенно возрастать. Замеренные по ДИН 52 612 значения теплопроводности для пенопласта из стиропора с кажущейся плотностью 20 кг/м 3 при 10°С составляют от 0,033 до 0,036 Вт (м • К).

Рис. 2 Теплопроводность пенопластов из стиропора при различных значениях кажущейся плотности и среднем значении температуры +10° С

Вода и водяной пар

Необходимо принципиально различать водопоглощение и диффузию водяного пара.

В отличие от многих других веществ пенопласты из стиропора не гигроскопичны. Даже находясь под водой, они поглощают очень незначительные количества влаги. Поскольку стенки ячеек непроницаемы для воды, она может просачиваться только по каналам между отдельными, связанными друг с другом ячейками. Это означает, что поглощаемое количество воды зависит как от технологических свойств ППС,так и от условий его переработки, в частности, от процесса вспенивания.

Водопоглощение измеряется по ДИН 53 434. В качестве пробных образцов берутся преимущественно полуфабрикаты и готовые изделия, предусмотренные для практического использования. Как видно из таблицы 1, водопоглощение практически не зависит от кажущейся плотности. Через 28 дней оно может достигать 3% (объемных).

Водопоглощение при выдерживании в воде играет лишь незначительную роль для большинства случаев применения материала и представляет интерес только в особых ситуациях. К таким ситуациям относится использование материала в подземных и фундаментных сооружениях, в поверхностных и подъемных поплавках и т.п.

Диффузия водяного пара

В отличие от воды, водяной пар, содержащийся в воздухе, может при определенном перепаде температур постепенно проникать (диффундировать) в пенопласт и выпадать (конденсироваться) в виде воды при понижении температуры. По отношению к такой диффузии водяного пара различные вещества проявляют большую или меньшую устойчивость. Диффузионное сопротивление(рЭ) определяется произведением коэффициента сопротивления диффузии водяного пара (р) на толщину слоя (Б). Коэффициент сопротивления диффузии водяного пара (р) — это безразмерная величина, которая показывает, во сколько раз сопротивление материала превышает сопротивление воздушного слоя такой же толщины (для воздуха р = 1).

Металлы характеризуются чрезвычайно высокими значениями коэффициента сопротивления диффузии и, поэтому, металлическая фольга применяется в пароизолирующих прокладках. Между двумя крайними значениями для воздуха и для металлов располагаются значения для всех прочих материалов. Жесткие пенопласты могут иметь, в зависимости от кажущейся плотности, различные значения коэффициента сопротивления диффузии водяного пара, лежащие в интервале от р = 20 до р = 100 (см. таблицу 1, расчетные значения по ДИН 4108). При расчете точки росы следует использовать наиболее неблагоприятное для строительной конструкции значение.

Нижняя температурная граница применения жестких пенопластов из стиропора в строительстве практически отсутствует. Объемное сжатие следует учитывать в тех случаях, где это необходимо по температурным условиям (например, при строительстве складов-холодильников). При работе в условиях повышенных температур значение максимально допустимой температуры зависит от длительности температурного воздействия и механической нагрузки на пенопласт (см. таблицу 1).

В случае кратковременного воздействия(склеивание с помощью горячего битума) пенопласт из стиропора может в ряде случаев выдерживать и температуры, значительно превышающие 100°С. При более длительной температурной нагрузке, превышающей 100°С, вспененная структура начинает размягчаться и спекаться.

Все материалы подвержены определенным изменениям размеров, независимо от того, идет ли речь о сырьевых материалах, полуфабрикатах или фасонных изделиях. В случае пенопластов из стиропора различают варианты изменения размеров как в связи с воздействием тепла, так и из-за дополнительной усадки.

Изменение размеров в связи с воздействием тепла

Коэффициент теплового расширения пенопластов из стиропора лежит в интервале от 5 • 10″5 до 7 • 10-5, что соответствует интервалу изменения от 0,05 мм до 0,07 мм на 1 м длины и 1 градус Цельсия. Это означает, что при изменении температуры на прибл. 17°С имеет место обратимое изменение длины равное 0,1 %, т.е. 1 мм/м.

В случаях применений, при которых материалы находятся под воздействием значительных температурных колебаний, необходимо предусматривать особые конструктивные меры.

Необходимо учитывать также и уменьшение размеров (сжатие) пенопластов из стиропора при низких температурах. Если принять за опорную температуру 20°С и считать, что в режиме использования материал охлаждается до -20°С,то в таком экстремальном случае элемент длиной 40 см укорачивается на прибл. 1 мм. Это должно быть учтено при конструировании.

Изменение размеров из-за дополнительной усадки

Дополнительной усадкой называют уменьшение размеров пенопласта, произведенного более 24 часов тому назад, т.е. после того, как завершилась наступающая непосредственно после изготовления усадка, которая частично связана с охлаждением материала.

Уменьшение размеров протекает сначала сравнительно быстро, затем все более и более замедляется и приближается к граничному значению, при котором дополнительная усадка уже не вызывает необходимости в каких-либо специальных конструктивных мерах.

В зависимости от условий переработки и кажущейся плотности пенопласта, дополнительная усадка пенопластовых плит из стиропора лежит в интервале от 0,3% до 0,5%.

Значительная доля дополнительной усадки заранее снимается путем определенной длительности хранения пенопластовых плит на предприятии- изготовителе.

На рис. 3 представлена кривая изменения остаточной дополнительной усадки через 14 дней после изготовления. Конечное значение достигается через приблизительно 150 дней и лежит в пределах от 1,5 мм до 2 мм на метр (от 0,15% до 0,2%). Такое изменение размеров допустимо почти во всех случаях строительного применения. В отличие от теплового изменения размеров, дополнительная усадка необратима.

Если в отдельных случаях оказывается желательным иметь еще более низкий уровень дополнительной усадки, то плиты должны перед употреблением соответственно вылеживаться.

Рис. 3 Изменение остаточной дополнительной усадки пенопластовых плит из стиропора через 14 дней после изготовления

Таблица 1 Физические характеристики пенопластов из стиропора

Таблица 2 Устойчивость пенопластов из стиропора к воздействию химических веществ

+ утойчив: пенопласт не разрушается даже при длительном воздействии

+ -условно устойчив: при длительном воздействии пенопласт может дать усадку или разрушается поверхностный слой

— неустойчив: пенопласт более или менее быстро дает усадку или растворяется

Ассортимент продукции включает в себя стиропор VFН 106, из которого могут производиться пенопласты, обладающие более высокой стойкостью к воздействию неароматичных углеводородов, чем пенопласты из стиропора других марок. Пригодность этого материала для применения в том или ином случае должна обязательно проверяться.

Влияние излучений и атмосферных условий

Излучения высоких энергий, например, коротковолновое УФ-излучение, рентгеновское или у-излучение вызывают при длительном воздействии возникновение хрупкости структуры пенопласта. Этот процесс зави¬сит от вида излучения, дозы и длительности воздействия. На практике имеет значение только УФ-излучение. При длительном воздействии ультрафиолетовых лучей поверхность пенопласта желтеет и становится хрупкой, что может приводить к эрозии из-за воздействия дождя и ветра. Влияние ультрафиолетовых лучей и эрозия надежно предотвращаются даже самыми простыми средствами, например, окраской, нанесением облицовочного слоя, кэшированием и т.п. Как показывает опыт нескольких десятилетий использования потолочных плит, доля УФ-излучения в световом потоке внутри помещений настолько мала,что пенопласту из стиропора никакого ущерба не наносится.

2. Химические свойства

Пенопласты из стиропора обладают стойкостью к воздействию многих химических веществ.

При применении клеев, окрасочных материалов, растворителей или при воздействии концентрированных паров таких веществ необходимо, однако, считаться с возможностью повреждений. Подробные сведения о химической стойкости пенопластов из стиропора приведены в таблице 2.

3. Биологические свойства

Пенопласты из стиропора не могут служить питательной средой для микроорганизмов. Пенопласт не загнивает, не плесневеет и не разлагается. Только в особых случаях, например, при сильном загрязнении пенопласта, на нем могут размножаться микроорганизмы. При этом сам пенопласт выполняет лишь функцию подложки, не принимая абсолютно никакого участия в биологическом процессе. Даже бактерии почвы не наносят материалу никакого ущерба. Вообще говоря, правильно изготовленные пенопласты из стиропора полностью отвечают соответствующим рекомендациям федерального ведомства здравоохранения Германии и, в связи с этим, допущены для производства изделий, предназначенных для пищевой продукции и пищевой промышленности. Они не обладают никакими экологически вредными свойствами и не наносят ущерба водоемам. С учетом соответствующих местных предписаний они могут устраняться или сжигаться совместно с бытовыми отходами.

Пенопласты из стиропора сохраняют стабильность формы при повышенной температуре до 85°С. При этом не наблюдается каких-либо признаков разложения или выделения ядовитых газов. Более подробная информация о поведении при высоких температурах, поведении при горении и токсичности продуктов термического разложения приведена в Технической информации Т1 0/1-130 „Пове¬дение пенопластов из стиропора при горении».

Приводимые в настоящей Технической информации сведения базируются на знаниях и опыте, которыми мы располагаем в настоящее время. В связи со значительным количеством факторов, могущих оказывать влияние на процессы переработки и использования наших продуктов, эти сведения не освобождают пользователя от проведения собственных испытаний и контроля. Данные настоящей брошюры не могут рассматриваться как обязательная в правовом смысле гарантия определенных свойств продукта или его пригодности для определенных случаев применения. Получатель нашей продукции обязан под собственную ответственность соблюдать существующие защитные права, а также действующие законы и предписания.

БАСФ Акциенгезелльшафт г. Людвигсхафен, Германия

Физические свойства и технические характеристики пенопласта

ООО»ВИК БУД ТРЕЙД»:

  • Лидер Украины в производстве качественного пенопласта
  • Предлагает полный цикл производства, продажи и поставок готовых материалов для теплоизоляции фасадов в строительстве и архитектуре
  • Продукция ТМ «ВІК БУД» отвечает всем стандартам качества и имеет необходимые сертификаты и протоколы исследований

Рекомендуемые товары

Какие свойства имеет пенопласт

Повсеместное использование пенопласта в строительстве, утеплении, при производстве и хранении различного вида продукции объясняется его доступностью. Лист пенополистирола стоит намного меньше, чем его современные конкуренты. Но дело не только в сэкономленных гривнах — пенопласт обладает набором качеств, которые позволяют ему быть незаменимым в некоторых областях применения.

Однако, часть свойств пенополистирола ограничивает возможности его применения или требует соблюдения правил эксплуатации. Рассмотрим физические и химические свойства пенопласта и определим, как и где его можно применять, а в каких случаях лучше предпочесть другой теплоизолятор.

Что такое пенопласт

Впервые пенопласт был создан в Германии в 1839 г. С тех пор он прочно вошел в мировую строительную и промышленную индустрию. В 1951 г. был изобретен беспрессовый пенополистирол (стиропор), который на сегодняшний день является самым востребованным на строительном рынке.

Пенополистирол — материал, состоящий из отдельных газонаполненных полистирольных ячеек. Он легкий, плавучий, демонстрирует высокие тепло-, звуко-, электроизоляционные характеристики. Его свойства зависят от степени вспенивания, строения ячеек, химической составляющей полимера.

Химическая формула пенопласта говорит об его экологической чистоте. Материал состоит из углерода и водорода([-СН2-С(С6Н5)Н-]n-).

Технология получения пенопласта

Изначальный размер гранул сырья предопределяют качество и сферу применения готового пенопласта. Наиболее плотные листы получаются из самых маленьких гранул. Добавление вторичного сырья также отражается на конечном продукте.

В зависимости от первоначального размера гранул во многом зависят прочностные качества конечного продукта. Чем меньше размер гранул, тем плотнее материал получится на выходе. При этом качество впрямую зависит и от добавок вторичного сырья. Сам процесс состоит из нескольких этапов.

Процесс изготовления пенопласта

  1. Многократное воздействие паром под высоким давлением на полистирол. В этот момент из сырья выходит фреон. Сырье увеличивается в объеме, в среднем, в 50 раз, получаются гранулы.
  2. Полученные шарики проходят этап кондиционирования в силосе при специальной температуре и интенсивной продувке воздухом.
  3. Из гранул в блок-форме прессуют блоки материала, которые потом охлаждают с помощью вентиляторов.
  4. Блоки кондиционируют и раскраивают на станках на листы нужной толщины и размеров.

Физико-механические свойства

В первые 24 часа пенопласт поглощает жидкость примерно в количестве 1-2% от объема материала. За эти сутки наполняются открытые на срезе ячейки. Затем объем водопоглощения замедляется и в течение 30 дней сходит на нет.

Пенопласт на 98% состоит из воздуха, который находится в замкнутых полистирольных ячейках. Воздух в ограниченном пространстве гранул остается в них и постоянно демонстрирует высокие теплоизоляционные показатели.

Теплопроводность материала при 200 С — 0,033-0,038 Вт/м*К, в зависимости от марки.

Пенопласт часто применяется для повышения звукоизоляции комнат, если уровень звука из соседних помещений не бьет рекорды, которые ставят болельщики при шумовой поддержке на трибунах. Подробнее о звукоизоляции пенопластом мы говорили в этой статье.

Прочность на сжатие

Пенопласты отличаются высокой механической прочностью при нагрузках короткой, средней длительности.

Пенопласт относят к относительно пожаробезопасным стройматериалам. Он не поддерживает горение, воспламеняется при температуре 3460 С при непосредственном контакте с огнем. Для самовозгорания материала требуется температура 4910 С.

При прекращении контакта с огнем, пенопласту достаточно 4 секунд, чтобы затухнуть самостоятельно.

При продолжительных температурных нагрузках свыше 100 градусов, пенопласт размягчается и деформируется. При этом он выдерживает краткосрочные воздействия температур выше этого показателя. Например, при склеивании горячим битумом.

Стойкость к образованию грибков

Пенополистирол не создает благоприятных условий для развития микроорганизмов, устойчив к образованию плесени из-за сухой внутренней среды.

Средний срок службы пенопласта — не менее 50 лет.

Полистирол – характеристики, свойства, область применения

Листовой полистирол (polystyrene) – одна из разновидностей термопластичных полимеров, образуемая путем полимеризации мономера стирола. Продукт относится к практичному и легкому пластику, используемому в строительстве, медицине, промышленной и сельскохозяйственной сфере. На сегодня он почти не имеет аналогов. Родственные ему материалы обладают более высокой ценой и худшими эксплуатационными характеристиками, поэтому изделия из полистирола еще долго будут востребованы на рынке.

Что это за материал?

В основе материала лежит бесцветная жидкость винилбензол, которая после прохождения полимеризации преобразуется в твердое стеклоподобное вещество с высокой степенью пропускания света. Производство продукта осуществляется несколькими способами:

  • Эмульсионный – чтобы получить полистирол листовой, винилбензол подвергают реакции в водном растворе щелочи при температуре около 95 °C.
  • Суспензионный – стирол смешивают со стабилизаторами эмульсии и полимеризируют под давлением с плавным поднятием температуры до 130 °С.
  • Блочный – для производства применяют схемы полной либо неполной конверсии с поэтапной полимеризацией сначала при t до 100 °С, затем – до 220 °С.

В рамках производственного процесса происходит образование прозрачных гранул, которые перерабатывают в лист полистирола посредством литья или экструзионным методом. Получаемый продукт имеет малую плотность и может пропускать до 90 % солнечных лучей.

Виды материала

В зависимости от способа изготовления и структурных особенностей материал может быть общего назначения (ПС), ударопрочным (УПМ) и экструдированным (вспененным).

Общего назначения

Обычный полистирол ГОСТ 20282-86 похож на акриловое стекло. Он отличается повышенной хрупкостью, но имеет хорошие диэлектрические свойства, устойчивость к кислотам и щелочам. Изготовление пластиковых гранул осуществляется блочным или суспензионным методом. В дальнейшем стеклоподобное вещество принято экструдировать в листовой материал следующих видов:

  • Гладкий плазгаль – светорассеивающий полистирол с небольшой прочностью и стойкостью к низким температурам (до -40 °C). Толщина листов составляет от 2 до 6 мм.
  • Рифленый плазгаль – листы толщиной 1,7–3 мм с тиснением, преломляющим потоки солнечного света. Наибольшее распространение он находит в светотехнической сфере и оформлении интерьера.

Ударопрочный

Данный тип материала производят путем полимеризации винилбензола с добавлением бутадиенового каучука. Ударопрочный полистирол характеризуется мягкоплавкостью, простотой в механической обработке и экологической чистотой. Степень его прочности зависит от объема добавляемого каучука. Так, содержание добавок в сверхударопрочном продукте составляет 10–15 %, а в материале средней прочности – не более 4,5 %.

В связи с каучуковой фазой полимер обладает низким уровнем светопропускания. Как правило, он представляет собой полистирол листовой черный глянцевый или матовые листы в различном цветовом исполнении. По твердости и диэлектрическим параметрам ударопрочный пластик имеет одинаковые значения с материалом общего назначения.

Экструдированный

Экструдированный ПС – это продукт с пористой закрытой структурой, которая значительно повышает его плотность. Изготовление термопласта осуществляется посредством нагревания гранул с пенообразованием и последующей экструзией в полистирол прозрачный листовой или рулонный. Сфера применения этого вида пластмассы охватывает теплоизоляцию фундаментов в гражданских и промышленных сооружениях, утепление полов, кровли, внутренних и наружных стен.

Близкими к вспененному продукту являются пенопласт и пенополистирол. Однако рассматриваемый полимер имеет более высокую плотность, отличается хорошей степенью светопропускания (до 90 %) и стойкостью к агрессивной среде. Экструдированный материал полистирол можно использовать в местах с повышенным уровнем влажности, поскольку он влагоустойчив и невосприимчив к грибкам.

Технические характеристики

Во многих сферах хозяйствования полистирольные листы служат отличным заменителем стекла. Будучи эффективным светорассеивателем, они могут использоваться в изготовлении декоративной подсветки или для остекления парников и теплиц. Но прежде чем купить полистирол, характеристики и описание этого материала следует рассмотреть в первую очередь.

Физические и химические свойства

Многие свойства полимера зависят от его молекулярной массы, способа получения и других факторов. Чем выше низкомолекулярная фракция гранул, тем ниже температура размягчения и прочность полистирола. В целом полимер общего назначения имеет следующие характеристики:

  • плотность – 1,05 г/см³;
  • коэффициент преломления – 12,59;
  • стойкость на изгиб – 103 МПа;
  • теплопроводность – 0,16 Вт/м К;
  • стойкость на растяжение – 55 МПа;
  • устойчивость на удлинение – 3 %.

Габариты тех или иных разновидностей материала могут существенно различаться, поэтому выбирая полистирол, размер листа лучше уточнять у производителя. В частности, компания «Полигаль Восток» реализует гладкий плазгаль в Москве в размерах 2050х3050 мм, рифленый – 1200х1800 мм.

Пожароопасные свойства

Значение кислородного индекса ПС составляет 17–19 %, а это значит, что негорючесть – не самая сильная его сторона. Продукт является сгораемым материалом, не теряющим своих горючих качеств даже в составе железобетонного каркаса. Если при строительстве используется полистирол, характеристики и свойства листов часто привлекают внимание пожарных служб. Поэтому при реализации продукции производители придерживаются открытой позиции и уведомляют покупателей о повышенной пожарной опасности предлагаемого товара.

Вместе с тем, полимер не склонен к самовозгоранию. Его воспламенение может происходить только при контакте с открытым огнем, но при этом он способен выделять токсичные газы. Стоит отметить, что в последние годы многие производители стремятся улучшить пожаробезопасность материала и создают негорючий полистирол, используя в этих целях различные добавки (агенты антипирена) и дымопоглощающие компоненты.

Область применения

Благодаря прочностным и светопропускающим характеристикам материал находит обширное применение в быту и хозяйственной сфере:

  • Он не имеет запаха и безопасен для человеческого здоровья, поэтому может контактировать с продуктами питания. Полистирол матовый или глянец часто применяют для производства одноразовой посуды, изготовления упаковки, детских игрушек, канцелярских товаров.
  • В строительстве полимер востребован при теплоизоляции зданий, изготовлении потолочных панелей, различных звукопоглощающих компонентов. Нередко его используют для устройства оранжерей, отделки жилых помещений или создания предметов декора.
  • Отличные диэлектрические качества материала обусловили его распространение в светотехнической сфере. Полистирол черный применяют в производстве кабеля, антенн, конденсаторной пленки.
  • Из матовых разновидностей полимера изготавливают медицинский инструментарий – системы переливания крови, шприцы, чашки Петри.
  • Такой вид продукта, как полистирол опал светорассеивающий, распространен в интерьерной и наружной рекламе, изготовлении выставочного оборудования, витрин, электротехники.

Методы обработки

Если возникла необходимость обработать полистирол, свойства этого пластика необходимо изучить с особым вниманием. Несмотря на высокую прочность, при сгибании он может резко сломаться, поэтому при сверлении под листы подкладывают деревянный брусок. Разрезание материала производится ручным инструментом или дисковой пилой. Если разрезается полистирол, толщина которого менее 2 мм, можно использовать лобзик.

Для формовки листов применяют вакуумный способ или метод нагнетания воздуха под давлением. Если планируется создание специальных покрытий, изделия подвергают металлизации или оклеивают зеркальной пленкой. Также существует возможность нанесения на полистирол прозрачный красок или печати, что особенно актуально при изготовлении рекламных конструкций.

Преимущества

По своим свойствам и эксплуатационным параметрам материал успешно конкурирует со многими другими видами термопластов. Он обладает высокой химической стойкостью и не реагирует на контакт со спиртсодержащими веществами или разбавленными кислотами. Однако нужно учитывать, что на полистирол пластик не лучшим образом воздействуют технические масла и органические растворители.

Материал отличается простотой в обработке. Он легко поддается сверлению, фрезерованию, пилению и другим необходимым работам. Если необходимо склеить полистирол, вес 1м2 и небольшая толщина позволяют сделать это без особых усилий. Его можно соединять при помощи полимерных составов или сваривать некоторыми видами сварки (термосваркой, ультразвуком).

Среди других преимуществ отметим:

  • термопластичность, позволяющая создавать пластиковые изделия любых форм и размеров;
  • большой выбор цветовой гаммы – opal, черный, белый, зеленый и др. (если вы планируете купить полистирол, фото готовых конструкций помогут подобрать нужный оттенок);
  • устойчивость к влажности и биологическая безопасность;
  • повышенная износостойкость и способность сохранять свои эстетические характеристики долгие годы.

В завершение нужно отметить, что полистирольные листы – это недорогой материал, который обходится гораздо дешевле многих своих аналогов. Разнообразные цвета и размеры полистирола позволяют покупателям подобрать приемлемый вариант, обеспечив существенную экономию средств на производственных или строительных работах.

Парники и теплицы из поликарбоната все чаще используются в загородных домах и на дачных участках.…

Построить навес из поликарбоната возле дома своими руками – достаточно простая задача для опытных строителей,…

С развитием строительных технологий на рынке появляется все больше практичных новинок, позволяющих полностью преобразить внешний…

Каждый владелец частного дома и дачи старается обустроить жилье с максимальным комфортом и уютом. При…

Сотовый поликарбонат – эффективное решение для создания светопрозрачных конструкций С момента своего появления сотовый поликарбонат…

«Полигаль» – лучший поликарбонат для теплиц и парников Высокое качество поликарбоната для теплиц делает его…

Полистирол (ПС) — это, его свойства, способы получения

Полистирол (сокращенно ПС) является прочным, бесцветным стеклоподобным материалом, который способен пропускать до 90% лучей видимого света и относится к группе синтетических полимерных продуктов класса термопластов. Обозначается химической формулой [СН2 СН (С6Н5)]n.

Сам термин «полистирол», уже исходя из его названия, говорит о том, что в качестве первичного материала выступает стирол (жидкость, обладающая достаточно неприятным и сильным запахом), а получен он посредством полимеризации.

Полистирол представляет собой полимерный материал, обладающий небольшой механической прочностью, который производится в виде прозрачных гранул, имеющих цилиндрическую форму. Из этих гранул затем изготавливают листы и другую продукцию экструзионным и литьевым способом.

Физические свойства

1. Плотность материала составляет 1060 кг/м 3

2. Насыпная плотность гранул составляет от 550 кг/м 3 до 560 кг/м 3

3. Устойчивость к перепадам температуры — материал выдерживает морозы до -40°C и жару до +60°C, при иных значениях начинает менять изначальную форму

4. Усадка линейная в форме составляет 0,4-0,8%

5. Диэлектрическая проницаемость равняется от 2,4 до 2,6

6. Электрическая прочность с частотой 50Гц — 20-23 кВ/мм

7. Теплоемкость имеет значение 34х10 3 Дж/кг*К

8. Электрическая прочность составляет частоту 50 Гц

9. Тангенс угла при диэлектрических потерях с частотой 1 МГц имеет значение 3-4х10 -4

10. Термическая стойкость может достигать до 100°C, а температурное значение, при котором материал начинает плавиться —

11. Не происходит растворения материала в простых эфирах, низших спиртах, алифатических углеводородах, уксусной кислоте, воде и фенолах, устойчив к действию минеральных и растительных масел, растворам солей

12. Растворение происходит в углеводородах (хлорированных и ароматических), сложных эфирах, ацетоне

Для улучшения качественных характеристик полистирола проводят его сополимеризацию с разнообразными виниловыми мономерами. Немаловажное значение также имеют привитые и блок-сополимеры стирола, которые имеют высокую ударную вязкость. Проведение данного процесса имеет название модификации материала.

В производстве получают 3 способами:

Самый 1-й метод получения — это эмульсионный способ (ПСЭ), предполагающий ведение процесса со значительной скоростью при достаточно умеренном температурном режиме. Для производства полистирола таким способом требуется вода, регулятор, инициатор процесса полимеризации и эмульгатор. Сам процесс полимеризации выполняется при температуре от +85°C до +95°C, и подходит к концу, когда остается менее 0,5% свободного стирола. Эмульсионный способ позволяет на выходе получить высокомолекулярный полимер, но материал при этом не получится в конечном счете «чистым», а будет иметь желтоватый оттенок за счет того, что не представляется возможным удалить полностью все посторонние включения.

Суспензионный способ (ПСС) используется для изготовления пенополистирола и сополимеров. Выполняется этот метод в реакторах с рубашкой для нагрева и при непрерывном смешивании, с использованием таких компонентов, как инициатор процесса полимеризации (в роли него применяют перекись бензола, гидроперекись кумола и др.), стабилизатор, эмульсии. Температура в ходе процесса постепенно увеличивается (до +120°C), и процесс полимеризации длится 12-15 ч. В результате теплового воздействия получается суспензия. Из нее путем разделения неоднородных систем получают нужное вещество, подвергающееся промыванию и высушиванию.

Самым эффективным считается блочный способ (ПСМ), обеспечивающий получение полимерного вещества с высокой молекулярной массой и почти свободного от остаточного мономера. Изготовление данным методом возможно осуществить путем термически инициируемой полимеризации в массе с использованием двух или трех реакторов колонного типа, оборудованных механическими устройствами для смешивания и соединенных в последовательном порядке. Процесс полимеризации выполняется в несколько стадий в бензоле. Температура в ходе данного процесса идет на повышение до 200°C. Выпускают произведенный таким образом полистирол в виде мелкодисперсного или крупнозернистого порошка, а также в виде гранулята, имеющего размер не больше 10-16 мм.

Сравнительная таблица физико-механических свойств полистирола, полученного разными методами

Показатель Блочный Эмульсионный Суспензионный
Плотность, кг/м 3 1050 — 1060 1050 — 1070 1050 — 1060
Разрушающее напряжение при растяжении, МПа 39,2 39,2 — 44 41,1
Ударная вязкость, кДж/м 2 19,6 — 21,6 21,6 19,6 — 27,4
Относительное удлинение при разрыве, % 2,0 2,0 2,0
Твердость по Бринеллю, МПа 137 — 157 137 — 196 137 — 157
Теплостойкость по Вика, °С 95-100 100-105 105
Тангенс угла диэлектрических потерь при 10 6 Гц 4 — 10 -4 2 — 10 -4 — 3 — 10 -4 4 — 10 -4
Диэлектрическая проницаемость при 10 6 Гц 2,4-2,7 2,6 2,5-2,6
Содержание остаточного мономера, % 0,5 — 0,8 0,15-0,2 0,1-0,5
Водопоглощение за 24 ч, % 0,07 0,01-0,02

По назначению выделяют 3 основных вида полистирола:

2. Общего назначения

Полистирол, относящийся к первому виду — ударопрочный или модифицированный, представляющий собой бесцветный материал, который может быть покрашен в разные цвета. Этот пластик обладает такими свойствами, как легкоплавкость, высокая прочность, морозоустойчивость, легкость механической обработки. Поэтому данный материал и используется в столь разных областях — от рекламной индустрии до строительства. Он достаточно гибок и прост в обработке, совместим с пищевой продукцией и способен выдерживать температурные колебания от -30°C до +70°C.

Основные виды ударопрочного полистирола:

1. Сверхударопрочный полистирол, с содержанием каучука от 10% до 15%, SHIPS — Super High Impact Polystyrene

2. Полистирол высокой ударной прочности, с содержанием стирола от 92,5% до 91% и каучука от 7,5% до 9%, HIPS — HighImpactPolystyrene

3. Полистирол средней ударной прочности, с содержанием стирола от 96,5% до 95% и каучука от 3,5% до 4,5% каучука, MIPS — MiddleImpactPolystyrene

Технические характеристики ударопрочного полистирола:

1. Модуль упругости при растяжении составляет не менее 1800 МПа

2. Прочность при изгибе составляет не менее 35 МПа

3. Глянец под углом 60° составляет не менее 100

4. Прочность при растяжении составляет не менее 21 МПа

5. Модуль эластичности составляет не менее 50 МПа

6. Относительное удлинение составляет не менее 45%

Полистирол общего назначения — прозрачный материал, который отличается хрупкостью и ломкостью, легко деформирующийся вследствие незначительных надрезов или ударов. Если сравнить его с ударопрочным, то этот полистирол обладает меньшей гибкостью и эластичностью. Изготавливается с помощью суспензионного и блочного метода, и используется для изготовления изделий разнообразными способами термического формования. Возможности применения данного полимера ограничивает повышенная чувствительность к УФ-излучению, но в то же время высокий уровень прозрачности материала позволяет применять его в роли более доступного аналога оргстекла.

Технические характеристики полистирола общего назначения:

1. Модуль упругости при растяжении составляет от 2850 МПа до 2930 МПа

2. Прочность на изгиб составляет от 80 МПа до 104 МПа

3. Предел хрупкости составляет от 60°C до 70°C

4. Предельная прочность на разрыв — 3%

5. Максимальная температура эксплуатации составляет от 75°C до 105°C

6. Стеклование составляет от 80°C до 113°C

7. Плотность составляет от 1,04 г/см 3 до 1,06 г/см 3

Экструдированный полистирол изготавливается посредством экструзии и представляет собой листы прозрачные, цветные или молочные. Используется данный материал при долговременном сроке эксплуатации под постоянным воздействием УФ-излучения. Сфера применения достаточно обширна. Используется данный вид полистирола при изготовлении фурнитуры, дверей, пленок, оконных стекол, перегородок и пр. Экструдированный полистирол также является универсальным материалом для строительства, благодаря простоте в монтаже, устойчивостью к влаге, химическим воздействиям, грибкам.

Технические характеристики экструдированного полистирола:

1. Модуль упругости составляет от 3200 МПа до 3500 МПа

2. Предел прочности при изгибе составляет от 75 МПа до 80 МПа

3. Предел прочности при растяжении составляет от 45 МПа до 55 МПа

4. Коэффициент линейного расширения составляет 8х10-5 1/0°C

5. Прозрачность — 90%

6. Относительное удлинение — 1,3%

7. Ударная вязкость — 14 кДж/м 2

Маркировки

В мире используются следующие типовые аббревиатуры:

1. Полистирол — PS (ПС)

2. Полистирол общего назначения — GPPS (ПСЭ, ПСС или ПСМ — маркировка зависит от способа получения материала)

3. Полистирол средней ударопрочности — MIPS

4. Полистирол ударопрочный — HIPS (УПС, УПМ)

5. Полистирол вспенивающийся — EPS (ПСВ)

Аббревиатура MIPS используется сравнительно редко.

Области применения

Благодаря своим исключительным свойствам, полистирол применяют:

— в бытовой и хозяйственной сфере для изготовления детских игрушек, ведер, упаковочных материалов, тары, канцелярских товаров, принадлежностей для кухни и пр.;

— в строительстве необходим при изготовлении звукопоглощающих компонентов, потолочных панелей, при тепловой изоляции зданий. Также этот материал используется при создании предметов декора, отделки жилых площадей, для устройства оранжерей и пр.;

— для медицинского оборудования и инструментария, включая различное лабораторное оборудование и инструменты для одноразового использования, которые изготавливают из матовых разновидностей полимера;

— распространение в светотехнической сфере (производство конденсаторной пленки, антенн, кабеля) обусловлено отличными диэлектрическими качествами полистирола;

— в военном деле полистирол входит в некоторые виды напалма;

— в отрасли сельского хозяйства при производстве контейнеров для хранения овощей, теплиц, сельскохозяйственного инвентаря и пр.

— сополимеры стирола с высокими показателями твердости находят применение в сферах, где требуется пластик для изготовления ударопрочных изделий.

Полистирол является высококачественным и одновременно доступным материалом, который обладает отличными показателями влагостойкости, химической стойкости, прекрасными термоизоляционными и прочими свойствами. Обусловлено массовое использование данного материала в различных сферах жизни человека невысокой стоимостью и экологической безопасностью. Пока что не имеет аналогов, которые были бы способны его полностью заменить. Похожие материалы либо стоят гораздо дороже, либо обладают худшими эксплуатационными характеристиками. Полистирол, скорее всего, еще длительное время будет востребован как в России, так и за рубежом.

Физические свойства пенополистирола

08:00 — 19:00 ежедневно
8 (4012) 99 99 22

Собственное производство

Металлическая черепица

Профилированный лист

Металлический сайдинг

Профиль для гипсокартона

Крепления для профиля

Пенополистирол (пенопласт) — теплоизоляционный материал белого цвета. Микроскопические тонкостенные клетки полистирола заполнены воздух­ом (ПСБ) или углекислым газом в случае, если это самозатухающийся пенополистирол (ПСБ-С).

В строительстве интенсивно применяются качественные теплоизоляционные пенополистирольные плиты со стойкими свойствами, низкой стоимостью, простым и быстрым монтажом.

Более полувека, пенополистирол используется при утеплении фасадов с наружным штукатурным слоем.

На сегодняшний день различают пять основных видов производимого пенополистирола:

  • Прессовый пенополистирол.
  • Беспрессовый пенополистирол.
  • Экструзионный пенополистирол.
  • Автоклавный пенополистирол.
  • Автоклавно-экструзионный пенополистирол.

Энергоэффективность и теплопроводность

Коэффициент теплопроводности — основная характеристика теплоизоляционных материалов.

Примерный расчёт толщины стен из однородного материала для выполнения требований СНиП 23-02-2003 «Тепловая защита зданий»
Материал стены Коэффициент теплопроводности Требуемая толщина в метрах
Вспененный пенополистирол 0,039 0,12
Минеральная вата 0,041 0,13
Клееный деревянный брус 0,16 0,5
Пенобетон 0,3 0,94
Керамзитобетон 0,47 1,48
Кладка из дырчатого кирпича 0,5 1,57
Газосиликат 0,5 0,47
Шлакобетон 0,6 1,88
Кладка из силикатного полнотелого кирпича 0,76 2,38
Железобетон 1,7 5,33

Влагостойкость

Теплоизоляционные пенополистирольные плиты не гигроскопичны. Проницание воды в утеплитель составляет не более 0,25 мм за год. Влагостойкость пенополистирола основывается от его структурных характеристик, технологии производства, плотности и продолжительности времени водонасыщения.

Канадская ассоциация строителей разработала и провела ряд испытаний над вспененным пенополистиролом и они выяснили степень воздействия на утеплитель агрессивных погодных условий. В ходе эксперимента материал замораживался и размораживался 50 раз в 4% растворе хлорида натрия. Соляной раствор обеспечивал суровые условия испытания. По итогам эксперимента не выявлено никакого воздействия ни на структуру, ни на сохраность структуры утеплителя.

Пожаробезопасноть

Антипирены (специальные модифицированные добавки) добавляемые производителями пенополистирола, благодаря которым материалу присваиваются различные классы по дымообразованию, воспламенению и горючести.

Данное вещество добавляется в пенополистирол для существенного снижения пожароопасности материала.

В соответствии сертификационного класса, пенополистирол с добавлением антипиренов отличается по степени высокотемпературной деструкции. Пенополистирол сертифицированный по классу Г1 — слабогорючий, степень повреждения по длине испытываемого образца не более 65 процентов.

«Деполимеризация стирола может идти при температурах выше 320°С, но всерьёз говорить о выделении стирола в процессе эксплуатации пенополистирольных блоков в интервале температур от -40°С до +70°С нельзя. В научной литературе имеются данные о том, что окисления стирола при температуре до +110°С практически не происходит».

Экспертизой доказано отсутствие падения ударной вязкости утеплителя при температуре +65°С в периоде 5000 часов. Так же не выявлено падения ударной вязкости при +20°С в течении 10 лет.

Пенополистирол маркированный буквой «С» в конце названия (например — ПСБ-С) — называется самозатухающимся (класс горючести Г1).

Монтаж производимый в соответствии СНИП 3.04.01-87 «ИЗОЛЯЦИОННЫЕ И ОТДЕЛОЧНЫЕ ПОКРЫТИЯ» и нормам ГОСТа 15588-2014 «Плиты пенополистирольные теплоизоляционные. Технические условия», не является угрозой пожароопасности строительных сооружений.

Биологическая и химическая нейтральность

Зачастую вредность стирола входящего в состав пенопласта или пенополистирола часто преувеличивают.

Проведённые Европейским Химическим Агентством в 2010 г. крупномасштабные научные исследования в соответствии с регламентом REACH, опубликованы следующие выводы:

  1. Мутагенность — нет оснований для классификации;
  2. Канцерогенность — нет оснований для классификации;
  3. Репродуктивная токсичность — нет оснований для классификации.

Эксперимент доказал что, токсичность стирола, не выделяется при использовании утеплителя.

Срок службы пенополистирола

Во время эксплуатации материал не вызывает раздражения кожи, экземы или раздражения дыхательных путей, и глаз. Для работы с материалом не требуется специальных инструментов или снаряжения. Резка возможна с использованием простых инструментов, таких как, ручная пила или нож. Монтаж пенополистирольных плит достаточно простой процесс благодаря низкому весу утеплителя. Всё это делает пенополистирол безопасным и практичным при эксплуатации в гражданском, промышленном и транспортном строительстве.

Монтаж пенополистирола

Долговечность эксплуатации подтверждена различными испытаниями. В 1999 г. Шведский королевский технологический институт опубликовал результаты исследования, научно-исследовательской работы. Опыты обозначили минимальные сроки службы строительных материалов в конструкциях зданий. Так для пенополистирола минимальный срок службы был определён в 60 лет.

Компания «Деловая Русь» производит качественные кровельные и фасадные материалы с 1997 года. Мы предлагаем клиентам продукты соответствующие всем требованиям надёжности, безопасности и комфорта.

Читать еще:  Резиновое покрытие для детских площадок технология укладки
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector