Пенопласт состав и свойства

Пенопласт. Виды и применение. Свойства и особенности. Как выбрать

Пенопласт – это газонаполненный ячеистый утеплитель, полученный в результате вспенивания полимерного сырья. Материал отличается плавучестью, легкостью и простотой обработки. Он не подвержен гниению, поражению плесенью, грибками.

Виды пенопласта в зависимости от материала производства

Получение пенопласта возможно из различных материалов. Вне зависимости от его происхождения, утеплитель практически полностью состоит из воздуха.

Налажено промышленное производство пенопласта из нескольких видов сырья:

• Полистирол.
• Полиэтилен.
• Поливинилхлорид.
• Полиуретан.

Полистирольный пенопласт отличается достаточно высокой плотностью. Он состоит из скрепленных между собой шариков одинакового диаметра. Его часто используют для производства упаковки бытовой техники, а также утеплителя для сооружений и коммуникаций. Его укладывают для снижения теплопотерь стен, потолков и полов. Под пенопластом обычно подразумевается именно данный материал, полученный путем вспенивания полистирола.

Гораздо реже встречаются пенопласты из полиэтилена, поливинилхлорида и полиуретана. Изделия из полиэтилена имеют мягкую поверхность. Такой материал используется в качестве упаковки для пищевых продуктов, в частности печенья, зефира и других продовольственных товаров, которые могут потерять товарный вид при транспортировке. Пенопласт из ПВХ – это утеплитель для инженерных коммуникаций, а также потолков и крыш в непосредственной близости к электропроводке. Он не горит и плохо плавится, поэтому стоит на порядок дороже. Пенопласты из полиуретана самые эластичные. После сдавливания они возвращаются в первоначальную форму, поэтому используются в качестве мягкого наполнителя для производства мебели.

Где применяется пенопласт

Благодаря дешевизне, материал имеет очень широкое распространение. Его используют при строительстве и изготовлении:

• Морских и речных судов.
• Спасательных жилетов и нагрудников.
• Плавающих рыболовных снастей.
• Медицинской тары.
• Демпферной упаковки для транспортировки бытовой техники.
• Моделей для литья металлов.

Для применения в перечисленных направлениях пенопластовые изделия производятся в необходимой форме, поэтому имеют узкоспециализированное назначение. К примеру, изделия для упаковки бытовой техники делаются по габаритам определенной модели стиральной машины, холодильника и т.д. После использования по назначению они непригодны к повторному применению. Такая упаковка может быть направлена на переработку.

Наиболее распространенным вариантом использования пенопласта является изготовление утеплительных плит. Они делаются различного размера и толщины. Сечение листов обычно составляет от 1 до 10 см. Габариты плит для утепления редко превышают размер 1х1 м.

Свойства материала

Благодаря пористой структуре и материалу изготовления, пенопласт обладает рядом ценных качеств:

• Эффективная теплоизоляция.
• Срок службы не менее 50 лет.
• Устойчивость к возгоранию.
• Малая масса.

Поскольку материал почти на 98% состоит из пузырьков воздуха, он препятствует теплообмену. Его используют в качестве теплоизолятора для утепления жилых и нежилых зданий, инженерных коммуникаций, автотранспорта. Все виды пенопласта совместимы с подавляющим большинством стройматериалов. В частности плиты для утепления можно штукатурить, шпаклевать и красить. Существуют минимальные ограничения по сочетанию с другими материалами. К примеру, полистирольные плиты растворяются в ацетоне.

Очень важным показателем эффективности применения пенопласта является его долговечность. Срок его службы до момента распада составляет не менее 50 лет. Продолжительная эксплуатация возможна только при полной защите изделий от проникновения солнечных лучей. При этом для пенопласта не важен температурный режим. Он может постоянно находиться как в холоде, так и жаре. При этом изделия не терпят механического воздействия. Они могут быть повреждены птицами или грызунами.

В состав пенопластов входят антипирены, что наделяет их пожароустойчивостью. Добавки препятствуют возгоранию при воздействии открытого огня. Однако при воздействии пламени все виды пенопласта, кроме поливинилхлоридного, начинают плавиться, теряют форму и в дальнейшем нуждаются в замене.

Важное достоинство пенопласта в малой массе. Материал практически ничего не весит. Это позволяет его использовать для утепления старых ветхих сооружений, фундамент в которых не рассчитан на дополнительные нагрузки. Также пенопласт применяют в качестве наполнителя при строительстве судов. Поскольку плотность материала меньше плотности воды, то он имеет высокую плавучесть. Даже небольшой отрезок утеплителя способен удерживать на воде взрослого человека. Профессиональные спасательные жилеты и нагрудники заполнены именно пенопластом.

Несмотря на пористую структуру, утеплительный слой из пенопласта не является эффективным звукоизолятором. В связи с этим его применение с целью подавления проникновения шумов нецелесообразно. В этом плане пенопластовые плиты уступают минеральной и базальтовой вате.

Неоспоримым преимуществом пенопласта является удобство его монтажа. Для работы с материалом не требуется наличие специализированного инструмента. Его резка выполняется обычным монтажным и даже кухонным ножом. Также возможно проводить раскрой электролобзиком, ножовкой по дереву. Однако при использовании острого монтажного ножа при распиле образовывается минимальное количество пыли и вырванных шариков. При резке пенопласта трение инструмента об утеплитель сопровождается характерным неприятным скрипом.

Непосредственная фиксация пенопласта возможна путем использования клеящих материалов, таких как специализированные цементные составы, жидкие гвозди, клей пена. Для механической фиксации применяются дюбель грибки. Последние имеют большую шляпку в виде зонтика, поэтому обеспечивают большую площадь контакта с пенопластом. Это исключает вырывание утеплителя.

Критерии выборов пенопласта по плотности в зависимости от значения

Покупая пенопласт можно легко ошибиться, поскольку материал предлагается в широком диапазоне плотности и размера. Что касается ошибки с выбранными габаритами, то она не столь критична, поскольку плиты утепления легко подрезаются. Главным критерием при покупке пенопласта выступает именно его плотность.

При использовании материала в качестве утеплителя под вагонку или гипсокартон достаточно плотности 15 кг/м³. Внешняя оболочка делает этот недостаток некритичным. Для утепления фасадов требуется более плотная плита, как минимум 25 кг/м³. Она достаточно твердая и устойчивая к механическим повреждениям, поэтому может сверху штукатуриться с использованием армирующей сетки. Плотность 35 кг/м³ и выше помимо теплоизоляционных качеств дает звукоизоляцию, хотя и не столь выраженную, как у минеральной ваты.

Пенопласт продается в упаковке, состоящей из нескольких плит. Они располагаются вплотную друг другу, поэтому образовывают куб или параллелепипед. Благодаря такой форме путем измерения габаритов упаковки можно определить фактический объем утеплителя в кубических метрах. После взвешивания рассчитывается точный показатель плотности материала. Зачастую информация об этом на упаковке не всегда соответствует действительности, поэтому нуждается в проверке.

Особенности использования пенопласта как утеплителя

Для утепления чаще всего используются плиты сечением 5 и 10 см. Для экономии полезного пространства при утеплении стен они закрепляются со стороны фасадов. Также возможна закладка листов пенопласта между лагами пола, межэтажного перекрытия, крыши. Наиболее технически сложным является утепление фасадов, поскольку подразумевает крепление материала на вертикальной поверхности и его дальнейшее оштукатуривание.

Для предотвращения срыва плит под ветровой нагрузкой требуется их надежное закрепление, поэтому помимо клеящих составов рекомендовано проводить и механическое крепление путем установки дюбель грибков. Они загоняются по четырем углам плиты, а также по центру. Количество креплений зависит от размера плиты. Шляпки дюбелей частично погружаются в утеплитель. Листы пенопласта плотно состыковываются между собой, перед этим на их торцы наносится монтажная пена, которая заполняет стыки и препятствует образованию мостиков холода.

Более сложным и эффективным является использование в качестве утеплителя двух слоев пенопласта толщиной по 5 см, чем одного на 10 см. Применение двухслойного пенопласта позволяет проводить укладку второго слоя со смещением, закрывая тем самым предыдущий стык.

Для оштукатуривания пенопласта применяются специализированные цементные составы. Стандартная цементно-песчаная штукатурка имеет плохую адгезию, поэтому ее применение недопустимо. Для лучшего прилипания штукатурки пенопласт можно поцарапать гвоздем или саморезом. Такое решение возможно только на плотном пенопласте.

Штукатурка наносится тонким слоем, после чего к ней приклеивается фасадная армирующая стеклосетка. Ее плотность составляет не менее 120-150 г/м². Сетка приглаживается шпателем и вдавливается в штукатурку. После этого наносится дополнительный слой штукатурки в несколько миллиметров. Это позволяет закрыть следы от крепежа и стыки сетки. После высыхания поверхность закрашивается фасадной краской.

Из чего делают пенопласт

Структура пенопласта под микроскопом

Пенопластами принято называть газонаполненные полимерные материалы с ячеистой структурой. Пенопласты производятся практически из всех известных пластмасс. Обладая практически всеми свойствами монолитных пластмасс, пенопласты в отличие от них гораздо легче, а также имеют отличные электрические характеристики, хорошие теплоизоляционные и акустические свойства. Структура вспененной пластмассы представляет собой твердую пену с ячейками, которые отделены друг от друга или сообщаются между собой и с окружающей средой. Замкнутоячеистые вспененные пластмассы принято называть пенопластами, а открытоячеистые — поропластами. Для их изготовления используют полимеры разных видов, но самым известным и распространенным считается пенопласт пенополистирол.

Рассмотрим свойства наиболее распространенных пенопластов.

Полистирольный пенопласт (ППС)

Пенопласт (пенополистирол) представляет собой вещество белого цвета, состоящее из воздуха, заключенного в огромном количестве мельчайших тонкостенных клеток из вспененного полистирола. Объемная составляющая воздуха в данном виде пенопласта в среднем 98%. Химическая формула данного вида пенопласта [-СН2-С(С6Н5)Н-]n-. Как видно из формулы, вещество полистирол состоит из водорода и углерода и не имеет дополнительных примесей. Полимерные связи полистирола достаточно прочные, поэтому он стабилен и не поддается воздействию многих агрессивных сред.

Сырьем для производства пенополистирола служит эмульсионный суспензионный бисерный полистирол. Сырье, используемое для получения изделий по беспрессовой технологии, должно включать в свой состав газообразователь. Стирол полимеризуют в присутствии порообразующего компонента или полимер насыщают им в конце цикла производства после полимеризации. Для того чтобы пенопласт обладал свойством негорючести в автоклав перед полимеризацией добавляют 3—5% антипиренов — различных бром- и хлорсодержащих органических соединений.

Первым изготовителем и автором технологии промышленного производства пенопласта считается немецкая фирма BASF, которая в 1951 г. начала выпуск пенополистирола с именем «Стиропор». Таким образом, стаж использования пенопласта в качестве утеплительного строительного материала уже 50 лет.

В настоящее время применяются разные технологии производства пенопласта, которые позволили расширить спектр его свойств, зависящих от типа исходного полимера, методик предвспенивания и выпекания.

В составе пенопласта отсутствую токсичные вещества, ограничений по его использованию нет. Это подтверждает тот факт, что вот уже на протяжении длительного времени его применяют для производства упаковок продовольственных товаров, имеющих прямой контакт с продуктами питания. Из пенопласта производятся игрушки для детей, а также добавляют в почву в качестве разрыхрытеля. При производстве пенопласта не используют никаких клеевых основ или дополнительных веществ. Склеивание «шариков» вспененного бисерного сырья происходит между собой только за счет воздействия на него пара. За все время применения пенопласта не было необходимости использовать дополнительные средства защиты (например, защитные маски или перчатки).

Полиуретановые пенопласты (ППУ)

Самым известным представителем пенополиуретанов является широко применяемый в быту поролон.

Эта разновидность пенопластов обладает свойством эластичности и имеет открытые поры, в следствии чего хорошо пропускает воздух и водяные пары, его чаще всего используют в изготовлении мебели и различных бытовых предметов, например мочалки. Также из пенополиуретана изготавливают строительные пены.

Пенопласты данного вида недолговечны, под воздействием солнца они желтеют, при этом наружный слой подвергается разрушению.

Пенополиуритановые пенопласты также очень огнеопасны, но могут быть и самозатухающими. В отличие от пенополистирольных пенопластов, их дым токсиченее, так как в его состав входит очень ядовитая синильная кислота.

Полиэтиленовые пенопласты (ППЭ)

Данные пенопласты обладают свойством эластичности. Скорее всего, Вы уже однажды его видели, потому как в тонкие листы из такого пенопласта нередко упаковывают бьющиеся и хрупкие товары.

Наиболее распространённым является экструзионный пенополиэтиленили в сокращении ППЭ. Данная разновидность пенопласта выпускается несколькими изготовителями под разными названиями. В продажу этот пенопласт поступает в виде полупрозрачных гибких листов различной толщины.

Экструзионный пенополиэтилен достаточно долговечен и в этом отношении похож на экструзионный пенополистирол.

Пенополиэтилен горит намного медленнее пенополистирола и с меньшей степенью выделения дыма.

Поливинилхлоридные пенопласты (ПВХ)

Пенопласт данной разновидности близок по своим характеристикам к экструзионному пеннополиэтилену – эластичный, в его составе нет токсичных веществ, но он сам по себе, является самозатухающим, то есть он не горит, если не окружён пламенем от постороннего источника возгорания. Но если уж горит, то выделяет очень удушливый дым, из-за того что в его составе есть синильная кислота.

Интересно? Оставьте закладку, что бы вернуться сюда позже!

Пенопласт – характеристики и свойства утеплителя

Пенопласт — это современный строительный материал, который применяется для теплоизоляции зданий и сооружений. Может использоваться как для наружных, так и для внутренних работ. Пенопласт характеристики которого мы рассмотрим в данной статье имеет целый ряд неоспоримых преимуществ. Данный материал необычайно востребован и пользуется повышенным спросом у застройщиков и строительных организаций.

Структура и состав пенопласта

Пенопласт представляет собой материал белого цвета с жёсткой вспененной структурой, в которой содержится 98% воздуха и 2% полистирола.

Для его изготовления разработана технология вспенивания полистирольных гранул, после чего эти микроскопические частицы обрабатывают горячим паром. Процедуру повторяют несколько раз, в результате чего значительно уменьшаются показатели плотности и веса материала.

Подготовленную массу подвергают высушиванию для удаления остаточной влаги. Процесс осуществляют на открытом воздухе в специальных сушильных ёмкостях. На этой стадии производства структура пенопласта приобретает окончательную форму. Размеры гранул находятся в пределах от 5 до 15 мм.

Высушенным гранулам пенопласта придают соответствующую форму в виде плит. Прессование проводится на специальных установках или станках, которые «упаковывают» пенопласт и придают ему компактную форму.

После прессования пенопласта его ещё раз обрабатывают горячим паром, в результате чего образуются блоки белого цвета с заданными параметрами ширины. Блоки нарезают специальными инструментами по размерам, которые требуются заказчику. Листы пенопласта могут иметь стандартные или нестандартные размеры. Толщина пенопласта варьирует от 20 до 1000 мм, а размеры плит имеют следующие габариты:

Технические характеристики пенопласта

Теплопроводность

Неоспоримым преимуществом пенопласта являются его уникальные теплоизолирующие способности. Это объясняется тем, что ячейки пенопласта в форме многогранников размером 0,3-0,5 мм., полностью замкнуты. Замкнутый цикл ячеек воздуха снижает теплообмен и препятствует проникновению холода.

Ветрозащитные и звукоизоляционные свойства

Стены, утеплённые пенопластом, не нуждаются в дополнительной ветрозащите. Более того, значительно повышается звукоизоляция зданий и сооружений. Высокие звукоизоляционные свойства также обусловлены ячеистой структурой пенопласта. Для качественной изоляции помещений от наружных шумов, достаточно уложить слой материала толщиной 2-3 сантиметра. Чем большей толщины будет использоваться слой пенопласта, тем лучшей шумоизоляции можно достичь в помещении.

Низкое водопоглощение

В сравнении с другими материалами пенопласт характеризуется низкой гигроскопичностью. Даже при непосредственном воздействии воды он поглощает минимальное количество влаги. Это объясняется тем, что через стенки ячеек пенопласта вода не проникает, а только просачивается по отдельным каналам сквозь связанные между собой ячейки.

Прочность и долговечность и пенопласта

Плиты пенопласта не изменяют своих физических свойств в течение длительного времени. Они выдерживают значительное давление, но при этом не деформируются и не разрушаются. Наглядным примером служит строительство взлетно посадочных полос, где пенопласт нашёл широкое применение. Степень прочности определяется толщиной плиты пенополистирола и правильной ее укладкой.

Устойчивость к биологическому и химическому воздействию

Плиты пенополистирола устойчивы к воздействию агрессивных сред, в том числе растворов солей, щелочей и кислот, морской воды, извести, гипса, цемента, битума, силиконовых и водорастворимых красок. Определённое влияние при длительном воздействии могут оказывать вещества, содержащие в своём составе животные и растительные масла, а также бензин и дизельное топливо.

При использовании пенопласта в качестве строительного материала следует избегать его контакта с агрессивными химическими составами, в числе которых:

• органические растворители (растворители красок, скипидар, уксусно-этиловый эфир, ацетон);
• насыщенные углеводороды (спирты) и продукты нефтепереработки (керосин, бензин, солярка, мазут).

Ячеистая структура, которая является основой пенопласта, контактируя с перечисленными соединениями, нарушается и может полностью в них раствориться.

Видео. Пенопласт и ацетон — химический опыт

Пенопласт является неблагоприятной средой для микроорганизмов. Однако, в случае его значительного загрязнения возможно появление и размножение вредных микроорганизмов на его поверхности.

Простота монтажа и удобство использования

Плиты пенопласта отличаются необычайно малым весом, благодаря которому легки в обращении, а их монтаж не вызывает затруднений. Их нарезают на куски необходимых размеров обычными инструментами.

Пенополистирол признан экологически чистым материалом и не выделяет вредных веществ. Поэтому строителям, работающим с ним, не требуются индивидуальные средства защиты. Материал не ядовит, не образует пыли, не раздражает кожные покровы и не обладает запахом.

Пожаробезопасность

Качественные строительные материалы должны отвечать всем требованиям пожаробезопасности и быть устойчивыми к воздействию открытого огня. Пенопласт не поддерживает процесс горения и вспыхивает при температуре, которая в два раза превышает аналогичный показатель древесины. Более того, при горении пенопласта энергии выделяется в 8 раз меньше, чем при горении древесины. Это обозначает, что температура огня при горении пенопласта значительно ниже.

Пенополистирол может воспламеняться только во время непосредственного контакта с открытым огнем. Когда воздействие прекращается, пенопласт самозатухает в течение четырёх секунд. Данные показатели характеризуют его как относительно пожаробезопасный строительный материал. Хотя производители продавцы утверждают, что он абсолютно пожаробезопасен.

Марки пенопласта в зависимости от плотности и их применение

Цифры в маркировке пенопласта обозначают его плотность, чем больше цифра тем больше плотность.

Пенопласт марки ППТ-10 применяется для:

• утепления строительных бытовок, вагончиков и контейнеров;
• теплоизоляции водопроводных труб (защита их от замерзания и повышение сроков эксплуатации).

Пенопласт марки ППТ-15 применяется для:

• звуко и теплоизоляции внутренних стен;
• утепления балконов и лоджий;
• утепления домов, квартир и других помещений;
• звукоизоляции и утепления конструкций, не испытывающих значительных механических нагрузок;
• теплоизоляции водопроводных труб (защита их от замерзания и повышение сроков эксплуатации).

Пенопласт марки ППТ-20-А применяется для:

• теплоизоляции фасадов зданий;
• изготовления декоративных и отделочных материалов.

Пенопласт марки ППТ-25 применяется для:

• звуко и теплоизоляции внутренних и наружных стен;
• теплоизоляции фундаментов и полов;
• теплоизоляции чердачных перекрытий и потолков;
• звуко и теплоизоляции мансардных помещений и крыш;
• утепления балконов и лоджий, фасадов домов и квартир;
• изготовления конструкций многослойных панелей (в том числе и железобетонных);
• обустройства подъездных площадок, обогреваемых дорожек, автомобильных боксов, стоянок автомобилей;
• гидро и теплоизоляции подземных коммуникаций;
• защиты грунтов от вспучивания и промерзания;
• теплоизоляции водопроводных труб;
• теплоизоляции канализационных стоков;
• укрепления откосов бассейнов, спортивных площадок, цветочных газонов.

Пенопласт марки ППТ-35 применяют:

• для внутренней и наружной звуко и теплоизоляция стен;
• для звуко и теплоизоляция фундаментов и полов;
• для звуко и теплоизоляция мансардных помещений и крыш;
• для утепления фасадов квартир и домов, лоджий и балконов;
• при обустройстве полов и стен холодильных камер в многоэтажных холодильниках;
• для теплоизоляции обогреваемых грунтов, вентилируемых подпольев в автомастерских;
• при прокладывании или реконструкции автомобильных дорог в условиях заболоченной местности и подвижных грунтов;
• при монтаже холодильного оборудования (вагоны-рефрижераторы, морозильные установки) и холодоизоляции складских помещений;
• для защиты оснований от промерзания и повышения их прочности при строительстве автомобильных трасс и взлётно посадочных полос;
• при прокладке и ремонте железнодорожных веток (защита от мороза, предохранение от перекосов и проседания дорог на заболоченных грунтах);
• для покрытия грунта в процессе укрепления уступов мостов и откосов насыпей.

Маркировка пенопласта дополняется условными буквенными обозначениями:

• А — плита с ровными краями в форме параллелепипеда;
• Б — плита имеет края в виде L-кромки;
• Р — плита, вырезанная по наружному размеру горячей струной;
• Ф — плита, изготовленная по наружному размеру в специальной форме;
• Н — плита пенопласта, предназначенная для наружного использования.

Приводим пример, как выглядит маркировка пенопласта:
ППТ-35-Н-А-Р 1000х500х50мм.

Недостатки пенопласта

#1. Главный недостаток пенополистирола — его горючесть. Листы пенопласта легко воспламеняются и выделяют токсичные вещества. Чтобы противостоять этому, были разработаны специальные добавки и технологии производства самозатухающего пенопласта.

#2. Конструкции из пенопласта необходимо предохранять от разрушающего воздействия растворителей и ультрафиолетового излучения. Использование пенополистирольных плит на открытом воздухе требует их защиты от солнечных лучей.

Общие свойства и характеристики пенопласта

Пенопласт. Основные понятия

Пенопласт – это разновидность композитного материала низкой плотности или пеноматериала, одним из компонентов которого является полимер, вторым компонентом – газ. Другими словами, пенопласт является наполненной газом пластической массой. Как правило, пенопласты, в отличие от поропластов, имеют строение в виде изолированных ячеек или отвердевших пен. Ячейки состоят из замкнутых полостей, которые не соединены между собой и в качестве разделителя имеют стенки полимерной матрицы. Отличие поропластов от пенопластов состоит в том, что первые обладают губчатой структурой (поры не изолированы). Система пор, связанных между собой, является главным признаком поропластов.

Отметим, что определение пенопластов и поропластов, данное выше, достаточно условно, т.к. во многих случаях в пенопласте значительное количество ячеек соединено между собой, а в поропласте может быть изолировано. На сто процентов можно говорить об изоляции лишь в том случае, если материал состоит из отдельных вспененных гранул, например популярный в строительстве пенопласт пенополистирол. Точнее будет называть пенопластом любой наполненный газом пластик, который был произведен вспениванием изначально вязко-текучей или жидкой композиции полимера с дальнейшим отверждением последней.

Производство вспененных пластмасс

Выпуск пенопластов в промышленных условиях заключается в том, что газ распределяется в полимере, который в данном случае является полуфабрикатом. Это может быть расплав, раствор, расплаве, дисперсия, жидкий олигомер и т.д. Либо в процессе производства газ не добавляется, а создаются условия для самостоятельного выделения необходимого объема газа в массе полимерного связующего. Это может происходить непосредственно в ходе синтеза или модификации исходного полимера, яркий пример такого материала – пенопласт ППУ (пенополиуретан).

Технологический процесс получения пенопластов использует разнообразные способы достижения эффекта вспенивания, их можно разделить на следующие виды:

• нагнетание газа под давлением в полимерную систему;
• добавление в полимерную систему химических агентов порофоров или газообразователей, которые при определенных условиях разлагаются с выделением газообразных соединений;
• добавление веществ, которые выделяют газ в ходе химической реакции между собой или с другими компонентами системы;
• перемешивание при помощи механических устройств в присутствии пенообразователей или так называемое «барботирование»;
• введение в полимерную матрицу легкоиспаряющихся жидкостей, создающих газовую фазу при повышении температуры;
• другие реже используемые операции.

Различные способы получения вспененной структуры позволяют варьировать свойства готовой продукции в зависимости от исходного состава системы и условий отверждения композиции. В частности, можно получить пенопласт более открытой или замкнутой структурой, разной плотности, различных размеров ячеек и т.п.

Производство пенопласта

Машины и оборудование для производства пенопластов детится на типы, которые зависят от метода получения конечного материала и технических характеристик начального полимера, предназначенного для вспенивания.

Виды пенопласта по методу производства. Экструдированный пенопласт, чаще всего встречается полиэтилен, производят из полимера вспениванием в цилиндре экструдера, либо в элементах формующей оснастки. Пенополистирол или ПСВ производится в виде бисерных гранул, содержащих легкокипящий пентан, которые затем для вспенивания обрабатываются горячим паром непосредственно в форме.

Уже упомянутый выше пенополиуретан получают и перерабатывают в изделия методом впрыска двухкомпонентной смеси на специальных заливочных машинах под давлением. Причем таким образом получают изделия и из мягкого (поролон) ППУ, и жесткого (изоляция труб, детали интерьера автомобиля), так называемого интегрального пенополиуретана. Компонентами для смеси являются полиол и изоцианат, реагирующие с выделением углекислого газа. Их химические особенности и соотношение при впрыске определяют свойства получаемых изделий. Смешение полиола и изоцианата из-за их высокой реакционной способности обычно происходит в головке высокого давления непосредственно перед впрыском в полость в формы.

Рис. 1 Мягкая мебель – основной рынок для эластичного ППУ (поролон).

Простейшие изделия из вспененных пластмасс можно получать и на стандартных машинах для переработки полимеров, например ТПА или экструзионных линиях. Для этого в состав композиции необходимо добавить специальные концентраты добавок веществ, разлагающихся в ходе техпроцесса, так называемых порофоров. Обычно при этом не достигается значительного вспенивания изделий, соответствующей экономии сырья и улучшения свойств готового продукта, однако на его поверхности могут появиться нежелательные следы выхода газа по полимерной массы – дефект «серебрения». Строго говоря, при этом методе получается слегка подвспененная монолитная деталь, а не пенопласт в классическом понимании.

Детали из поропластов можно также выпускать путем вымывания растворимого наполнителя из пластиковой заготовки. Другой редкий способ заключается в спекании порошкообразных пластмасс, причем он подходит и для других материалов, например некоторых металлов. Также пенопласт можно получать при конденсационном структурообразовании, возможного в растворах полимеров. Родственные пенопластам материалы получаются добавлением в полимерную матрицу полых наполнителей, заполненных газом, в том числе микрокапсул различной природы. Таким образом производят газонаполненные пластмассы.

Полимеры, пригодные для вспенивания, и вспениватели

Большинство известных полимеров вполне можно наполнять газами, получая пенопласт. При этом крупнотоннажные пенопласты промышленность производит в основном на основе полистирола (вспененный полистирол, ПСВ), полиэтилена (вспененный ПЭ), поливинилхлорида (пеноПВХ), полиуретанов (ППУ), полипропилена (вспененный ПП). Реже используются полиреактивные, как и ППУ, материал, например эпоксидные, карбамидные, фенольные смолы, а также кремнийорганические полимеры.

Главным образом, при вспенивании в промышленности применяются следующие газообразователи: имеющие в составе азот (азосоединения, нитросоединения, карбонат аммония и т.п.) и легкокипящие жидкости — изопентан, разновидности фреона, метиленхлорид.

Свойства изделий из пенопластов

Современная индустрия производит эластичные (мягкие) и жесткие (интегральные) пенопласты, имеющие ячейки размером 0,02—2 мм, максимум до 5 мм. Эти материалы обладают очень высокими теплоизоляционными и звукоизоляционными свойствами и очень низкой кажущейся плотностью (от 0,02 до 0,5 г/см2). Другие характеристики пенопластов, такие как механические и электрические свойства, газопроницаемость, водо- и химическая стойкость и т.п. зависят от химического состава и рецептуры изначальной полимерной системы и от метода производства и структуры изделия.

Детали из пенопласта, как правило, не нуждаются в дальнейшей постобработке. То есть количество отходов при производстве и эксплуатации таких изделий низкое. Этот факт вкупе с уже озвученными преимуществами делает пенопласт очень привлекательной для изготовителей изделий из пластиков.

Области применения пенопластовых изделий

Теплопроводность любых вспененных материалов очень низкая, что определяющих широкий спектр их применения в самых различных областях человеческой жизни.

Рис 2. Относительно новое применение пенопласта – одноразовые лотки для пищи.

Описываемые изделия широко применяются как утеплитель и звукоизоляционный материал в строительстве, теплоизоляции трубопроводов, в судостроении и самолётостроении, в машиностроении (изоляция холодильников и химических реакторов), автопроме и во многих других областях. Пенопласт применяют при производстве многослойных конструкций (сэндвич-панели), различных плавучих средств, изоляционных листов, амортизирующих прокладок. Широчайшую популярность завоевал вспененный полистирол в разнообразной таре и упаковки, в том числе для бытовой техники и электроники, а также в виде лотков для пищевых продуктов. Огромный объем производства эластичного пенополиуретана необходим для выпуска мягкой мебели, матрацев и зимней одежды. Срок эксплуатации таких изделий может достигать десятков лет.

Объявления о покупке и продаже оборудования можно посмотреть на

Обсудить достоинства марок полимеров и их свойства можно на

Зарегистрировать свою компанию в Каталоге предприятий

Пенопласт — свойства и характеристики недорогого утеплителя

Пенопласт – один из самых эффективных синтетических утеплителей, используемых для наружной и внутренней отделки дома. Он быстро приобрел популярность благодаря хорошим эксплуатационным качествам и стал распространяться в многочисленных областях частного и промышленного строительства.

Состав и структура материала

Основной компонент пенопласта – вспененный полистирол, причем самого полимера в готовом продукте содержится всего около 2% (по объему). Все остальное пространство занимает газ (природный или углекислый), заключенный в замкнутые полистирольные капсулы или ячейки. Макроструктура материала представляет собой гранулы диаметром в несколько миллиметров, спрессованные и затем разрезанные в конгломераты разной формы.

Стенки полимерных капсул обладают минимальной пористостью, поэтому в ячейки с газом почти не попадает влага. Это поддерживает низкую плотность пенопласта и сохраняет его теплоизоляционные качества. Для снижения горючести в материал вводят ряд добавок, снижающих время самостоятельного горения (без внешнего источника пламени). Благодаря этому повышается пожаробезопасность при условии кратковременного воздействия огня.

Физические свойства пенопласта

К главным характеристикам пористого полистирола относятся:

• прочность – пенопласт не отличается выдающимися прочностными характеристиками и способен крошиться и ломаться даже при слабом механическом воздействии. Его можно легко повредить при помощи острых предметов или просто ударив по поверхности. Чтобы снизить вероятность разрушения, пенопласт покрывают слоями более твердого материала, равномерно распределяющего внешние нагрузки;
• гибкость – пенополистирол слабо поддается изгибающим воздействиям и может сломаться под ними в любой момент. По этой же причине пенопластовые плиты устанавливают лишь стационарно, избегая любых крутящих нагрузок;
• теплопроводность – наличие в полых капсулах газов (естественных теплоизоляторов) обеспечивает материалу низкий коэффициент теплопередачи. Этому также способствует отсутствие конвекции внутри пор из-за их малого диаметра. Чтобы полностью прогреть кусок пенопласта до заданной температуры, понадобится длительное время;
• склонность к усадке – свободнолежащие плиты из пенополистирола поддаются незначительной усадке, вызванной силой тяжести. Величина усадки составляет 1,5-3 мм в течение шести месяцев. По окончании этого срока естественное уплотнение материала прекращается;
• температурное расширение – при повышении температуры линейные размеры плиты увеличиваются (процесс является обратимым). Численные показатели расширения соответствуют примерно 1 мм на 1 м плиты пенопласта при изменении температуры на 15-20 °С;
• паропоглощение – пенопласт менее стоек к диффузионному проникновению влаги, чем к воздействию жидкой воды, поэтому в особо влажных помещениях его поверхность дополнительно прикрывают слоем металлической фольги. При ее отсутствии часть водяных паров может проникать через слой материала и конденсироваться при снижении температуры, что отрицательно влияет на всю теплоизоляционную систему.

Химические свойства

К эксплуатационным параметрам материала, обуславливающим долговечность под действием внешних факторов, относятся:

1. химическая устойчивость – пенополистирол невосприимчив ко многим веществам, кроме растворителей и кислот-окислителей. Смеси на основе ацетона, эфиров и легких углеводородов быстро растворяют пенопласт, не оставляя от него даже видимых следов. Со щелочами пенопласт умеренно устойчив, однако, специально подвергать их воздействию все же не стоит;
2. температурная стойкость – пенопласт имеет низкую температурную границу разрушения. Уже при 60-70 °С из него начинают выделяться газы, являющиеся продуктами деструкции исходного полимера. При температуре выше 100 °С разложение полистирола происходит особенно интенсивно и сопровождается еще большим количеством токсичных выделений. Тяжелые последствия на организм могут наступить даже спустя несколько дней после их вдыхания.

Пожарная безопасность пенопласта двояко трактуется сторонниками и противниками материала. Первые утверждают про его высокую устойчивость к пламени, аргументируя это тем, что подожженный пенопласт практически не поддерживает огонь без постороннего источника тепла. Вторые сетуют на выделение большого количества газов при пожаре, вредных для человека. При объективном рассмотрении пенопласт – довольно горючее вещество, требующее правильного обращения при отделке зданий.

Видео: Пенопласт (пенополистирол, ППС, EPS). Преимущества и недостатки.

Биологические свойства пенопласта

Пенопласт относится к группе строительных материалов, которые не поддаются воздействию микроорганизмов. Из-за слабого водопоглощения на поверхности пенопласта очень медленно образуется плесень. Грибковые поражения пенополистирола можно наблюдать лишь в очень влажных помещениях с отсутствующей вентиляцией.

В отличие от бумаги или древесины, пенопласт не разрушается при появлении плесени, а ее налеты можно легко очистить с поверхности вручную. Деструкция утеплителя, наблюдаемая на протяжении длительного времени, связана не с биологическими факторами, а с действием ультрафиолета, тепла и кислорода воздуха.

Применение пенопласта в ремонте и строительстве

Благодаря невысокой стоимости, малой плотности и хорошим теплоизоляционным качествам, пенопласт используют во всех строительных сферах – от возведения капитальных стен до отделки помещений. Его часто рекомендуют в качестве утеплителя крыши и подкровельного пространства, уложенного снаружи и внутри здания. Чтобы получить действительно экологичную и безопасную постройку, к отделке пенопластом следует подходить с большим вниманием.

Способы использования пенополистирола:

• обшивка наружной части стен. Внешний пенопластовый слой необходимо покрыть слоем штукатурки или другого прочного материала, чтобы избежать разрушения при механическом и солнечном воздействии;
• отделка помещения изнутри. При возведении небольших домов часто используют метод несъемной опалубки, при котором промежуток между стенами из пенопластовых блоков заливается бетоном. Чтобы защитить жильцов в случае пожара, внутренний слой пенопласта нужно укрыть слоем штукатурки толщиной не менее 30 мм.
• как прослойка между двумя стенами – используется в капитальном строительстве и является оптимальным строительным решением. Такие постройки не обладают выдающимися теплотехническими характеристиками, однако, температура в них зимой все же выше, чем в домах без пенопласта, а в жару внутренние поверхности стен нагреваются меньше. Подобное расположение более безопасно с пожарной точки зрения, поскольку даже при интенсивном возгорании прослойка не сможет воспламениться.

Видео: Утепление пенопластом фасад. Как выбрать пенопласт. Как выбрать сетку для пенопласта.

Совет: при использовании пенопласта внутри помещения через него не следует прокладывать трубы отопления и подвода горячей воды, а также электрическую проводку без металлического гофрирования. Локальные перегревы в местах контакта пенопласта с коммуникациями будут приводить к ускоренному разложению полистирола и выделению вредных паров.

Выводы: пенопласт – эффективный теплоизоляционный материал, обладающий стойкостью к влаге и не изменяющий своих характеристик при условии нормальной эксплуатации. Из-за слабой устойчивости пенополистирола к высоким температурам и чрезвычайной токсичности продуктов горения следует уделять особое внимание его защите негорючими и огнестойкими покрытиями. Пенопластовые утеплители лучше всего использовать для защиты внешней стороны стен и теплоизоляции в межстенном промежутке, чтобы исключить возможность их нагрева и разложения.

Описание свойств и технических характеристик пенополистирола

Обустройство отопления в квартире обходится недешево. Сделать его качественным можно, используя экструдированный пенополистирол. Технические характеристики его находятся на высоком уровне, а потому материал считается одним из лучших в своем роде. Он не крошится, считается удобным в монтаже. Обустройство его не приводит к расходу большого объема полезного пространства в помещении.

Свойства материала

Материал отличается ячеистой структурой. Оболочка у него тонкая, сделана из полистирола. Примерно 98% его структуры заполнено воздухом. Это своеобразная твердая пена, вот почему его называют пенополистиролом. Внутри него имеется множество пузырьков. За счёт этого материала удаётся отлично удерживать тепло. Пребывающая без движения воздушная прослойка представляет собой хороший теплоизолятор.

За счет пузырчатой структуры – пенополистирол является хорошим теплоизолятором

Если сравнивать с минеральной ватой, показатель теплопроводности у этого материала невысокий. Коэффициент ее варьируется в пределах 0,028-0,034 ватт на метр на Кельвин. Чем плотнее пенополистирол, тем больше указанный показатель. Для экструдированного материала с плотностью 45 кг на кубометр указанный параметр составляет 0,03 Ватт на метр на Кельвин. Этот показатель актуален, если температура окружающего пространства не меньше -50 и не более +75 градусов.

Прочие особенности

Паропроницаемость экструдированного пенополистирола равна нулю. Если же речь идет о вспененном материале, то указанный показатель будет иным. Дело в том, что изготавливают его по другой технологии. Формовка его осуществляется посредством разрезания большого блока на фрагменты необходимой толщины. Через образованные вспененные шарики проникает пар. Он достигает воздушных ячеек.

Обычно экструдированный пенополистирол не разрезают. Из экструдера они поступают уже с гладкой поверхностью и определённой толщиной. Вот почему пар проникнуть в него не может.

Вспененный пенополистирол впитывает до 4% влаги, если его погрузить в воду. Водные виды, сделанные посредством метода экструзии, остаются почти сухими. Изделия вбирают в себя всего лишь 0,4%, то есть в 10 раз меньше воды.

Экструдированный пенополистирол (ЭППС) считается самым прочным. У него имеется самая крепкая связь между молекулами. Показатель прочности статического изгиба варьируется от 0,4 до 1 кг на кв. см. Вспененные разновидности по этой причине используются меньше. Метод экструзии признан более эффективным, потому что он предоставляет возможность получения современного материала с хорошими показателями влагостойкости и прочности.

Полистирольный пенопласт и экструзионный пенополистирол состоят из одного и того же вещества. Отличаются они по технологии создания гранул.

Обзор характеристик экструдированного пенополистирола представлен в данном видео:

Воздействие внешних факторов

Олифа, ацетон и определенные виды лаков могут повредить структуру материала и даже растворить его. В этом плане опасность представляют любые продукты, полученные вследствие перегонки нефти. То же самое касается отдельных видов спирта.

Воздействие лаков, спиртов может губительно сказаться на пенополистироле

На какие вещества не реагирует материал:

Материал не любит прямых лучей солнца. Под воздействием ультрафиолетового облучения он теряет свою прочность и упругость. Дополнительным разрушающим фактором являются погодные явления, такие как дождь, ветер и снег.

Звукопоглощение и биоустойчивость

В результате исследования удалось установить, что плесень не приживается в структуре пенополистирола. Это доказали учёные из США, которые провели соответствующие опыты в 2004 году. Заказчиком их выступали фирмы-производители из Америки.

Пенополистирол не подвержен поражению грибка и плесени

Если хочется спастись от лишних звуков с улицы, пенополистирол в этом вряд ли поможет. Он способен приглушать ударный шум, но для этого надо укладывать его толстым слоем. Что касается воздушных шумов, пенополистирол справиться с ними тоже не может. Ячейки с воздухом у него располагаются жёстко. Изнутри они изолированы полностью. Вот почему для распространяющихся по воздуху звуковых волн следует обустраивать другие преграды.

Экологичность и горючесть

Продолжительность службы полистирола довольно велика. За весь период эксплуатации материал не теряет собственных свойств. Если верить испытаниям, можно много раз его замораживать и размораживать, характеристики экструдированного пенополистирола от этого не пострадают. Материал включает в себя антипирены, а потому не подвержен воздействию огня. При этом на воздухе неизбежно случается процесс окисления.

Пенополистирол является самозатухающим материалом, поэтому не подвержен действия огня

У вспененного пенополистирола структура рыхлая, к тому же он восприимчив к механическим воздействиям и износу. Экструдированный материал меньше подвержен окислению, но рано или поздно его ожидает аналогичная участь. Пенополистирол, уложенный только что, ещё и выделяет стирол, потому что на стадии производства невозможно обеспечить полную полимеризацию. Пока этот процесс не будет завершён, выработка указанного вещества продолжается.

Профессионалы часто обсуждают вопрос о вредности пенополистирола. Производители пытаются привести различные доводы в пользу изготавливаемого ими материала. В частности, они утверждают, якобы он менее вреден, нежели древесина. Компании делают акцент на том, что при горении дерево выделяет токсичные соединения, пенополистирол же образует двуокись углерода. Однако, если температура горения превысит 80 градусов, произойдет выброс паров вредных веществ. Это соединения бензола, толуола и стирола.

Горит любой материал. Производители несколько лукавят, утверждая, якобы пенополистирол способен самостоятельно затухать. Неточным является утверждение о том, что он менее опасен, чем древесина. Если заглянуть в официальное описание в ГОСТ, можно найти информацию о том, что пенопласты относятся к группе наиболее опасных веществ.

Продолжительность службы

Если использовать пенополистирол правильно, покрывая его декоративной штукатуркой, срок его службы удастся увеличить до 30 лет. Но в реальности всё оказывается не столь прекрасно, как кажется. Долговечность понижается по причине человеческого фактора. Мастера нередко обустраивают теплоизоляцию некачественно. Да и сами заказчики порой пытаются сэкономить на материалах. Если монтажом занимался неопытный работник, то вряд ли он сможет укладывать правильно пенополистирольные плиты.

Срок службы утеплителя зависит от качества материала и правильности монтажа

Распространенной ошибкой является неправильный подсчет толщины изделий. Почему-то многие думают, что если взять толстую плиту толщиной 30 см, она будет служить дольше и обеспечит дом теплом. В реальности же он больше будет страдать от температурных перепадов и покроется трещинами. Туда без особых усилий проникнет прохладный воздух с улицы. В странах Европы, согласно установленным нормам, используют пенополистирол толщиной не больше 3,5 см.

Советы по выбору

Характеристики, свойства пенополистирола должны быть тщательно изучены перед покупкой. Он считается одним из самых популярных материалов для строительных работ.

Его преимуществами являются:

• легкость;
• доступная цена;
• способность обеспечивать комфортные температуры в помещении;
• простота работы.

С каждым годом появляется все больше производителей, утверждающих, что их пенополистирол самый лучший. Потеряться в таком широком ассортименте не составляет труда.

Сфера применения

Пенополистирол используется в качестве элемента для утепления различных объектов. Это могут быть, к примеру, водопроводные трубы.

Применяют его для работ с:

• оконными и дверными откосами;
• кровлей;
• полом;
• стенами.

Пенополистирол высокой плотности требуется там, где предъявляются высокие требования к качеству конструкций. Применение для изоляции труб является оправданным в экономическом отношении. Берут блочный пенополистирол с той целью, чтобы в случае повреждения можно было с легкостью получить доступ к трубе. Для этого убирают определенный участок защитного покрытия.

Пенополистирол активно применяется при утеплении труб

Пенополистирол находит активное применение при обустройстве транспортных путей. Его применяют потому, что он понижает вертикальную нагрузку на полотно дороги при строительстве сооружений. Его задействуют и в сфере производства СИП-панелей. Можно сказать, что область использования его почти ничем не ограничена. Он отличается небольшой плотностью, поэтому недостаточно устойчив к механическим повреждениям. Это надо учитывать, выбирая его в качестве материала для работы.

Утепление стен и полов

Чтобы работать со стенами, прибегают к двум технологиям. Согласно первой, монтируют утеплитель при помощи длинных гвоздей с широкими шляпками. Вторая методика предполагает установку посредством специальных клеящих веществ. Перед нанесением очищают рабочую поверхность от грязи. Материал также тщательно зачищают. Стену надо немного намочить. Наносят клей небольшими фрагментами с промежутком 20 см. Если работы производятся на керамзитобетонной стене, его потребуется больше.

Клей обладает пластичностью, потому позволяет быстро устранять любые дефекты, придавать плите правильное положение. Необязательно склеивать плиты по стыковому шву. Пока высыхает связующее вещество, можно закидывать досками экструзионный или блочный пенополистирол, прижав его к утеплённый плоскости. Как только клей окончательно высохнет, ее покрывают штукатуркой, укладывают облицовочный кирпич или монтируют декоративные панели.

Для утепления пола плиты используют потому, что они обладают хорошей несущей способностью и жесткостью. Благодаря хорошей изоляции, потери тепла через нижние перекрытия сводятся к нулю. Уменьшается уровень шума, проникающего через их структуру.

Укрепляют плиты пенополистирола или дюбелями или клеющей смесью

Чтобы утеплить пол, используют плиты с толщиной не более 50 мм. Кладут их поверх рулонного или сыпучего материала с изолирующими характеристиками. Располагают между лагами. Обязательной является герметизация стыковых швов между ними. После этого делают бетонную стяжку слоем в 6 см. Вместо стяжки допустимо использовать древесно-стружечные плиты. Сухой пол или бетонная стяжка играет роль амортизационного компонента. За счёт такой прослойки можно исключить попадание в конструкцию пола звуковых колебаний.

Пенополистирол был и остаётся востребованным теплоизолятором, хоть и способен выделять вредные компоненты при чрезмерном нагревании. В качестве утеплителя у него есть немало преимуществ.

Изделие можно с легкостью разрезать простым ножом, да и доступен он по минимальной цене. Он практически не впитывает влагу, при этом обеспечивает квартиру оптимальным уровнем тепла.

У материала имеются определенные недостатки, но разработчики постоянно работают над формулой. Они добавляют разного рода добавки, но никому не раскрывают своих рецептов. Пенополистирол нового поколения содержит различные компоненты для борьбы с неблагоприятными условиями среды. Это антипирены, не позволяющие распространяться огню, и предотвращающие горение. Активные работы ведутся в плане долгосрочности изделий, выработки стойкости к внешнему воздействию.