Что такое пенопласт (пенополистирол)
Статья расскажет, что собой представляет пенопласт, из чего его изготавливают. Перечислены основные достоинства и недостатки этого материала.
Надеемся, вы уже читали нашу статью о том, насколько вреден пенополистирол, какую угрозу может представлять для человека. Также в этой публикации мы подробно рассказали о том, какие этапы включает в себя технологический процесс производства данного материала.
Итак, теперь переходим непосредственно к теме.
На страницах Vyborstm.ru публиковалась не одна статья, посвященная пенополистиролу. Однако мы никогда детально не рассматривали, что такое пенопласт. Поэтому сегодня решили заполнить этот пробел. Ведь перед использованием любого материала нужно четко знать, что он из себя представляет.
Содержание
- Пенопласт — что это такое?
- Пенополистирол бывает разный
- Важные достоинства материала
Пенопласт — что это такое?
Это материал, который представляет собой пластические массы, наполненные газом (воздухом). Зачастую это вспененный полистирол. Именно поэтому есть второе название — пенополистирол.
Размеры многоячеистых гранул обычно составляют около 5-15 мм. Состав гранул: примерно 2% полимера, а все остальное (98%) — это воздух.
Технология изготовления пенопласта включает вспучивание полимера с использованием высокой температуры и давления, а также с применением специального газообразователя.
Как говорили выше, основную часть занимает газ (98%). И благодаря этому плотность пенополистирола намного ниже по сравнению с плотностью полимера (исходного материала).
Что это дает?
Очень многое. За счет этого пенопласт обладает высокими звукоизоляционными свойствами.
В материале имеется большое количество тонких эластичных перегородок, между которыми — воздух. Это создает плохие условия для прохождения звуковых колебаний.
Также очень важное свойство пенопласта — низкая теплопроводность (высокая теплоизоляция). Это достигается за счет того, что каждая ячейка практически исключает протекание конвекционных потоков. Иначе говоря, в пенопласте воздух находится в связанном состоянии, его перемешивание (с активной передачей тепла) невозможно. В этом весь смысл.
Пенополистирол бывает разный
Ранее на страницах Vyborstm.ru мы рассказывали о разновидностях пенопласта. Здесь же вкратце скажем следующее.
Для изготовления этого материала могут использоваться различные технологии и составы сырья (включая и технологии обработки). За счет этого можно получать пенополистирол с разными характеристиками (плотность, стойкость к внешним воздействиям, механическая прочность). Это определяет область применения того или иного вида материала.
Например, для изготовления пенопласта могут использоваться полиуретан, поливинилхлорид, полистирол…
Теперь понятно, что такое пенополистирол (пенопласт)?
Важные достоинства материала
- Высокая теплоизоляция. Не зря широко используется для утепления самых различных конструкций.
- Низкая звукопроводимость. Это значительно расширяет область применения пенопласта.
- Простота в обработке, эксплуатации. Легко режется, приклеивается и т. д.
- Хорошие показатели прочности на сжатие. Конечно, это зависит от плотности материала. Выше плотность — выше прочность.
- Не подвержен влиянию каких-либо микроорганизмов. Ввиду отсутствия благоприятной среды для их развития.
- Очень низкая масса. Легкость пенополистирола упрощает процесс крепления, укладки, транспортировки и т. д.
Однако нужно учитывать, что на рынке есть некачественные пенопласты, которые очень токсичны. Если вы решили использовать этот материал, то обязательно имейте дело с проверенными производителями, требуйте у продавцов сертификат качества. Особенно, если вы планируете использовать пенополистирол для обустройства жилого помещения.
И помните: при горении пенопласт выделяет вредные, ядовитые вещества. Поэтому пожаробезопасность должна быть на первом месте.
На этом всё. Надеемся, эта статья помогла вам понять, что такое пенопласт и каковы особенности этого материала. Успехов в строительстве!
Пенопласт
Пенопласт
Пенопласт (пенополистирольные плиты) – это теплоизоляционный материал белого цвета. Пенопласт (пенополистирол) представляет собой влагостойкие гранулы размером от 1 до 5 мм, спекшиеся между собой под воздействием высокой температуры. Производство пенопласта осуществляется методом термального вспучивания гранул полистирола при воздействии газообразователя. Гранулы пенополистерольного пенопласта имеют огромное количество (миллионы) тонкостенных микроячеек неоднородных по структуре, что многократно увеличивает общую площадь соприкосновения пенопласта с воздухом. Вследствие этого пенополистерольные плиты почти полностью состоят из воздуха (порядка 97%), что и о
бусловило их основные теплоизоляционные свойства.
Пенополистерол легко резать, складировать, перемещать – он весьма удобен в применении. Из пенопласта при помощи резки можно изготавливать всевозможные декоративные формы. Пенопласт практически не подвержен гниению, обладает низким водопоглощением. При производстве пенопласта его горючесть уменьшают добавлением антипирена, а после применения этих добавок пенополистерол становится самозатухающим, он гаснет не более чем через 4 секунды после удаления источника огня. Пенополистирол является самым распространенным утеплителем в строительстве, находит свое применение в панельном домостроении, в качестве внутреннего (или внешнего) теплоизоляционного слоя стеновой панели, полов, фундамента, кровли.
Высокая стойкость к нагрузкам пенополистирола: Кратковременная и долговременная стойкость к нагрузкам – одно из важнейших свойств пенополистирола. Стойкость к нагрузкам значительно выше, чем у минеральных плит (минваты).
Влагостойкость пенополистирола и воздухопроницаемость: Водопоглощение пенополистирола существенно ниже, чем у минеральной плиты (минеральной ваты). При длительном погружении в воду плиты пенополистирольные впитывают всего доли процентов воды от своего объемного веса (это свойство пенополистерола позволяет использовать его для утепления фундаментов при прямом контакте пенопласта с грунтом). Воздухопроницаемость, что позволяет пенопласту «дышать», свидетельствует этому опыт. В стеклянную трубку поместили пенопласт (как пробку) сверху налили воды…пенопласт не пропустил воду…с другой стороны(снизу) к пенопласту приставили трубку через которую пустили воздух..и что вы думаете..на поверхности пенопласта стали образовываться пузыри с воздухом (бульки) и всплывать на поверхность воды….это свидетельствует о том чт
о пенопласт пропускает воздух..т.е.дышит.
Звуконепроницаемость и ветрозащитное действие пенополистирола: Пенополистирольным плитам не нужна дополнительная ветрозащита. При утеплении пенопластом существенно улучшается звукоизоляция конструкций.
Сохранение стабильных размеров пенополистирола: Пенопласт остается полностью стабильным в строительной конструкции – причем в течение всего срока эксплуатации строения: не садится, не уменьшается в размерах, не сдвигается.
Удобство использования пенополистирола: Благодаря малому весу пенополистерольные плиты удобны и легки в обращении.
Долговечность пенополистирола: В течение всего срока жизни строения качество свойств пенопласта не ухудшается. Низкая влагопоглощаемость материала обеспечивает сохранение стойкости к нагрузкам и теплоизолирующую способность во влажных условиях эксплуатации. На поверхности пенополистерола не образуется питательной среды для роста бактерий и микроорганизмов, он не гниет, не плесневеет и не преет, является химически стойким.
Трудновоспламеняемость пенополистирола: Все марки пенополистерола изготовлены из сырья, содержащего огнестойкую добавку – антипирен, добавляемый в материалы с целью обеспечения огнезащиты. Современный пенопласт не поддерживает самостоятельного горения более 4 секунд и без источника огня попросту тухнет.
Температура эксплуатации пенополистирола составляет от -200 до +80° С. Все марки пенопласта соответствуют требованиям СТБ 1437-2004 и ГОСТ
Экологичность пенополистирола: Химическая формула пенопласта [-СН2-С(С6Н5)Н-]n-. Как видно, в полистироле нет ничего, кроме водорода и углерода. Именно это позволяет производить из пенопласта ульи (а пчелу сертификатом и словами не обманешь), рыбные ящики в которых приходит к нам рыба из Норвегии, одноразовая посуда и т.п.
И самое важное, низкая теплопроводность пенополистирола: Даже тонкий слой пенопласта работает как термос: держит как тепло, так и холод в зависимости от ситуации. Наружное утепление стены пенопластом толщиной 12 см по теплоизоляции сопоставимо кирпичной стене толщиной 2 метра. Так же при наружном утеплении точка росы (образование воды) находится внутри пенопласта, что значительно продлевает срок службы самой стены.
Марка по новому ГОСТу
Марка по старому ГОСТу
Плотность, кг/м3
Цена, руб/м3, с НДС
ППС10
ПСБ-С-15
10,5-11,0
2100
ППС16Ф
ПСБ-С-25 фасад
15-15,5
3450
ППС20
ПСБ-С-35 обл
20,0
4150
ППС25
ПСБ-С 35
25,0
5200
Полистирол Использование, характеристики, производство и определение
Полистирол представляет собой тип полимера, который является прозрачным, жестким, хрупким и умеренно прочным в немодифицированном состоянии. Это пластик, полученный путем полимеризации, который сочетает в себе строительный блок, называемый стиролом. Полистирол используется в различных формах, в том числе в виде пены, пленки и жесткого пластика, для различных применений, от упаковки пищевых продуктов до защиты электроники. В то время как использование полистирола является гибким и имеет низкую скорость усадки, он также медленно течет и может стать хрупким. Полистирол безопасен для пищевых продуктов, хотя со временем он может выщелачивать стирол. Он обычно используется в литье под давлением и производится такими компаниями, как Dow и Trinseo.
Что такое полистирол?
Полистирол, также известный как полифенилэтен, представляет собой полимер, состоящий из повторяющихся молекул, называемых стиролом. Это термопластичный полимер, то есть он размягчается и плавится при нагревании и может быть использован повторно. Это отличный электрический изолятор и устойчив к химическим веществам, таким как кислоты и щелочи. Твердый полистирол прозрачен из-за отсутствия кристаллического расположения молекул стирола. Это хрупкий материал с плохой устойчивостью к ультрафиолетовому излучению. Он также имеет относительно низкую температуру стеклования 100ºC, при которой полимер начинает размягчаться перед плавлением. Полистирол имеет код вторичной переработки 6, его можно расплавлять и повторно использовать в различных формах.
Полистирол обычно комбинируют или сополимеризуют с другими соединениями для получения пластмасс с улучшенными свойствами. Например, полистирол соединяется с метилметакрилатом с образованием поли(стирол-со-метилметакрилата) или ПСММА. Полученный материал имеет более высокую прозрачность с повышенной устойчивостью к ультрафиолетовому излучению и химическому воздействию. Другой популярный пластик под названием акрилонитрил-бутадиен-стирол (АБС) получается в результате сополимеризации акрилонитрила и бутадиена с полистиролом. В результате АБС обладает высокой прочностью на растяжение, свариваемостью, формуемостью и стабильностью размеров.
Для чего используется полистирол?
Полистирол используется во всех отраслях промышленности, от игрушек и деталей товаров народного потребления до изоляционных и упаковочных материалов. Он также является ингредиентом для синтеза новых пластмасс. Полистирол используется в твердом, пленочном и вспененном виде, образует полимерную матрицу в композитах, служит основой для сополимеризованных пластмасс.
- Твердая или жесткая форма: этот тип полистирола является прозрачным, жестким, хрупким и умеренно прочным в немодифицированном состоянии.
- Вспененная форма: наиболее заметным применением полистирола является вспененная форма, также известная как вспененный полистирол (EPS).
- Форма пленки: Пленки из полистирола прозрачны, прочны и пригодны для печати.
- Композиты: Полистирол используется в качестве базовой полимерной матрицы для изготовления композитов, армированных волокном.
- Сополимерный полистирол: полистирол обычно комбинируют с другими соединениями для синтеза пластмасс с уникальными свойствами. К ним относятся ABS, SBR, SAN и HIPS.
Полистирол используется в устройствах, медицинских изделиях и автомобильных деталях. В бытовых приборах пенополистирол используется в качестве изоляции, а его жесткая форма используется для корпусов и кожухов. Электроника также использует жесткую форму этого материала для корпусов и кожухов. Полистирол также безопасен для пищевых продуктов, поэтому он используется в сфере общественного питания в качестве жесткой посуды и контейнеров для еды и напитков, а также полистироловой пленки в качестве части упаковки мяса и еды на вынос. Медицина также использует этот материал в пробирках и чашках Петри. Строительство также выигрывает от этого материала, так как в качестве утеплителя используется пенополистирол. Другой отраслью, в которой используется полистирол, является автомобилестроение, где используется чистый полистирол для детских защитных сидений и композиты из этого материала для автомобильных кузовов и компонентов.
Тарелки и чашки могут быть изготовлены из полистирола, звукопоглощающая пена и защитное ламинирование плакатов и других изделий. Ветряные турбины и коррозионно-стойкие трубы также могут быть изготовлены из полистирола. Его сополимеризованные формы ABS, SBR, SAN и HIPS могут использоваться для различных применений: от прототипов, напечатанных на 3D-принтере, до резиновых прокладок для оптических волокон и автомобильных бензобаков.
Каковы преимущества процесса литья пластмасс под давлением?
Преимущества литья полистирола под давлением заключаются в низкой усадке, формуемости и гибкости для использования в смешанной и вспененной форме. Полистирол, как и все термопласты, пригоден для повторного использования и легко формуется. Он также имеет низкую усадку в процессе литья пластмасс под давлением. Обычно полистирол дает усадку менее 0,5%, что мало по сравнению с другими пластиками, полученными литьем под давлением. Это свойство позволяет фиксировать сложные детали конструкции деталей. Кроме того, полистирол меньше коробится и позволяет производить детали однородной формы, что позволяет конструкторам точно прогнозировать размеры готовых деталей.
Пенополистирол также можно использовать в процессе литья под давлением, называемом формованием структурной пены, для создания жестких, но легких конструкций для различных применений. Сополимерный полистирол также подвергается литью под давлением для производства деталей с улучшенными механическими свойствами.
Каковы недостатки процесса литья пластмасс под давлением?
Недостатками процесса литья пластмасс под давлением из полистирола являются низкий индекс текучести расплава, высокая температура плавления и короткий диапазон температур. Полистирол плавится при относительно высокой температуре плавления от 210 ºC до 250 ºC, что требует более высоких энергозатрат для выполнения процесса литья под давлением. Полистирол также имеет низкий индекс текучести расплава с типичным значением от 12 до 16 г/10 мин, что представляет собой легкость текучести расплавленного пластика в процессе литья под давлением, измеряемую в граммах текучести пластика за 10 минут.
Температурный диапазон, при котором полистирол начинает размягчаться и плавиться, относительно невелик, поэтому процесс необходимо тщательно контролировать и разрабатывать соответствующим образом. Немодифицированный полистирол также является хрупким, из-за чего детали могут выйти из строя во время извлечения деталей из формы. Должна быть тщательно продумана конструкция выталкивающего штифта, чтобы детали могли выдерживать изгибающее напряжение, возникающее во время выталкивания. Сополимеризация полистирола с такими соединениями, как каучук или бутадиен, также часто используется для улучшения ударной вязкости материала и уменьшения хрупкости пластика.
Как полистирол влияет на здоровье человека?
Полистирол влияет на здоровье человека, высвобождая стирол, когда он начинает выщелачиваться после длительных периодов времени, что может повлиять на центральную нервную систему. Однако при случайном проглатывании материал заставит кого-то задохнуться, только если кусок достаточно большой. Стирол, основной строительный блок полистирола, считается потенциальным канцерогеном Международным агентством по изучению рака Всемирной организации здравоохранения. В 19В 80-х годах Агентство по охране окружающей среды США (EPA) смогло показать, что стирол был обнаружен в 100% образцов человеческого жира, взятых в 48 штатах США. Хроническое воздействие стирола опасно для здоровья человека. Он влияет на центральную нервную систему, вызывая головные боли, усталость и спутанность сознания.
Является ли полистирол токсичным?
Полистирол не токсичен, но воздействие молекул стирола в течение длительного времени может вызвать различные проблемы со здоровьем. Молекулы стирола могут выщелачиваться из контейнеров из полистирола в пищу и легко попадать в организм человека. Обычно считается, что полистирол безопасен до тех пор, пока он не начнет осыпаться или не произойдет миграция стирола в виде микро- или наночастиц. Несколько научных исследований связывают воздействие стирола с риском развития рака. Молекулы стирола, вымываемые из контейнеров с едой и напитками, увеличивают вероятность проглатывания этих молекул.
Используется ли полистирол для литья пластмасс под давлением?
Да, полистирол используется для литья пластмасс под давлением; это наиболее часто используемый пластиковый материал для литьевых деталей. Полистирол можно формовать под давлением как в твердом, так и в пенном виде. Литье под давлением твердого полистирола обеспечивает такие свойства, как низкая усадка, что делает детали менее склонными к короблению. Кроме того, он хорошо фиксирует сложные детали конструкции деталей. Из-за своей высокой молекулярной массы он имеет низкий индекс текучести расплава, что может удлинить производственный цикл. Полистирол также используется в процессе, называемом формованием конструкционной пены. Это модифицированный процесс литья под давлением с процессом выдувания или вспенивания перед впрыскиванием материала в форму. Этот процесс производит детали, которые являются жесткими и легкими. Хрупкость полистирола и низкий индекс расплава обычно улучшаются путем его сополимеризации или смешивания с другими материалами для облегчения процесса литья под давлением. Это также позволяет производителю производить детали с высокой точностью и хорошим качеством поверхности.
В чем разница между полистиролом и полипропиленом?
Различие между полистиролом и полипропиленом заключается в их долговечности; в отличие от полистирола, полипропилен устойчив к большему количеству форм повреждений. И полистирол, и полипропилен являются полимерами, то есть большими молекулами с повторяющимися более мелкими структурными единицами или мономерами. Стирол является мономером для полистирола, тогда как пропилен для полипропилена. Полипропилен является одним из наиболее часто используемых пластиков в производстве предметов домашнего обихода, пищевых контейнеров, деталей электроники, упаковки, автомобильных компонентов и других отраслях промышленности. В отличие от полистирола, полипропилен более устойчив к ультрафиолету и органическим растворителям.
Несмотря на то, что оба имеют схожие экономические преимущества, их применение различается в зависимости от их физических свойств, формы и производственного процесса. Полипропилен — прочный и небьющийся пластик, что делает его более универсальным и долговечным, чем полистирол. Полипропилен устойчив к высоким температурам и автоклавируется (процесс стерилизации паром при высокой температуре). Полистирол не автоклавируется, но используются другие методы стерилизации, такие как гамма-излучение. Полипропилен также обычно пригоден для повторного использования, в то время как полистирольные пластмассы, особенно те, которые используются для упаковки, утилизируются после однократного использования. При использовании литья под давлением полипропилен имеет более высокий индекс текучести расплава и более низкую температуру плавления, чем полистирол. Это делает процесс литья полипропилена под давлением менее энергоемким, с более быстрым производственным циклом. Преимущество использования полистирола по сравнению с полипропиленом заключается в том, что он имеет более низкую скорость усадки, что может повлиять на качество и точность конечного изделия из пластика. Вспенивать можно как полипропилен, так и полистирол. Однако, в отличие от полистирола, полипропилен в форме волокна используется для изготовления канатов с превосходной прочностью и долговечностью.
Заключение
Полистирол является популярным материалом во многих областях применения, от деталей потребительских товаров до изоляционных и упаковочных решений. Его формуемость и низкая усадка делают полистирол пригодным для литья под давлением. Кроме того, полистирол является базовым материалом для различных процессов сополимеризации для производства более качественных пластиков с уникальными свойствами. Он также используется в качестве полимерной матрицы для нескольких композитных материалов.
Думаете заказать изделия из полистирола? Инженеры Xometry готовы помочь вам выбрать, какой материал и технология производства сделают ваш дизайн-проект успешным. Начните свое предложение с Xometry сегодня.
Заявление об отказе от ответственности
Содержание, представленное на этой веб-странице, предназначено только для информационных целей. Xometry не делает никаких заявлений и не дает никаких гарантий, явных или подразумеваемых, в отношении точности, полноты или достоверности информации. Любые рабочие параметры, геометрические допуски, особенности конструкции, качество и типы материалов или процессов не должны рассматриваться как представляющие то, что будет поставляться сторонними поставщиками или производителями через сеть Xometry. Покупатели, которым нужны расценки на детали, несут ответственность за определение конкретных требований к этим частям. Пожалуйста, ознакомьтесь с нашими условиями для получения дополнительной информации.
Волдеб Х. Тесфамариам
Волдеб Х. Тесфамариам — инженер-механик, занимающийся промышленным проектированием и производством. Он увлечен зелеными технологиями и с энтузиазмом относится к использованию умного дизайна, моделирования, новых технологий производства и Интернета вещей (IoT) для поиска инновационных решений проблем, с которыми сталкивается человечество, таких как изменение климата, энергетический кризис и загрязнение.
Полистирол | химическое соединение | Британика
полистирол
См. все материалы
- Связанные темы:
- органическое соединение пенопласт
См. все сопутствующие материалы →
полистирол , твердая, жесткая, блестяще прозрачная синтетическая смола, полученная путем полимеризации стирола. Он широко используется в сфере общественного питания в качестве жестких подносов и контейнеров, одноразовой столовой посуды, чашек, тарелок и мисок из вспененного материала. Полистирол также сополимеризуется или смешивается с другими полимерами, что придает твердость и жесткость ряду важных пластиковых и резиновых изделий.
Стирол получают реакцией этилена с бензолом в присутствии хлорида алюминия с получением этилбензола. Бензольная группа в этом соединении затем дегидрируется с получением фенилэтилена или стирола, прозрачного жидкого углеводорода с химической структурой CH 2 = CHC 6 H 5 . Стирол полимеризуют с использованием свободнорадикальных инициаторов, главным образом, в объемных и суспензионных процессах, хотя также используются растворные и эмульсионные методы. Структуру повторяющегося звена полимера можно представить в виде:
Больше из Britannica
основные промышленные полимеры: Полистирол (ПС)
Наличие боковых фенильных групп (C 6 H 5 ) является ключевым фактором свойств полистирола. Твердый полистирол прозрачен из-за этих больших кольцеобразных молекулярных групп, которые не позволяют полимерным цепям упаковываться в тесные кристаллические структуры. Кроме того, фенильные кольца ограничивают вращение цепей вокруг углерод-углеродных связей, придавая полимеру его заметную жесткость.
Полимеризация стирола известна с 1839 года, когда немецкий фармацевт Эдуард Симон сообщил о его превращении в твердое вещество, позже названное метастиролом. Еще в 1930 году для полимера было найдено мало коммерческого применения из-за хрупкости и растрескивания (минимальное растрескивание), которые были вызваны примесями, которые вызывали сшивку полимерных цепей. К 1937 году американский химик Роберт Дрейсбах и другие сотрудники физической лаборатории Dow Chemical Company получили очищенный мономер стирола путем дегидрирования этилбензола и разработали экспериментальный процесс полимеризации. К 1938 полистирол производился в промышленных масштабах. Он быстро стал одним из самых важных современных пластиков из-за низкой стоимости производства больших объемов мономера стирола, простоты формования расплавленного полимера в операциях литья под давлением, а также оптических и физических свойств материала.
Узнайте, почему пенополистирол (полистирол) перерабатывается не так часто, как мог бы.
Просмотреть все видео к этой статьеПенополистирол раньше производился с помощью хлорфторуглеродных вспенивателей — класса соединений, запрещенных для окружающей среды. причины. В настоящее время полистирол, вспененный пентаном или углекислым газом, превращается в изоляционные и упаковочные материалы, а также в пищевые контейнеры, такие как чашки для напитков, картонные коробки для яиц, а также одноразовые тарелки и подносы. Изделия из твердого полистирола включают литые столовые приборы, видеокассеты и аудиокассеты, футляры для аудиокассет и компакт-дисков. Многие свежие продукты упаковываются в прозрачные лотки из полистирола вакуумной формовки из-за высокой газопроницаемости и хорошей паропроницаемости материала. Прозрачные окна во многих почтовых конвертах сделаны из полистирольной пленки. Кодовый номер полистирола для вторичной переработки пластика — #6. Изделия из переработанного полистирола обычно переплавляются и повторно используются в пенопластовой изоляции.