Что такое пенопласт?
Пенопласт — это особый класс материалов, который представляет собой пластические массы со вспененной структурой, белого цвета.
Структура
Большую часть объема пенопласта составляет газ. Его плотность значительно ниже, чем у материала на основе которого он изготовлен — полимера. Тепло проходит только в отдельно взятых ячейках, благодаря этому он обладает хорошими теплоизоляционными качествами.
Качественное шумоподавление обусловлено тем, что тонкие перегородки ячеек — плохой проводник для звука. Пенопласты изготавливаются почти из всех широко известных полимеров. Плотность и механическая прочность пенопласта разнится, зависит от технологии производства и обработки и от состава изначального сырья.
Из чего сделан?
Обычно в бытовых условиях мы чаще всего сталкиваемся с беспрессовым пенополистиролом. Гранулы стиропора (ПСВ / EPS) производят путём полимеризации стирола и добавляют туда пентан, который и образует поры. Пенополистирол — очень популярный теплоизоляционный материал, на 98 % состоящий из газа, заключенного в микроскопических тонкостенных ячейках из полистирола.
Процедуру вспенивания полистирола производят несколько раз и вследствие этого, плотность материала становится значительно меньше.
Потом полученную массу сушат, чтобы удалить остатки влаги. После просушивания гранулам придают форму знакомых нам плит.
Прессование делается на специальных станках, после этого пенопласт обрабатывается горячим паром.
Толщина плит пенопласта может быть от двадцати до тысячи мм. Ниже мы подробнее рассмотрим технические характеристики этого материала.
Виды полистирольного пенопласта
Беспрессовый пенополистирол ПСБ
Беспрессовый пенополистирол ПСБ более распространеный вариант. Беспрессовый пенопласт изготавливается разной плотности — от 15 до 50 кг/м³. Прочность материала определяет его стоимость, физические характеристики и сферу применения. Наиболее популярными и востребованными марками ПСБ являются: ПСБ-С 15У плотностью до 10 кг/м³, ПСБ-С 15 плотностью от 10,1 до 13 кг/м³, ПСБ-С 25, имеющий плотность в диапазоне от 15,1 до 17 кг/м³, ПСБ-С 25Ф плотностью в диапазоне от 18 до 19 кг/м³; ПСБ-С 35, имеющий плотность от 25,1 до 27 кг/м³, ПСБ-С 50 плотностью от 35,1 до 37 кг/м³.
Беспрессовый пенополистирол широко используется при утеплении фундаментов зданий, квартир, балконов, крыш, кровель, вагонов, контейнеров и др. Также ПСБ нашел свое применение в гидроизоляции и теплоизоляции подземных стоянок для автомобилей и подземных коммуникаций. Данный вид пенополистирола также отлично подходит для предотвращения промерзания земли. Его широко используют при отводе стоков, укреплении откосов, при строительстве спортивных площадок и бассейнов.
Прессовый пенополистирол ПС
Прессовый пенополистирол ПС производится прессовым методом на основе газообразователей и латексных марок поливинилхлорида. Он имеет замкнуто-ячеистую структуру, обладает хорошими электрическими показателями, малым водопоглощением, отличными теплоизоляционными и звукоизоляционными свойствами.
Прессовый пенополистирол применяется как теплоизоляционный и звукоизоляционный материал для изоляции специальной тары, холодильников и термосов, кузовов автомобильного транспорта и вагонов, а также в судостроительной промышленности для уменьшения массы корпуса судна. В связи с тем, что прессовый пенопласт также обладает отличными электроизоляционными свойствами, он нашел свое применение при изготовлении различных изделий в радио- и электропромышленности.
Экструдированный пенополистирол ЭПС
Данный вид имеет мелкоячеистую однородную структуру, состоящую из практически полностью закрытых ячеек. Данный материал является лучшим видом полистирольных пластмасс. ЭПС изготавливают методом экструзии, в результате чего шарики полистирола плавятся, образуя однородную массу, которая заливается в форму, где и остывает. Такой метод изготовления пенополистирола делает материал водонепроницаемым, увеличивает его плотность, повышает стойкость к механическим нагрузкам, в результате чего продлевается срок службы конструкции.
ЭПС намного прочнее простого ПСБ по всем параметрам, но и стоимость его намного выше. Экструдированный пенополистирол сохраняет свои теплоизоляционные свойства длительное время при отрицательных температурах окружающей среды, а добавки антипиренов позволяют его применять в пожароопасных помещениях.
Экструдированный пенополистирол применяется в следующих случаях:
- При обустройстве стен в сырых и влажных помещениях.
- При строительстве перегородок.
- При утеплении крыш всех видов.
- При утеплении фасадов и стен здания.
- При обустройстве «теплых» полов.
- При теплоизоляции полов первых этажей.
- При теплоизоляции фундаментов.
В итоге, можно выделит следующие преимущества, которыми обладает пенопласт полистирольный.Рассмотренный материал не ядовит, не образует пыли, не имеет запаха, не выделяет токсичные вещества. Он прост в обращении, плиты легко поддаются обработке, не раздражают кожу и слизистые оболочки, а также не являются аллергеном и не оказывают другое негативное воздействие на организм. С экологической чистотой и теплоизоляционными свойствами пенополистирольных плит связан широкий спектр их применения: строительство жилых зданий и промышленных объектов, ремонт и строительство железных и автомобильных дорог, судостроение, изоляция труб, а также холодильного оборудования и техники. Кроме того, во всем мире полистирольный пенопласта используется в качестве упаковки для пищевых продуктов и частично детских игрушек.
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.
Характеристики и особенности пеноизола
Технический процесс утепления пеноизолом привлекателен тем, что термоизолятор производится непосредственно на объекте. Изначальный вид пеноизола – это жидкая пена (жидкий пенопласт) заливающаяся под большим давлением в изолируемые проемы.
Пена наполняет все полости, застывает, и получается отличный утеплитель. Такая технология довольно практична и экономична, да и сам утеплитель относительно недорогой.
Процедура изготовления заключается в смешивании карбамидных веществ с водой и отвердителями. Затем происходит процесс полимеризации (застывания). В результате утеплитель пеноизол напоминает мелкоячеистый пенопласт.
Термоактивные смолы, используемые при изготовлении, достигнув твердого состояния, не способны вновь превратиться в жидкую массу, что свидетельствует о невозможности плавления теплоизолятора.
Пеноизол, характеристики которого по-своему уникальны, способен сохранять первозданную структуру даже при температуре свыше 100 °С.
Технические характеристики
- Плотность – 5-75 кг/м3;
- Телопроводность – 0,028-0,047 Вт/м∙К;
- Предел прочности при сжатии при 10 %-ой линейной деформации – 0,07-0,5 кг/см 2 ;
- Предел прочности при изгибе – 0,10-0,25 кг/см 2 ;
- Предел прочности при растяжении – 0,05-0,08 кг/см 2 ;
- Водопоглощение по массе – 10,5-20,0 % за 24 часа;
- Влажность по массе – 5,0-20,0 %;
- Температура использования -50 /+120 °С;
- Эксплуатационный срок – 30 лет.
Помимо жидкой формы существует листовой пеноизол, а также в виде дробленой крошки. Дробленый реализуется в пакетах, а его использование сравнимо с жидким, поскольку гранулы отлично заполняют самые труднодоступные места.
Листовой пеноизол нашел свое применение в теплоизоляции преимущественно ровных оснований – стен, перекрытий, полов и крыши.
Фигуры из пенопласта
Начните тренировку с создания различных фигурок из пенопласта. Изготовьте шахматные фигуры больших размеров. Уверяем — это отличная тренировка для ловкости рук. Дальнейшие идеи будут появляться сами. Достаточно вспомнить как вы работали над шахматными ферзями.
Помните, что возможно делать не только объемные модели, но и плоские. Очень интересно смотрятся изделия в виде птиц и других животных. Если мастерки вырезать птицу, покрасить и повесить ее под потолок, то уверяем, каждый заметит необычную поделку и задаст вопрос о ней.
Если вам посчастливилось иметь водоем на участке, то сообразите модели рыбок и лягушек. Их можно спокойно выпускать в воду, никаких токсинов и химикатов пенопласт в обычном состоянии не выделяет. К тому же из-за низкой плотности он не утонет и будет смотреться очень необычно.
Материалы для декорирования
Для создания декораций понадобится:
- Пенопласт (плотность придется подобрать самому в зависимости от задумок)
- Канцелярский нож и сменные лезвия
- Наждачная бумага
- Клей и краски для придания формы
Плоские фигуры делать значительно легче, требуется мыслить в одной плоскости. А вот объемные намного сложнее. Обработка каждой стороны требует ранее записанного плана по изготовлению. Также привыкание к материалу может занять время.
Поэтому учиться и тренироваться следует на плоских изделиях. Для этого выберете любой рисунок и сделайте из него трафарет. Перенесите на пенопласт и остается только вырезать фигуру используя канцелярский нож. Края вероятнее всего будут неровными, поэтому используйте наждачную бумагу и разладьте до ровного состояния.
Все части вашей поделки можно скреплять не только клеем, но и любым физическим способом. Для маленьких изделий используют зубочистки, для более крупных можно использовать нить.
Птица из пенопласта
Обращаемся к интернету и изображаем шаблон на пенопласте. Острым ножом вырезаем контуры и покрываем получившуюся фигуру шпатлевкой. Это требуется для сохранения птицы на улице. Шпатлевки достаточно в два слоя, после полного высыхания первого слоя сразу наносится второй. Это придаст максимальную и нужную прочность для изделия. Неровности образовавшиеся из-за шпатлевки убираем с помощью наждачной бумаги.
Приступаем к покраске изделия и используем краску предназначенную для фасадных работ. Краска защищает пенопласт от заключительного слоя лака. После завершения покраски и высыхания изделия, ищем перья разных цветов и закрепляем на птице. Такими действиями можно достичь большого сходства с настоящей птицей.
Производство и формы выпуска
- Мобильные станции. Для изготовления пенопласта применяют специальные устройства, стоимость которых достаточно высокая — до 2,5 тысяч долларов. Однако агрегат настолько прост, что его можно оборудовать самостоятельно. Принцип работы несложный. С помощью гидронасоса сырье и катализатор подаются в агрегат со сжатым воздухом, где превращаются в жидкую пену. Далее через шланг при помощи определенного давления подаются на то место, которое подлежит обработке. Все детали такой установки можно свободно купить, а чертеж сборки можно посмотреть в Интернете.
- Жидкий пенопласт в баллонах. Часто используется в масштабном строительстве. Баллоны могут быть многоразового использования, которые можно перезаряжать. В комплекте продается два баллона, один из которых со специальной смесью пастообразной консистенции, второй содержит катализатор. При смешивании они образуют утепляющее вещество, в виде жидкой пены. Применяют такой баллонный утеплитель также при масштабных работах.
- Бытовая пена. Самая простая по производству разновидность. Она предназначается для бытовых нужд.
Жидкий пенопласт в баллоне
Баллонная расфасовка жидкого пенопласта считается самой удобной. Он отличается более долгим сроком службы, устойчивостью к возгораниям и воздействиям внешней среды, а также не повреждается грызунами.
Купить такой пенопласт несложно, поскольку цена на него вполне приемлема. Стоимость одного бытового баллона с дозатором в среднем составляет 500 рублей. Его хватает на обработку 6-10 кв. м поверхности.
Твердый пенопласт – в чем отличие от остальных видов
Твердый пенопласт полистирольный, иначе называемый жестким, представляет собой закрытоячеистый полимерный материал, в отличие от прочих видов пенопласта произведенный по прессовой технологии. Он обладает самой высокой механической прочностью в своем классе, что обусловило его широкое применение в качестве конструкционного материала.
1 Определение и достоинства твердого пенопласта
Прочный пенопласт, полученный по прессовому методу, устойчив к воздействию микроорганизмов и не разрушается грызунами, он легко поддается обработке столярным инструментом, в нагретом состоянии хорошо гнется и штампуется, листы его отлично склеиваются как с другими материалами, так и между собой.
Помимо отмеченных механических свойств, жесткий пенопласт отличается высокой теплостойкостью и может применяться в диапазоне температур от -60 до +80 градусов по Цельсию. Уникальны его теплоизолирующие свойства: 20-миллиметровый слой твердого пенопласта по своему термическому сопротивлению эквивалентен кирпичной кладке толщиной 860 миллиметров или слою древесины толщиной 150 миллиметров.
Пенопласт высокой плотности обладает близкой к нулю капиллярностью, отчего его способность к поглощению влаги крайне мала, и, находясь во влажной среде, он значительно меньше подвержен деформации, нежели пенопласт, не обработанный прессовым методом.
Благодаря низкому объемному весу и системе замкнутых пор, этот материал отличается хорошей плавучестью. Самый плотный пенопласт при нахождении в воде не утрачивает этой способности на протяжении нескольких лет и имеет значительное преимущество перед натуральной пробкой.
Сравнительно высок и коэффициент звукопоглощения твердого пенопласта. В целях улучшения звукоизолирующих свойств его блоки перфорируются. Следует также отметить химическую стойкость этого материала. Он устойчив к воздействию минеральных кислот, а также к сильным и слабым щелочам.
2 Недостатки пенопласта высокой плотности
Однако такой пенопласт не свободен и от недостатков. На протяжении нескольких лет продолжаются споры о токсичности пенополистиролов, в связи с чем можно рекомендовать приобретать их лишь при наличии санитарно-гигиенических сертификатов, причем содержание остаточного стирола должно быть не выше 0,1%.
И, наконец, главная проблема – высокая горючесть, поскольку полистирольные изделия легко воспламеняются от искры либо пламени. Введение специальных добавок решило проблему лишь отчасти, исключив возможность возгорания от искры, но не воспрепятствовало горению при пожаре. Поэтому любой вид пенопластов рекомендуется использовать лишь для наружных нужд.
3 Применение твердого пенопласта
Благодаря своим замечательным свойствам, плотный пенопласт издавна применяется в различных отраслях народного хозяйства и техники: в авиа- и судостроении, в промышленном рыболовстве и химической промышленности, в радио- и электротехнике. И, конечно же, как прекрасный теплоизолирующий материал, он незаменим в строительстве.
Жесткий пенопласт легко обрабатывается и склеивается. Благодаря этому из него можно получать блоки различных размеров и форм, которые затем при необходимости строгают, фрезуют, распиливают и сверлят. Для этого применяется множество инструментов, которые не всегда доступны для домашнего использования.
На доски его распиливают на ленточно-пильных столярных станках. Обрезка кромок, фрезирование и строгание производится на рейсмусовых, фуговально-строгальных, круглопильных и фрезерных станках. Для сверления используют вертикальные и горизонтальные сверлильные станки с механической и ручной подачей.
Различие пенопласта по способам изготовления
Прежде чем мы приступим к рассмотрению видов пенопласта необходимо внести ясность в терминологию. Многие называют пенопластом легкий белый материал состоящий из огромного количества белых спрессованных шариков, в целом это верно, но нужно разъяснить один момент.
Пенопласт — это общее название для целой группы материалов получаемых путем вспенивания пластмасс. Так как вспенивать можно различные пластмассы, то существует огромное количество пенопластов. Например, если в качестве сырья применяется полистирол — получается материал пенополистирол, если в качестве сырья используется полиуретан — получается материал пенополиуретан (один из видов это монтажная пена), из поливинилхлорида получают поливинилхлоридный пенопласт.
Технология производства для всех пенопластов состоит из трех основных этапов:
- Смешивание используемых компонентов.
- Вспенивание.
- Структурирование.
Основным технологическим звеном является вспенивание, на этом этапе происходит газонаполнение полимеров, которое определяет технические характеристики материала.
Важную роль на физико-механические свойства пенопласта оказывает соотношение между открытыми и закрытыми ячейками с воздухом. Замкнутые ячейки – гарантия низкой гигроскопичности. Чем меньше пенопласт впитывает воды, тем лучше его теплотехнические характеристики, тем дольше служит материал.
Зависит структура пенопласта от технологии изготовления и используемого сырья. Большое число замкнутых ячеек у пенопласта из полистирола, полиуретана и поливинилхлорида.
По технологии производства различают две основные разновидности пенополистирола:
- вспененный пенополистирол — (EPS)
- экструдированный пенополистирол — (XPS).
Вспененный пенополистирол — (EPS)
Наиболее часто в быту используется вспененный пенополистирол. Он применяется в качестве теплоизоляции, материала для упаковки техники и мебели. При его изготовлении газонаполнение полимеров производится с помощью вспенивающих компонентов.
Вспененный пенополистирол.
Технологическая цепочка состоит из нескольких этапов:
- Перемешивание полистирола, который иногда заменяют полимонохлорстиролом или полидихлорстиролом.
- Добавление вспенивающих компонентов, в роли которых выступают легкокипящие углеводороды – дихлорметан, пентан или изопентан.
- Добавление добавок, которые улучшают свойства готового материала – пластификаторов, антипиренов и красителей.
- Формирование гранул с равномерным распределением легкокипящих жидкостей в полистироле.
- Обработка паром или горячим воздухом.
- Увеличение гранул в размерах в результате резкого испарения легкокипящих жидкостей.
- Структурирование ячеек пенопласта, придание ему формы.
В результате закипания вспенивающих компонентов гранулы увеличиваются в размерах более чем в 50 раз. Стенки формирующихся ячеек твердеют и сливаются, замыкая внутри воздух – идеальный теплоизолятор. Материал получается легким, однородным, хорошо сохраняет преданную ему форму.
Гранулы вспененного пенополистирола в увеличенном виде.
Экструдированный пенополистирол — (XPS)
Главными отличиями в технологии производства экструдированного пенополистирола являются отсутствие обработки паром и структурирование путем выдавливания из плоскощелевой экструзионной головки. В качестве вспенивающего агента в первые десятилетия производства материала использовали фреоны, сегодня применяют углекислый газ.
Этот пенополистирол имеет сплошную структуру с закрытопористыми ячейками диаметром 0,1 – 0,2 мм.
Экструдированный пенополистирол.
Экструдированный пенополистирол обладает хорошими теплоизоляционными свойствами при этом он обладает большей плотностью чем вспененный пенополистирол. Это позволяет использовать экструдированный пенополистирол для утепления тех объектов, для которых вспененный пенополистирол слишком мягкий. Возможно изготовление экструдированного пенополистирола, который будет выдерживать нагрузку до 35 тонн на 1 м 2 .
Клей для пенопласта
В основном пенопластовые пластины крепят к поверхности при помощи клея. Выбирать клей нужно для подходящих условий. Если крепить его к фасаду здания, клей должен стойко переносить перепады температур.
Клей для пенопласта не должен в себе содержать бензин или ацетон, так как они разрушают структуру пенопласта. Клей так же подбирается под поверхность, на которую будет крепиться лист пенопласта.
Клей для пенопласта может быть, как сухим, так и влажным.
Что бы не ошибиться с выбором, не стоит брать самый дешевый клей.
Лучше потратить немного больше средств, но получить продукт с подробной инструкцией и составом в соответствии с ГОСТом.
Приобретая сухую смесь обратите внимание не повреждена ли упаковка.
Действительно ли смесь в ней сухая. Незначительная попавшая влага, может изменить свойства клея.
Недостатки пенопласта
Как и любой материал, пенопласт не идеален. Отмечалась ранее простота монтажа, но есть один каверзный минус – нарезание. При распиливании издается звук, раздражающе действующий на человека. Кто-то от него покрывается мурашками, кто-то затыкает уши и убегает, а кто-то спокойно пилит дальше.
Еще один недостаток – это горючесть, с выделением токсичных продуктов горения. Материал, конечно, имеет способность к самозатуханию, благодаря введенным добавкам, но под действием огня, вспыхивает.
И еще один минус – он разрушается под действием ультрафиолета. Если изоляционный слой выполнен из пенопласта снаружи здания, необходимо предусмотреть закрытие от солнышка. Так как через год усиленного загорания, материал потеряет свои свойства и начнет крошиться.
Пенопласт – это материал, который широко применяется в строительстве и в быту. Кто-то называет его современным материалом, а кто-то помнит его с детства. В него упаковывали телевизоры, стеклянные вещи при переезде.
До сих пор это свойство «защитить от удара» используют производители бытовой техники. Покупая ноутбук, телевизор, монитор и т.п., приобретаем их в коробке, обложенными пенопластом. Спасательные круги, также делали раньше из пенопласта, а дети на речках в деревнях плавали на пенопластовых плотиках. Дедушки строили ящики-холодильники, а папы утепляют подвалы, трубы и т.п.
Пенопласт с годами стал только популярнее. Он имеет огромное преимущество перед остальными утеплителями – он безопасен для человека. 2% полистирола – остальное воздух, он создан, из воздуха, который не способен принести вред здоровью человека.
Технические характеристики
Основные технические параметры пенопласта характеризуются такими показателями:
- плотность — до 25 кг/м3;
- рабочий диапазон температур — от -50 до +1200С;
- коэффициент теплопроводности — в пределах 0,012-0,047 Вт/м·К;
- водопоглощение по объему — до 20 %;
- группа горючести — Г2 (материалы, которые не поддерживают горение и самозатухают);
- паропроницаемость — 0,23 мг/(м/ч/Па);
- технологическая усадка (зависит от плотности) — до 5%;
- срок эксплуатации до 50 лет.
Относительно звуко — и теплоизоляционных показателей жидкий пенопласт превосходит утеплители из пенополистирола и минеральной ваты.
Пеноизол хорошо сцепляется практически со всеми строительными материалами и отлично заполняет пустоты. Затвердевает обычно через 20 минут после применения, а следующий этап работ можно проводить по истечении 2 часов.
Технические характеристики пенопласта
Пенопласт – характеристики и свойства
Если рассматривать технические показатели материала, то к
самым главным можно отнести плотность, его водопоглощающие свойства,
пожароустойчивость и влажность.
Например, если взять такой параметр, как пожароустойчивость,
то здесь в зависимости от того, где будет применяться данный материал, нужно
покупать определенную марку пенопласта. Если материал будет использоваться для
облицовки фасадов здания, то стоит выбирать материал в зависимости от группы
горючести (Г-1, Г-2 – чем меньше цифра, тем менее горюч). Также, перед покупкой
стоит попросить образец и проверить его самостоятельно. Если пенопласт горит и
капает, то для облицовки здания его брать не стоит, но если начинает гореть, а
затем сам тухнет, то брать можно.
Технические характеристики пенопласта
Заключение
Подведя итоги, можно сказать, что пенопласт является
универсальным материалом для строительства, утепления, а также шумоизоляции.
Применяя данный вид продукции, можно значительно сэкономить на строительных
материалах, сократить физические и моральные издержки, а также сделать
проживание в доме комфортным, тихим и уютным.
