Пенопласт — материал из вспененных полимеров¶
Пенопласт — обобщённое название ряда ячеистых полимерных материалов, получаемых вспениванием синтетических смол и состоящих из замкнутых газонаполненных ячеек. Наиболее распространённым видом является пенополистирол (пенополистирольный пенопласт), производимый из полистирола; к другим разновидностям относят полиуретановый, поливинилхлоридный, фенолформальдегидный и карбамидный пенопласты. Материал широко применяется в строительстве в качестве теплоизоляции, в упаковке, приборостроении и судостроении.
¶Свойства
Пенопласт характеризуется низкой плотностью (обычно 10–150 кг/м³), высокой теплоизолирующей способностью (коэффициент теплопроводности 0,032–0,044 Вт/(м·°C)), малым водопоглощением (у пенополистирольного — не более 2–4 % по объёму за 24 часа), химической стойкостью к щелочам, кислотам и солевым растворам. Материал не подвержен гниению, не создаёт питательной среды для микроорганизмов.
К числу недостатков относятся горючесть (обычный пенополистирол относится к группе горючести Г3–Г4), хрупкость, низкая устойчивость к ультрафиолетовому излучению и растворителям (ацетон, бензин, толуол разрушают структуру), а также токсичность продуктов горения. Для снижения горючести в состав вводят антипирены — вещества, замедляющие воспламенение и горение.
¶Виды
¶По типу полимера
| Вид | Исходное сырьё | Особенности |
|---|---|---|
| Полистирольный | Полистирол, суспензионный или экструзионный | Наиболее массовый; маркируется ПСБ-С, XPS, EPS |
| Полиуретановый | Полиизоцианат и полиол | Эластичнее, применяется в мебели и автостроении |
| ПВХ-пенопласт | Поливинилхлорид | Стойк к горению, используется в судостроении и вентканалах |
| Фенолформальдегидный | Фенолформальдегидная смола | Применяется в конструкционных панелях и как звукоизоляция |
| Карбамидный | Мочевиноформальдегидная смола | Заливается в полости конструкций, низкая теплопроводность |
¶По способу производства
- Прессовой (EPS, от англ. expanded) — гранулы полистирола вспениваются паром и спекаются в блоки в пресс-формах; используется для теплоизоляции и упаковки.
- Экструзионный (XPS, от англ. extruded) — расплав полистирола вспенивается в экструдере; получается однородная структура с закрытыми порами, более прочный и влагостойкий материал, применяется для фундаментов, кровель и дорожного строительства.
- Автоклавный — вспенивание под давлением в автоклаве, даёт более равномерную структуру.
¶Производство
Основной технологический процесс производства пенополистирольного пенопласта включает три стадии: подготовку сырья (гранулы полистирола с пентаном-вспенивателем), предварительное вспенивание при 80–100 °C и выдержку (стабилизацию) гранул, затем формовку — спекание гранул в блоки или формовые изделия под действием пара. Готовые блоки режутся на плиты различной толщины.
В России крупнейшими производителями пенополистирола являются предприятия, объединённые в Союз производителей пенополистирола; общая мощность отрасли оценивается в сотни тысяч тонн в год. Основные центры производства расположены в Центральном, Приволжском и Сибирском федеральных округах.
¶Применение
¶Строительство
Основная область применения — теплоизоляция зданий и сооружений: утепление стен (в том числе в системах фасадного утепления), кровель, фундаментов, полов, подвалов, межэтажных перекрытий. Пенопласт используется в лёгких бетонах (пенополистиролбетон), в качестве основы для штукатурных систем, в дорожном строительстве для теплоизоляции основания и предотвращения пучения грунтов.
¶Упаковка
Пенополистирольные контейнеры и вкладыши применяются для транспортировки хрупких изделий, бытовой техники, продуктов (в том числе в термоконтейнерах).
¶Прочие области
Пенопласт используется в приборостроении и судостроении для тепло- и звукоизоляции, в декоративных целях (карнизы, плинтуса, лепнина), при изготовлении макетов и моделей, в садоводстве (дренаж, укрытие растений).
¶Экология
Отходы пенопласта подлежат переработке: механической (измельчение с последующим использованием в качестве наполнителя для бетонов и утеплителей), термической (пиролиз с получением мономера стирола) и химической. В ряде регионов России действуют предприятия по переработке пенополистирольных отходов. При неправильной утилизации (открытое сжигание) материал выделяет токсичные вещества, включая стирол, цианистые соединения и оксид углерода.
¶История
Полистирол был впервые получен немецким химиком Эдуардом Симоном в 1839 году. Промышленное производство пенополистирола началось в Германии в 1930-х годах компанией BASF под торговой маркой Styropor. В СССР производство пенопласта было развёрнуто в 1950-е годы; в 1954 году на заводе «Пластик» в Москве налажен выпуск пенополистирольных изделий. К 1970-м годам пенопласт стал основным утеплителем советского домостроения.
Источники:
- ГОСТ 15588-2014. Пенополистирол вспененный. Технические условия
- Технология полимеров: учебник для вузов
- Справочник по теплоизоляционным материалам
- Союз производителей пенополистирола — статистика отрасли