Вспененный полистирол появился в середине ХХ века. Его производят из полистирольных гранул, получаемых в процессе Поэтому полистирол имеет органическую основу. Самое удивительное, что это вещество содержится даже в продуктах, таких, как сыр, клубника, корица, вино и некоторые другие. Полистирол признан нетоксичным и нейтральным к живым организмам. Это означает, что данное вещество не способно причинить вред людям и может использоваться в разных областях человеческой деятельности.

Вспененный полистирол получают путем вспенивания и спекания Гранулы накачивают пентаном (это конденсат природного газа) с одновременным подогреванием паром. Вследствие этого гранула увеличивается почти в 50 раз, превращаясь в шарик, наполненный воздухом. Этот шарик очень упругий и устойчивый, и обратного процесса, то есть «сдувания», не происходит. Полученные таким образом гранулы вспененного полистирола спекают с помощью пара. Получается однородный материал. Процессы вспенивания и спекания проходят одновременно.

К сожалению, в России производство полистирола происходит с использованием устаревшей технологии. Она называется "метод суспензионной полимеризации стирола в присутствии парообразователя". Тогда как мировая промышленность применяет метод непрерывной полимеризации в массе. Этот способ позволяет получать материал высокого качества с меньшими затратами.

Вспененный полистирол практически на 100% состоит из воздуха. Он не содержит каких-то дополнительных химических веществ. Этот материал очень долговечен, он не разрушается под воздействием окружающей среды. Поэтому его активно применяют в строительстве. Так как полистирол имеет хорошую теплопроводность, он практически не пропускает влагу, неопасен для здоровья человека и окружающей среды.

В строительстве вспененный полистирол используют как утеплитель. К примеру, полистирольная плита толщиной 12 сантиметров заменяет стену из дерева толщиной 45 сантиметров или из кирпича толщиной 2 метра!

Технология утепления стен очень проста. Их приклеивают к поверхности специальным клеем. Для прочности стыки между плитами укрепляются дюбелями с широкой пластмассовой шляпкой. На утеплитель наклеивается сетка, предотвращающая появление трещин и деформаций. Конструкция покрывается еще раз раствором клея. Далее следует отделка декоративной штукатуркой или другими материалами.

Купить вспененный полистирол очень легко. Его можно выбрать в любом строительном магазине. Он дешевле других При покупке нужно определиться, какой именно полистирол нужен. Он бывает двух видов - для утепления стен и утепления пола. Первый не такой плотный, как второй. Различается полистирол и по толщине листа - от 20 мм до 120 мм. Выбор зависит от предполагаемых работ. Обычно для утепления стен в нашем климате при стандартной достаточно полистирола толщиной 50 мм. Если строение с тонкими стенами, то полистирол должен быть толще. То же правило действует и для выбора варианта для утепления пола.

Пенополистирол представляет собой достаточно интересный материал. Способ получения был запатентован еще в 1928 году, и с тех пор многократно модернизировался. Главное преимущество состоит в низкой теплопроводности, и уже потом в легком весе. Пенополистирол широко применяется в различных отраслях производства и строительства, и каждый человек так или иначе, сталкивался с изделиями из него в повседневном быту. Кроме того, пенополистирол, цена на изделия из которого находится на низком уровне - станет хорошим вариантом при желании утеплить свой дом.

Что такое пенополистирол и в чем его отличие от пенопласта?

Пенополистирол производится путем добавления газа в полимерную массу полистирола, которая при последующем нагреве значительно увеличивается в объеме, заполняя собой всю форму. В зависимости от разновидности материала используется разный газ для создания объема: для простых вариаций природный газ, пожаростойкие сорта пенополистирола заполняют углекислым газом.

Довольно часто любителям свойственно называть пенополистирол и пенопласт одним и тем же материалом. Однако это не совсем верно. Они имеют общую основу, но различия и характеристики вполне существенны. Если не вдаваться в длинные пространственные рассуждения, то основные отличительные черты таковы:

• плотность пенопласта существенно ниже, 10 кг на м3, в то время, как показатели пенополистирола 40 кг на м3,
• пенополистирол не впитывает пар и влагу,
• внешний вид различен. Пенопласт - имеет внутренние гранулы, пенополистирол более однородный,
• пенопласт характеризуется более низкой стоимостью, что заметно при использовании его в качестве теплоизоляционного материала для наружной обшивки стен здания,
• пенополистирол обладает лучшей механической прочностью.

Пенопласт производят из полимерного сырья, которое подвергается обработке водяным паром, в результате чего объем гранул значительно увеличивается. Но одновременно это приводит и к тому, что микропоры так же увеличиваются в размерах, в результате чего связь между гранулами ухудшается и постепенно, при воздействии атмосферных осадков и климатических условий это приводит к тому, что материал ослабевает. Грубо говоря, если переломить лист пенопласта пополам - образуется большое количество гранул. Пенополистиролу это не свойственно, поскольку изначально он состоит из закрытых ячеек, которые обеспечивают влаго- и паронепроницаемость материала. В начале производства его гранулы под воздействием высоких температур плавятся, образуя собой равномерную текучую массу, которую и заполняют газом.

Сам по себе материал так же имеет несколько разновидностей:

• Экструдированный пенополистирол представляет собой практически тот же материал, что и беспрессовый, разница состоит в использовании такого оборудования, как экструдер, поэтому часто экструдированный и экструзионный пенополистиролы называют одним и тем же материалом.
• Экструзионный так же получается путем обработки конечной массы полимерного материала, и так же представляет собой однородную массу. Разновидность используется для изготовления одноразовой упаковки и посуды. Грубо говоря, мясные продукты в супермаркетах фасованы именно в упаковку из экструзионного пенополистирола.

• Прессовый метод получения материала более дорогой, поскольку предусматривает последующую прессовку вспененной газом смеси. В таком случае она приобретает дополнительную прочность.
• Автоклавный пенополистирол упоминается редко, и по сути, это экструзионная разновидность, в которой вспенивание и вспекание материала производится в помощью автоклава.
• Беспрессовый - одна из самых популярных разновидностей. Из гранул полистрирола вначале удаляют влагу путем сушки, затем вспенивают при температуре 80°С, после чего вновь подвергают высушиванию и далее снова нагревают. Полученной смесью заполняют форму, где она уже самоуплотняется в момент остывания. Данный вид пенополистирола более хрупок, но требует вдвое меньше изопетана для своего получения, что сказывается на конечной стоимости.

Пенополистирол, характеристики и свойства

Пенополистирол представляет собой неоднозначный материал: кто-то превозносит его свойства до небес, кто-то наоборот, с пеной у рта требует немедленного и полного запрета его использования на основании «разоблачительных работ одного академика». Правда, повсеместное распространение пенополистирола и его высокая популярность склоняет выводы в сторону того, что этот материал действительно хорош и обладает следующими преимуществами:

• Низкая теплопроводность позволяет достичь значительного эффекта утепления. По сути, 11 см пенополистирола способны обеспечить такую же теплоизоляцию, как и стена из силикатного кирпича толщиной более двух метров. Показатель теплопроводности материала - 0,027 Вт/мК, что значительно ниже, чем у бетона или кирпича,
• Влагостойкость материала. Даже при длительном воздействии влаги, впитываемость составит не более 6%, поэтому нет необходимости опасаться деформации структуры пенополистирола.
• Пенополистирол долговечен и способен выдерживать до 60 циклов воздействия температуры от -40 до +40°С. Каждый цикл составляет расчетный климатический год.
• Нечувствительность к образования биологических сред. Пенополистирол не станет местом размножения грибковых и плесени.

• Безвредность материала. При его производстве используют нетоксичные компоненты, поэтому изделия из пенополистирола применяют и в пищевой промышленности. К примеру, для хранения продуктов.
• Благодаря легкому весу утепление пенополистиролом фасадов здания занимает гораздо меньше времени и сил, нежели при использовании других средств.
• Огнестойкие сорта материала при воздействии открытого пламени имеют свойство самозатухать и оплавляться, не распространяя горение. Температура самовозгорания пенополистирола составляет показатель в +490°С, что практически в два раза выше, нежели у древесины. При отсутствии воздействия более четырех секунд открытого источника пламени на материал, пенополистирол затухает. Тепловой энергии при горени материал выделяется в 7 раз меньше чем у дерева. Поэтому пенополистирол не способен поддерживать очаг пожара.
• Обеспечение шумоизоляции. Данное качество особенно актуально для жильцов типовых квартир. Слоя изоляционного материала толщиной в 3 см хватит для снижения уровня проникновения шума на 25 дБ.
• Паронепроницаемость материала стоит на низкой отметке в 0.05 Мг/м*ч*Па, независимо от степени вспененности и плотности сорта. По сути, показатели паропроницаемости аналогичны древесному срубу сосны или дуба.
• Устойчив к воздействию спиртов и эфиров, но легко подвержен разрушению при попадании на поверхность материала растворителей.
• Механическая прочность при растяжении составляет не менее 20 МПа.

Как видно из вышеперечисленного, пенополистирол представляет собой эффективное средство для решения многих задач: от использования его некоторых сортов в качестве упаковки до осуществления тепло- и гидроизоляции фасадов зданий. Кроме того, материал применяют и для других целей в строительстве, речь о которых пойдет далее.

Область применения

Пенополистирол в строительстве используют в первую очередь для утепления следующих элементов:

• водопроводных труб,
• кровли,
• полов,
• дверных и оконных откосов,
• стен.

К примеру, потребление пенополистирола для изоляции труб экономически оправданно и целесообразно благодаря его возможностям. Более того, для этих целей используют отформованный блочный пенополистирол, который позволяет в случае возникновения повреждения трубы легко получить к ней доступ, сняв нужный участок защитного покрытия.

Пенополистирол активно применяется при прокладке транспортных путей. Он снижает воздействие вертикальной нагрузки на покрытие при строительстве зданий. Распространен в производстве .

Сфера применения пенополистирола, характеристики которого в сочетании с низкой ценой делают его крайне привлекательным для использовании в любой промышленности, практически ничем не ограничена. Единственно, что следует учитывать, материал имеет невысокую плотность, следовательно, подвержен любым механическим повреждениям.

Недостатки пенополистирола: обзор мифов

Помимо букета достоинств, найдутся и недостатки. Более того, с пенополистиролом связано большое количество разнообразных мифов, рассмотреть которые необходимо подробнее:

• Многие производители утверждают, что экструзионный вспененный пенополистирол значительно превосходит остальные разновидности, в доказательство чего нередко выставляют таблицу сравнительных характеристик указанной разновидности по сравнению с обычным пенопластом. Тем не менее, разница в теплопроводности между экструзионным и прессованным пенополистиролом практически не заметна и составляет 0.002 единицы, в то же время как за счет рекламы стоимость экструзионных плит для утепления выше.
• Максимальная плотность пенополистирола дает такие же высокие показатели при утеплении. Как утверждают специалисты, подобное заявление имеет некоторые расхождения с реальностью, поскольку чем плотнее прилегают к друг другу молекулы - тем выше становится теплопроводность и холоду проще проникнуть в помещение. Выходом из этой ситуации станет применение плит пенополистирола с малой плотностью, которые необходимо покрыть армирующей сеткой и защитным слоем грунтовки, чтобы повысить их механическую прочность.

• Пожаростойкий пенополистирол абсолютно негорюч и безвреден для организма человека. Любой строительный материал при воздействии на него открытого пламени станет проявлять свойства горения, более или менее. Однако температура самовозгорания у пенополистирола выше, чем у древесины и вдобавок он при горении выделяет значительно меньшее количество тепловой энергии. Важно помнить, что пожаростойкие сорта, несмотря на громкое название, отнюдь не способны остановить пламя, лишь снизить его воздействие. Серьезным недостатком пожаростойкого сорта по сравнению с обычным станет углекислый газ, который используется в его производстве. Вследствие этого при оплавлении материал начнет выделять значительно большое количество вредных веществ. Некоторые продавцы говорят о негорючести на основании демонстративного опыта: когда основу с закрепленной на ней плитой утеплителя начинают прогревать с обратной стороны. При воздействии высокой температуры пенополистирол начинает оплавляться и деформироваться, при этом возгорания нет. Тем не менее, пока на него воздействует пламя - материал продолжит гореть.
• Антипирены, добавляемые в пенополистирол для его пожаростойкости - «в любом случае чистый яд». Еще одно спорное утверждение. Антипирен представляет собой компонент, содержащий в своей структуре вещества, замедляющие процесс горения. Они отличаются составом и содержат различные компоненты, начиная от формальдегидов, действительно представляющих собой опасность для человека до солей магния, которые вполне экологичны и безопасны. В последнее время все чаще используются растворы на основе неорганической соли, поэтому они не способны нанести вред здоровью. Антипирены часто используют для пропитки и нанесения защитного слоя на древесину для повышения ее огнестойкости.
• Монтаж пенополистироловых теплоизоляционных материалов не способен обеспечить тепло. По сути, задача утеплителя - не приносить тепло, а сохранять его внутри помещения. Грубо говоря, применение утепляющих плит позволит значительно сократить выход тепла за пределы помещения, тем самым, не придется отапливать улицу за свой счет.
• «Пенополистирол опасен для здоровья». Современное производство позволяет создавать материал из экологичных компонентов, поэтому угрозы здоровью нет. Более того, повсеместное использование изделий для хранения полуфабрикатов и применения в быту говорят, как раз, о безопасности материала.

Чаще проблемы возникают при желании купить пенополистирол более дешевых и низкокачественных сортов. Утеплительные плиты из такого материала действительно обладают меньшей прочностью и способны начинать деформироваться уже при температуре выше 40°С. Главным правилом при использовании материалов из пенополистирола в любой отрасли работы станет обеспечение качества и надежности, за которое нужно платить. И тогда в ходе эксплуатации станут проявляться только достоинства.

Современная технология

Технология получения вспенивающегося полистирола – достаточно современное изобретение. Данная технология революционным образом снизила барьеры входа на рынок изолирующих материалов, сделав данное производство дешевым и доступным. Организация производства изделий из вспенивающегося полистирола требует несколько десятков тысяч долларов, а технологический процесс прост и понятен. Поэтому практически в каждом населенном пункте можно встретить подобные производства.

Каждая гранула состоит из равномерно распределенных микроскопических плотных клеток заполненных воздухом. В результате образуется равномерновспененная масса с очень тонкой замкнуто-ячеестой структурой. 1 м 3 такого материала на 98% заполнен воздухом, заключенным в 3-6 миллиардах закрытых ячеек. Благодаря внутренней структуре обладает очень низкой теплопроводностью, близкой к теплопроводности неподвижного воздуха (коэффициент теплопроводности воздуха около 0,00006 кал/см. сек. град., т.е. через каждый квадратный сантиметр при разности температур 1 о С и при толщине 1 см. передается 0,00006 калорий в течение 1 секунды). Таким образом, полистирол представляет собой застывшую при охлаждении жесткую вспененную полистирольную массу с замкнутыми ячейками, заполненными воздухом и является экологически безопасным строительным материалом.

Продукция из вспенивающегося полистирола

В производстве пенополистирольных блоков и плит различной конфигурации для тепло-звукоизоляции зданий и помещений любого назначения (стены, крыша, пол, склады, павильоны, жилые дома, гаражи, подвалы, лоджии);

В изготовлении упаковки сложной формы для различных приборов, требующих защиты от удара при хранении и транспортировке;

В изготовлении комплектующих деталей автомобилей, плавучих средств, декоративных изделий интерьера;

В получении полистиролбетона - легкого бетона на цементном вяжущем и вспененном полистирольном наполнителе, применяемого в изготовлении теплоизоляционных блоков и плит, монолитной теплоизоляции чердаков, кровель, наружных стен, полов и др.;

Для изготовления отделочных материалов для потолка – плиток, плинтусов, розеток;

Достаточно новыми областями применения вспенивающегося полистирола являются производства несъемной опалубки для монолитного домостроения и скорлупы для теплоизоляции трубопроводов.

Две технологии производства – полимеризация в массе и суспензионная полимеризация

При производстве вспенивающегося полистирола основными являются способы суспензионной полимеризации и полимеризации в массе. Наиболее современным и эффективным является второй способ получения ВПС. Помимо того, что полимеризация в массе является более экономичным способом производства, качество конечной продукции очень сильно отличается. Вспенивающий полистирол, произведенный методом полимеризации в массе, позволяет изготавливать более качественную и сложную продукцию.

Полимеризация в массе

Метод производства полистиролов полимеризацией в массе с неполной конверсией мономеров является в настоящее время одним из наиболее распространенных в силу высоких технико-экономических показателей. В отечественной промышленности метод полимеризации в массе был выбран в качестве преимущественного в 70-х годах, и в настоящее время по этому методу выпускается около 50% продукции. Этот метод имеет оптимальную схему технологического процесса. Процесс осуществляется по непрерывной схеме в системе последовательно соединенных 2-3 аппаратов с мешалками; заключительную стадию процесса часто проводят в аппарате колонного типа. Начальная температура реакции 80-100°С, конечная 200-220 °С. Полимеризацию прерывают при степени превращения стирола 80-90%. Непрореагировавший мономер удаляют из расплава полистирола под вакуумом, а затем с водяным паром до содержания стирола в полимере 0,01-0,05%. В полистирол вводят стабилизаторы, красители, антипирены и другие добавки и гранулируют. Блочный полистирол отличается высокой чистотой. Эта технология наиболее экономична (в ней отсутствуют операции промывки, обезвоживания и сушки мелкодисперсных продуктов) и практически безотходна (непрореагировавший стирол возвращается на полимеризацию). Проведение процесса до неполной конверсии мономера (80-90%) позволяет использовать высокие скорости полимеризации, контролировать температурные параметры, обеспечивать допустимые вязкости полимеризуемой среды. При проведении процесса до более глубоких степеней превращения мономера, затрудняется отвод тепла от высоковязкой реакционной массы, становится невозможным вести полимеризацию в изотермическом режиме. Эта особенность процесса полимеризации в массе привела к тому, что все большее внимание уделяется другим способам производства, и, в первую очередь, суспензионному методу.

Суспензионная полимеризация

Полимеризация в суспензии – конкурирующий технологический процесс, который развивается параллельно с полимеризацией в массе, основан на малой растворимости виниловых мономеров в воде и на нейтральности последней в реакциях радикальной полимеризации. Процесс используется для получения продукта специальных марок, главным образом, пенополистирола. Суспензионный метод производства – полунепрерывный процесс – характеризуется наличием дополнительных технологических стадий (создание реакционной системы, выделение полученного полимера) и периодическим использованием оборудования на стадии полимеризации. Процесс проводится в реакторах объемом 10-50 м 3 , снабженных мешалкой и рубашкой. Стирол суспендируют в деминерализованной воде, используя стабилизаторы эмульсии; инициатор полимеризации (органические пероксиды) растворяют в каплях мономера, где и происходит полимеризация. В результате образуются крупные гранулы в суспезии полимера в воде. Полимеризацию ведут при постепенном повышении температуры от 40 до 130°С под давлением в течение 8-14 часов. Из полученной суспензии полимер выделяют центрифугированием, после чего его промывают и сушат. Закономерности суспензионной полимеризации близки к закономерностям полимеризации в массе мономера, но существенно облегчены теплоотвод и перемешивание компонентов системы.

В России устаревшие технологии

Как уже отмечалось, в России вспенивающийся полистирола производится пока устаревшим на сегодняшний день способом - методом суспензионной полимеризации стирола в присутствии порообразователя. (Исключение составляет линия, установленная на «Салаватнефтеоргсинтез» мощностью 10 тыс.тонн в год).

На мировом рынке уже несколько десятилетий преобладающим способом производства вспенивающегося полистирола является метод непрерывной полимеризации в массе, что позволяет получать более совершенную продукцию с более высокими эксплуатационными показателями.

Вспенивающий полистирол, получаемый методом непрерывной полимеризации в массе, при использовании дает лучший выход готового материала (цвет, четкость границ, гибкость, плотность) и позволяет значительно снизить нормы расхода сырья. Главное преимущество первого суспензионной полимеризации – более продолжительный срок хранения гранулята, что обуславливается нахождением малекул изопентана внутри гранулы.

Поэтому, несмотря на более половины потребляемого в России ВПС поставляется из-за рубежа, мощности отечественных производителей простаивают.

Отечественные производители

Производство вспенивающегося полистирола в России осуществляется на трех предприятиях:

1. ОАО «Салаватнефтеоргсинтез», г. Салават
2. ОАО «Пластик», Узловая
3. ОАО «Ангарский завод полимеров» (Иркутская область)

Мощности для суспензионной полимеризации имеются у «Омской химической компании». Более того, это самое современное в России производство вспенивающегося полистирола. В 1980-х годы ВПС в Омске производился, однако затем производство было остановлено. В настоящее возобновлять производство вспенивающегося полистирола руководство «Омской химической компании» не собирается.

Прогноз объемов производства в 2006-2010 гг.

Прогнозирование объемов внутреннего производства вспенивающегося полистирола связано исключительно с вводом в строй новых мощностей. Возможность загрузки установленных мощностей остается еще очень значительной. Простаивает линия на «Ангарском заводе полимеров», есть возможности производства ВПС у «Омской Химической Компании». Однако суспензионные технологии производства ВПС безнадежно устарели и реанимация отживших технологий навряд ли может быть перспективной.

В настоящее время организация производства вспенивающегося полистирола рассматривают две нефтехимические компании – «Сибур» и «Нижнекамснефтехим».

1. ОАО «Пластик», Узловая

Руководство «СИБУРА» обозначило амбициозные планы по реорганизации производства на ОАО «Пластик» (Узловая). На 2006 год запланирована реконструкция действующей установки для суспензионной полимеризации. Плюс к этому планируется приобретение оборудования для получения вспенивающегося полистирола путем непрерывной полимеризации в массе. Объем планируемых к установке линий пока не утвержден. Можно предположить, что в планы «Сибура» входит организация нового производства на уровне 50 тыс.тонн в год.

Производство вспенивающегося полистирола «Сибур» планирует также организовать в Перми на площадке «Сибур-Химпром». Предполагаемая мощность будущего производство – 50 тыс.тонн в год.

2. ОАО «Нижнекамскнефтехим»

Нижнекамское предприятие заключило с соглашение с корейской компанией LG International Cor. качестве лицензиара процесса ВПС выступает корейская компания LG Chem. при участии LG International. Мощность производства составит 37,8 тыс. тонн в год.

Предыстория вопроса состоит в том, что осенью 2003 года корейская компания LG International Corp . совместно с акционерными обществами «Татнефть», «Нижнекамскнефтехим» и «Связьинвестнефтехим» (все – Татарстан) подписали соглашение о создании акционерного общества «Татаро-корейская нефтехимическая компания» (ТКНК), цель которой - строительство в Нижнекамске крупного нефтеперерабатывающего и нефтехимического комплекса. Предметом переговоров стало создание в Нижнекамске (Республика Татарстан) крупнейшего нефтехимического и нефтеперерабатывающего комплекса проектной стоимостью 1 миллиард 300 млн. долларов США, а также участие южнокорейской корпорации в проектировании и строительстве двух производств – вспенивающегося полистирола и линейного полиэтилена. Планируемый запуск линии для производства вспенивающегося полистирола намечен на 2007 год.

Производство в странах СНГ

Помимо трех российских предприятий – ОАО «Салаватнефтеоргсинтез», ОАО «Пластик» (Узловая), ОАО «Ангарский завод полимеров», - вспенивающий полистирол на территории СНГ производят ОАО «Концерн «Стирол» (Горловка, Украина) и «Завод пластических масс» (Актау, Казахстан).

ОАО «Концерн «Стирол» (Горловка, Украина)

Производство вспенивающегося полистирола было введено в действие на предприятии еще в 1965 году. Изначальная проектная мощность составляла 16 тыс. тонн в год (реконструкции позволили увеличить мощность до 17,8 тыс. тонн в год). Тогда это еще был Горловский азотно-туковый завод. Название «ПО Стирол» предприятие получило в 1976 году. Как акционерное общество «Концерн Стирол» было зарегистрировано 1 сентября 1995 года.

В сентябре 2002 года открыт новый цех по производству вспенивающегося полистирола (на месте старого оборудования, которое было демонтировано), мощностью 24 тыс. тонн в год, состоящий из четырех технологических линий. Проект был осуществлен за счет собственных средств концерна. Общий объем средств, инвестированных в приобретение оборудования и производство строительно-монтажных работ, составил чуть больше 16 млн. гривен.

Проектную часть работ выполнил «Стиролинжпроект», монтаж оборудования и коммуникаций - строительно-монтажное управление «Стиролхиммонтаж» треста «Стиролхимремстрой», тогда как технологию, базовый инжиниринг, полимеризационное оборудование и четыре реактора поставили венгерская фирма Inter-Kemikal KFT и американская компания PST International.

Новое производство позволило сократить время одного цикла полимеризации до 12 часов (до этого было 28 часов), сократить число обслуживающего установку персонала, но, главное, улучшились физико-механических свойств полистирола, (выход гранул основной фракции размером от 0,5 мм до 2 мм составляет 99,5 %).

ТОО «Sat Operating Aktau» (г. Актау, Казахстан)

ТОО «Sat Operating Aktau» - бывший «Завод пластических масс», г.Актау, Республика Казахстан - последнее из промышленных производств полистирола, введенных в эксплуатацию в еще в бывшем СССР. Производство было запущено в 1981 году. Тогда предприятие называлось Шевченковский завод. На сегодняшний день наряду с «Омской химической компанией» - это самое мощное и современное производство полистирола, доставшееся с советских времен.

Завод сооружен в 1976-1980 годах на базе комплектного импортного оборудования. Огромное производство, построенное Советским Союзом в 1980 году при участии французских специалистов (фирма "Литвин"), было организовано по полной технологической схеме – от синтеза мономера стирола до выпуска готовых форм полистирола. Причем рентабельность достигалась за счет использования при первичном синтезе местного углеводородного сырья. В год АКПО выпускал по 100 тыс. тонн вспенивающегося и 110 тыс. тонн ударопрочного полистирола, что составляло более половины общего производства этой продукции по СССР. С распадом Союза спрос на продукцию АКПО не ослаб, причем он стабилен не только внутри СНГ, но и в мире.

С 1994 по 2000 годы завод работал по укороченной схеме в связи с произошедшей в декабре 1993 года аварией на установке этилбензола. Был утрачен уникальный технический комплекс по синтезу стирола, а закупать мономер за рубежом – экономически бессмысленно: в этом случае себестоимость готового продукта превышала его рыночную стоимость. Реанимировать разрушенный комплекс самостоятельно ни область, ни республика были не в состоянии.

В 2001 году завод пережил второе рождение, когда после приобретения Торговым домом "Экстрапласт" на аукционе (на конкурсной основе) имущественного комплекса завода, было восстановлено производство полистиролов. ООО «Экстрапласт » возглавляет группу промышленных предприятий, объединенных в общую финансовую структуру, работающих в сфере химической промышленности России и Казахстана.

Таким образом, было создано крупнейшее в СНГ химическое объединение, состоящее из двух российских (“Томский завод композитных материалов и пластических масс” и Томский Нефтехимический завод) и двух казахстанских (Атырауский нефтехимический завод и Актаусский "Завод пластических Масс") заводов. Для возобновления производства материнская компания выделяет заводу более 15 млн. долл., при этом около половины из этой суммы предназначено для пополнения оборотных средств ЗПМ. Высокое качество продукции обеспечивается использованием современных процессов ведущих мировых фирм - Emejota (США), Rhone Pнojil (Франция). В декабре 2001 года была запущена только одна линия. Ее производительность - 2,5 тыс. тонн полистирола в месяц. В 2002 году была пущена вторая линия.

Однако этим планам не суждено было сбыться. Устойчивый выпуск полистиролов так и не был налажен. С августа 2003 года завод практически не работал, не выплачивалась заработная плата, не погашались налоговые платежи. Главная проблема - ООО "Торговый дом "Экстрапласт" не смог решить проблему поставок сырья. В 2005 году ООО "Торговый дом "Экстрапласт" был вынужден отказаться от завода. Владельцем стала казахстанская компания, близкая к государству - акционерное общество «Атолл», дочернее предприятие «SAT&Co» и АО «Разведка Добыча «КазМунайГаз»,

Дальнейшее развитие предприятия связано с реализацией Государственной программы развития нефтехимической промышленности Республики Казахстан. К 2010 году планируется увеличить производство всех видов полистирола на ЗПМ до 150 тыс. тонн в год. Столько смелые заявления основаны на планах Правительства по открытию газоперерабатывающих производств, которые должны будут решить сырьевую проблему. Себестоимость получаемого на последнем полистирола существенно ниже цен стран СНГ благодаря высоким мощностям технологической линии (при условии загрузки на 70-100%) и будет еще ниже при обеспечении предприятия отечественными сырьевыми ресурсами вблизи производства.

Импортные поставки

В настоящее время в Россию импортируется более половины потребляемого объма данного полимера. Как уже говорилось, импортируемый вспенивающийся полистирол значительно отличается от отечественного. Импортируется ВПС, изготовленный методом полимеризации в массе, и имеющий несравнимые потребительские преимущества. В России же пока ВПС производится методом суспензионной полимеризации. (Линия, установленная на «Салаватнефтеоргсинтез», пока в промышленном режиме не работает). Исключением составляют поставки из Украины и Казахстана. «Концерн «Стирол» также производит ВПС методом суспензионной полимеризации. Сегодня это самое современное производство ВПС на территории СНГ и по своим свойствам ВПС производства «Концерна «Стирол» значительно превосходит продукцию российских заводов. В 2006 году вновь были возобновлены поставки ВПС с «Завода пластических масс» в Актау (Казахстан).

Изобретение направлено на повышение производительности процесса и кратности вспенивания полистирола ПСВ. Технический результат достигают тем, что способ сухого вспенивания полистирола включает кратковременный нагрев гранул ПСВ в воздушной среде, последующее кратковременное воздействие вакуума на нагретые гранулы, последующее охлаждение гранул под вакуумом ниже температур вязкотекучего состояния полистирола и после охлаждения снятие вакуума. Сухой нагрев гранул ПСВ осуществляют в герметичной емкости, заполненной горячим воздухом. При этом вакуум создают откачкой воздуха из герметичной емкости. Охлаждение гранул осуществляют преимущественно за счет излучения тепловой энергии гранул. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

Способ сухого вспенивания полистирола ПСВ относится к технологии получения гранулированного пенополистирола для строительства.

Гранулы пенополистирола получают из сырьевых гранул полистирола ПСВ (полистирол суспензионный вспенивающийся), выпускаемого химической промышленностью. Сырьевые гранулы насыщены молекулами легкокипящего продукта изопентан с температурой кипения 28°С. При нагревании гранул полистирол гранул переходит постепенно в вязкотекучее состояние, а изопентан вскипает и давлением своих паров расширяет материал гранул; происходит вспенивание (вспучивание) полистирола. В технологии применяется температура около 100°С; это - естественная привязка к температуре кипения воды и к температуре водяного пара при нормальном атмосферном давлении. Сырьевые гранулы имеют малые размеры: в основном от 0,5 до 2,0 мм и при вспенивании многократно увеличиваются в объеме. Из вспененных гранул изготавливают формованные теплоизоляционные изделия в виде плит и сегментов, а также гранулы добавляют в бетон в качестве легкого заполнителя с получением полистиролбетона - малотеплопроводного, легкого и достаточно прочного материала для строительства домов.

Известен способ вспенивания полистирола горячей водой [А.с. 1578020 А1, кл. В29С 67/22, опубл. 15.07.90]. Этот способ дает хороший результат по кратности вспенивания гранул. Способ прост, несложно и технологическое оборудование. Преимуществом способа является возможность получения низкой скорости вспенивания полистирола при температуре воды ниже 100°С с контролируемым получением плотностей продукта в интервале от 200 до 20 кг/м 3 . Недостатком способа является так называемые «мокрые процессы» (применение воды, испарение воды, необходимость сушки гранул). Кроме того, гранулы, получаемые этим способом, необходимо не только высушить, но и выдержать после сушки до 24 часов в воздушной среде нормальной температуры и влажности для снятия вакуума в них, иначе они легко сплющиваются при механических воздействиях. До сих пор не удалось создать высокопроизводительное технологическое оборудование, реализующее этот способ, поэтому способ в настоящее время в производстве не применяется.

Известен способ вспенивания полистирола ПСВ в среде горячего водяного пара [А.с. 1458244 А1, кл. В29С 67/20, опубл. 15.02.89]; этот способ повсеместно применяется в строительном производстве. По этому способу получают вспененные гранулы пенополистирола с насыпной плотностью от 8 кг/м 3 и выше. Промышленностью выпускаются вспениватели малой и большой производительности. Недостатком способа является так называемые «мокрые процессы» (применение воды, генерация из нее пара, необходимость сушки полученного материала). Кроме того, гранулы, получаемые этим способом, необходимо не только высушить, но и выдержать после сушки до 24 часов в воздушной среде при нормальных температуре и влажности для снятия вакуума в них, иначе они легко сплющиваются при механических воздействиях. Ведение процесса требует генерации значительного количества горячего водяного пара, на что затрачивается большое количество тепловой энергии.

Реальным недостатком способа является очень быстрое вспенивание в зоне плотностей продукта от 200 до 20 кг/м 3 , что затрудняет получение продукта с заданной плотностью в этом интервале. Это усугубляется невозможностью быстро определить плотность получаемого продукта по ходу этого быстрого процесса вспенивания, исчисляемого секундами, так как для определения плотности мокрого продукта требуется сначала высушивать его пробу в течение нескольких часов.

В связи с тем, что значительное количество гранулированного пенополистирола применяется в качестве легкого заполнителя бетона, в технологии полистиролбетона актуально упрощение и удешевление технологии, снижение энергозатрат, снижение насыпной плотности гранулированного пенополистирола для удешевления изделий из полистиролбетона.

Известен способ, взятый за прототип изобретения, А.С. 680628, МКИ 3 В29D 27/00, опубл. 25.08.79, и устройство сухого вспенивания полистирола горячим воздухом. При этом не требуется ни горячая вода, ни горячий водяной пар, не требуются сушка вспененных гранул и длительная выдержка, т.к. вакуум в них снимается по ходу процесса вспенивания. Соответственно, требуется меньше технологического оборудования, снижаются энергозатраты, экономятся производственные площади и пр. Вспенивание происходит более плавно, чем при вспенивании водяным паром, и это полезно при получении продукта повышенной плотности. Снизить скорость вспенивания легко за счет снижения температуры воздуха. Сухое вспенивание позволяет оперативно контролировать текущую плотность продукта по ходу процесса и своевременно регулировать его. Однако при сухом вспенивании затрачивается в 3-4 раза больше времени, чем при мокром вспенивании, а повышение температуры воздуха приводит к оплавлению гранул. Также не удается изготовить гранулированный пенополистирол плотностью ниже 16 кг/м 3 .

Автор предлагаемого изобретения длительное время занимается исследованием способа сухого вспучивания полистирола, разработкой и изготовлением суховоздушных вспучивателей, научно-технические отчеты имеют государственную регистрацию, получены патенты на суховоздушные вспучиватели. Вспучиватели, изготовляемые предприятием автора, более совершенны, минимальная плотность вспученного продукта, получаемого на этих вспучивателях в процессе однократного непрерывного вспучивания, достигает 10 кг/м 3 . Термины вспенивание и вспучивание в настоящее время, по последним публикациям, считаются однозначными. Более распространен термин вспенивание, поэтому далее применяется именно он. В процессе исследований попутно изучены и процессы вспенивания полистирола горячей водой и горячим водяным паром. Выявлено, что вспенивания горячей водой и горячим водяным паром дают продукт минимальной плотности, равной 15 кг/м 3 . И только вторичное вспенивание уже вспененного продукта после его сушки и суточной вылежки позволяет достичь плотности 8 кг/м 3 .

Это объясняется следующим. Давление паров изопентана при 20°С (293 К) равно 79 кПа, что меньше давления окружающего воздуха (техническая атмосфера 98 кПа, физическая атмосфера 101 кПа). За счет нагрева до 100°С давление паров несколько увеличится. К сожалению, отсутствуют данные о давлении паров изопентана при температуре около 100°С. Если бы изопентан был при этой температуре газом, то давление его повысилось бы при нагреве от 20°С (293К) до 100°С (373°С) в 373/293=1,27 раза и достигло 79 1,27=100,33 кПа. Это близко к атмосферному давлению, т.е. распирающее избыточное давление не преодолело бы сопротивление полимера. Вероятно, давление паров изопентана все же несколько выше атмосферного давления, поэтому в действительности гранулы все же вспениваются, хотя и не очень активно в конце процесса - в области низких плотностей продукта.

Цель изобретения - создать технологию изготовления гранулированного пенополистирола способом сухого вспенивания с получением продукта минимальной плотности при минимальной длительности процесса, что соответствует максимальной производительности технологии.

Поставленная цель достигается тем, что в способе сухого вспенивания полистирол ПСВ нагревают кратковременно и затем кратковременно воздействуют на него вакуумом, после чего охлаждают, не снимая вакуум, а после охлаждения гранул ниже температур вязкотекучего состояния полистирола снимают вакуум.

Сухой нагрев гранул осуществляют в герметичной емкости, заполненной горячим воздухом, а вакуум создают откачкой воздуха из емкости.

Охлаждение гранул осуществляют преимущественно за счет излучения тепловой энергии гранул.

В результате устранения наружного атмосферного противодавления давление паров изопентана реализуется в максимально возможной мере - в максимальной кратности и максимальной скорости вспенивания гранул. Увеличение (вспенивание) гранул продолжается до тех пор, пока давление паров изопентана, уменьшающееся из-за его расширения и частичной диффузии из гранул, не уравновесится упругими противодействующими напряжениями материала гранул. При этом минимальная длительность процесса вспенивания способствует снижению потерь изопентана, соответственно - максимальной кратности вспенивания. Кроме того, сохранение максимально возможного количества изопентана существенно для технологии формования пенополистирольных изделий, где формование изделий осуществляется путем вторичного вспенивания пенополистирольных гранул за счет остаточного изопентана и проникшего в гранулы воздуха.

Охлаждение гранул фиксирует структуру материала гранул, а действие вакуума во время охлаждения гранул не позволяет им сжаться, благодаря этому увеличенные размеры гранул сохраняются и после снятия вакуума.

Снижение плотности продукта и повышение производительности процесса приведет к снижению стоимости гранулированного пенополистирола и к реализации в полной мере всех указанных преимуществ процесса сухого вспенивания ПСВ.

На фигуре 1 представлена фотография гранул, полученных различными способами:

Верхний ряд гранул получен традиционным способом вспенивания сырьевых гранул полистирола в среде горячего водяного пара (над зеркалом кипящей воды);

Средний ряд гранул получен вспениванием сырьевых гранул полистирола в кипящей воде;

Нижний ряд гранул получен предлагаемым способом сухого вспенивания сырьевых гранул полистирола (сухой нагрев в среде горячего воздуха с последующим вакуумированием).

На фигуре 2 представлена фотография лабораторного устройства для реализации предлагаемого способа на одиночной грануле, которая отмечена позицией 1, в положении, когда гранула находится в зоне нагрева.

На фигуре 3 представлена фотография лабораторного устройства для реализации предлагаемого способа на одиночной грануле, которая отмечена позицией 1, когда гранула выведена из зоны нагрева для охлаждения.

Устройство позволяет нагревать отдельную гранулу ПСВ, находящуюся на выдвижном поддончике, в среде горячего сухого воздуха. Нагреватель выполнен в виде скобы, охватывающей некоторое пространство объемом около 50 см 3 вокруг поддончика с гранулой.

Нагреватель гранулы размещен в съемном стеклянном колпаке, как это видно на фотографиях, устройство выполнено герметичным с подводкой к вакуум-насосу. Нагреватель управляется автоматически электронным прибором, позволяющим задавать и удерживать заданную температуру нагревателя в определенных пределах.

Пробными экспериментами в интервале температур 100…125°С установлена оптимальная для эксперимента температура задатчика нагревателя 115°С, это соответствует температуре воздуха в зоне размещения гранулы примерно 105°С (измерено другим прибором). После прогрева устройства на выдвинутый поддончик укладывалась гранула ПСВ диаметром 1,6 мм, устанавливался стеклянный колпак. Поддончик с гранулой вдвигался в нагреватель на определенное время, исчисляемое в целых минутах. По прошествии заданного времени, например, одной минуты, включался вакуум-насос на 20 секунд, затем поддончик с гранулой выдвигался из нагревателя для охлаждения на 10 секунд без снятия вакуума, после чего вакуум-насос отключался. Через 20 секунд вакуум самопроизвольно снижался, стеклянный колпак снимался, гранула снималась с поддончика и ее диаметр измерялся на оптическом микроскопе с двадцатикратным увеличением, с мерной шкалой.

Охлаждение гранулы в вакууме происходит за счет излучения тепловой энергии, т.к. теплоноситель отсутствует. Поэтому и охлаждение происходит быстро, без теплоизолирующего влияния воздуха. Дополнительными экспериментами ранее было установлено, что структура гранул полистирола становится достаточно жесткой уже при 80°С.

Следующая гранула ПСВ такого же диаметра проходила такой же цикл со временем нагрева на одну минуту больше, с теми же параметрами процесса. Все данные и результаты экспериментов записывались в журнал.

Для сравнения, в таком же процессе, с единичными гранулами того же размера, из той же пробы ПСВ, проводилось вспенивание в среде горячего сухого воздуха без применения вакуума на том же лабораторном устройстве и вспенивание гранул на сетчатом поддончике над зеркалом кипящей воды в емкости, прикрытой крышкой (что соответствовало традиционному вспучиванию паром).

Исходные и вспененные гранулы были выложены рядами и сфотографированы вместе с линейкой с миллиметровой шкалой, фигура 1, что позволяет визуально оценить результаты и даже измерить диаметры гранул. Но и без измерений достаточно ясно виден получаемый положительный эффект.

На верхнем ряду представлены гранулы вспененные паром; ясно, как очень быстро вспениваются гранулы ПСВ в первую минуту. Затем их размер увеличивается медленно, достигая максимума на 4-ю минуту. Далее происходит уменьшение диаметра гранул - деструкция. Это происходит из-за потери гранулами вспучивающего агента - изопентана - за счет диффузии.

В среднем ряду расположены гранулы, вспененные в среде горячего сухого воздуха без применения вакуума. Видно, что гранулы вспениваются медленнее, чем в среде пара, на 5-ю минуту достигают максимального размера, но меньшего, чем максимальный размер гранул в случае вспенивания паром, затем размеры гранул уменьшаются из-за потери изопентана. Уместно сказать, что снижение скорости вспенивания гранул легко и в широких пределах достигается снижением температуры нагревателя.

На нижнем ряду расположены гранулы после вспенивания с помощью того же устройства в горячей воздушной среде, при той же температурой задатчика, с применением вакуума. Видно, что вспенивание в этом случае происходит быстрее и в большей степени. Естественно, что скорость и кратность вспенивания в этом случае легко и в широких пределах регулируется температурой нагрева и степенью вакуумирования.

Приведенные сведения доказывают осуществимость способа и возможность достижения поставленной цели.

1. Способ сухого вспенивания гранул полистирола суспензионного вспенивающегося, включающий выдержку гранул в среде горячего воздуха, отличающийся тем, что после кратковременного нагревания гранул их подвергают кратковременному воздействию вакуума, затем охлаждают, не снимая вакуума, и после охлаждения гранул ниже температур вязкотекучего состояния полистирола снимают вакуум.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что сухой нагрев гранул осуществляют в герметичной емкости, заполненной горячим воздухом, а вакуум создают откачкой воздуха из емкости.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что охлаждение гранул осуществляют преимущественно за счет излучения тепловой энергии гранул.

Похожие патенты:

Изобретение относится к технологии вспенивания гранул пенополистирола, содержащих пентан или изопентан, и может быть использовано для производства теплоизоляции в строительстве, при изготовлении газифицируемых моделей, в производстве формованных изделий и упаковки.

Изобретение относится к вспенивающимся гранулированным материалам, имеющим композиции на основе винилароматических полимеров, содержащие: а) 65-99,8% по массе полимера, полученного путем полимеризации 85-100% по массе одного или более винилароматических мономеров, имеющих общую формулу (I) где n представляет собой ноль или целое число, колеблющееся в диапазоне от 1 до 5, и Y представляет собой галоген, такой как хлор или бром, или алкил или алкоксильную радикальную группу, имеющую от 1 до 4 атомов углерода, и 0-15% по массе -алкилстирола, в котором алкильная группа содержит от 1 до 4 атомов углерода; b) 0,01-20% по массе, рассчитанных по отношению к полимеру (а), сажи, имеющей средний диаметр частиц, колеблющийся в диапазоне от 10 до 1000 нм, и площадь поверхности, колеблющуюся в диапазоне от 5 до 200 м2/г; с) по меньшей мере, одну из следующих добавок (с1)-(с3): с1) 0,01-5% по массе, рассчитанных по отношению к полимеру (а), графита, имеющего средний диаметр частиц, колеблющийся в диапазоне от 0,5 до 50 мкм; с2) 0,01-5% по массе, рассчитанных по отношению к полимеру (а), оксидов, и/или сульфатов, и/или пластинчатых дихалькогенидов металлов групп IIA, IIIA, IIB, IVB, VIB или VIIIB; с3) 0,01-5% по массе, рассчитанных по отношению к полимеру (а), неорганических производных кремния пластинчатого типа; d) 0,01-4,5% по массе, рассчитанных по отношению к полимеру (а), агента зародышеобразования и е) 1-6% по массе, рассчитанных по отношению к 100 частям общей массы (a)-(d), одного или более вспенивающих веществ.

Что такое пенополистирол, как он производится, какие его разновидности существуют, технические характеристики утеплителя, плюсы и минусы, правила выбора качественного теплоизолятора, особенности монтажа.

Описание и особенности производства пенополистирола

Пенополистирол - это материал, наполненный газом, который получают из полистирола и сополимеров стирола. Его широко используют в сфере тепло- и гидроизоляции. В настоящее время более 60% производимого пенополистирола применяется для утепления.

Впервые синтезировали этот материал в 1928 году во Франции. А в промышленных масштабах производить пенополистирол начали в Германии в конце 30-ых годов прошлого века.

В производстве обычного пенополистирола используют, как правило, полистирол. Также сырьем может быть полихлоридстирол, полимонохлоридстирол, сополимеры стирола с мономерами (бутадиен, акрилонитрил). Вспенивающими агентами выступают углеводороды с легким кипением, такие как пентан, петролейный эфир, дихлорметан, изопентан. Также это могут быть газообразователи, вроде диаминобензола, нитрата аммония, азобисизобутиронитрила.

Для изготовления традиционного вспененного полистирола используют хорошо растворимый природный газ для наполнения пустот. Для пожароустойчивых разновидностей применяют углекислый газ.

Помимо основных компонентов, пенополистирол включает в себя дополнительные - красители, пластификаторы, антипирены.

Изначально гранулы стирола наполняются газом. Последний растворяют в полимерной массе. После этого смесь нагревается паром низкокипящей жидкости. Исходные гранулы многократно увеличиваются в размере. В итоге они заполняют всю форму и спекаются воедино. Полученный материал режут на плиты нужного размера, которые готовы к использованию в сфере теплоизоляции.

Нередко пенополистирол называют «пенопластом», полагая, что это один и тот же материал. Однако это не так. Во-первых, есть существенная разница в технологии производства этих изоляторов. Пенополистирол получают методом, известным как «экструзия», то есть гранулы полистирола плавятся, образовывая единую структуру и связываясь на уровне молекул. Пенопласт же изготавливают, обрабатывая и склеивая гранулы полистирола сухим паром.

Основные разновидности пенополистирола

В зависимости от технологии изготовления пенополистирол может быть нескольких видов:

• Беспрессовый . В его составе большое количество неоднородных гранул и пор. Их размер - от 5 до 10 миллиметров. Эта разновидность утеплителя имеет самый высокий уровень влагопоглощения. Маркируется буквами ПСБ (пенополистирол суспензионный беспрессовый). Бывает таких видов: ПСБ С-15, ПСБ С-25, ПСБ С-35, ПСБ С-50, где цифра является показателем плотности материала.
• Прессовый . Его структура характеризуется наличием герметично закупоренных пор. Благодаря этому материал имеет хорошие показатели теплоизоляции. Это плотный и прочный утеплитель. В его маркировке присутствуют буквы ПС.
• Экструдированный . Структура - такая же, как и у прессованного, но закрытые поры у экструдированного пенополистирола более мелкого размера - всего 0,1-0,2 миллиметра. Это наиболее распространенный утеплитель из всех видов. Маркируется ЭППС (XPS). Существует несколько марок этого материала - XPS 25, XPS 30, XPS 35, XPS 45. Число в данном случае обозначает плотность утеплителя.

Кроме того, выделяют такие разновидности, как автоклавный и автоклавно-экструзионный пенополистирол. Они выпускаются исключительно за рубежом (преимущественно в США) и используются в качестве утеплителей крайне редко из-за нерентабельности технологии производства.

Технические характеристики пенополистирола

Свойства утеплителя могут отличаться в зависимости от технологии его производства, составляющих и плотности. Рассмотрим основные характеристики пенополистирола:

1. Теплопроводность . Пенополистирол - это некое подобие уплотненной пены. Воздух, который находится внутри пузырьков полистирола, является отличным теплоизолятором. Коэффициент теплопроводности у материала колеблется в пределах 0,028-0,034 ватта на метр на Кельвин. Чем выше плотность, тем больше этот показатель. Наилучшими свойствами обладает экструдированный пенополистирол.
2. Паропроницаемость . Этот показатель для утеплителя варьируется от 0,019 до 0,015 килограммов на метр-час-Паскаль. В отличие от пенопласта, который имеет нулевую паропроницаемость, пенополистирол формуют путем нарезания. Пар поступает сквозь эти разрезы, проникая внутрь газонаполненных ячеек.
3. Влагопроницаемость . При погружении плотного экструдированного пенополистирола в воду он остается практически сухим. Вбирает влаги в себя он лишь около 0,4%. Беспрессовый материал впитает примерно 4% воды. При контакте с жидкостью утеплитель не повреждается.
4. Прочность . У пенополистирола средней и высокой плотности связь между молекулами достаточно крепкая. Прочность статического изгиба у него составляет 0,4-1 килограмм на сантиметр в квадрате.
5. Химическая стойкость . Пенополистирол не вступает в реакцию с содой, мылом, минеральными удобрениями, битумом, гипсом, цементом, асфальтовыми эмульсиями, известью. Повредить и даже растворить утеплитель могут такие вещества, как ацетон, скипидар, олифа, некоторые спирты, лаки, продукты нефтепереработки.
6. Стойкость перед ультрафиолетом . Прямые солнечные лучи губительны для пенополистирола всех разновидностей и марок. Сначала ультрафиолет делает материал менее прочным и упругим, а впоследствии полностью разрушает.
7. Способность к звукопоглощению . Утеплитель может приглушить ударный шум только в том случае, если проложен толстым слоем. Волны воздушных шумов пенополистирол не в состоянии поглощать и изолировать. Это объясняется особенностями конструкции теплоизолятора - газонаполненные ячейки жестко расположены и полностью изолированы.
8. Биологическая устойчивость . Пенополистирол непригоден для размножения и распространения плесени и грибков. А вот грызуны и насекомые его легко повреждают. В пищу материал они не используют, но прокладывают по нему ходы к источникам тепла и еды.
9. Экологичность . На открытом воздухе материал подвержен процессам окисления. При этом в воздух выделяется немало вредных веществ: толуол, бензол, метиловый спирт, формальдегид, ацетофенон. При горении также образуется много токсических компонентов: фосген, бромистый водород, синильная кислота. Если материал не подвержен атмосферным воздействиям, то никаких опасных соединений он не продуцирует.
10. Огнестойкость . Пенополистирол - это горючий материал. При воздействии огня он выделяет большое количество едкого дыма. Для материала, который не включает в себя антипирены, коэффициент задымления составляет 1048 метров квадратных на килограмм. Для противопожарного пенополистирола этот показатель еще выше - 1219 квадратов на килограмм. Например, у резины этот коэффициент равен 850, а у дерева - 23. Утеплитель, который содержит в составе антипирен, маркируется буквой С. Он хуже возгорается и имеет класс Г2. Однако со временем свойства антипирена становятся слабее и материал получает пониженные классы пожаробезопасности - Г3 и Г4. Температура возгорания пенополистирола составляет 450 градусов по Цельсию.
11. Срок эксплуатации . При правильном монтаже и использовании утеплителя пенополистирола он гарантировано будет служить не менее 30 лет. Для сохранения качеств и свойств необходимо его защищать декоративным отделочным слоем на стенах.

Достоинства пенополистирола

Плиты пенополистирола являются популярным утеплителем. Востребованность материала объясняется его многочисленными плюсами:

1. Низкий уровень теплопроводности . Пенополистирол толщиной 120 миллиметров по своим теплоизоляционным качествам соответствует кладке из кирпича толщиной около 210 сантиметров или стене из древесины толщиной 45 сантиметров.
2. Малый вес . Плиты утеплителя - легкие, так как на 98% состоят из воздуха. Их просто транспортировать, устанавливать даже самостоятельно без помощников. Кроме того, пенополистирол не оказывает никакой нагрузки на фундамент, перекрытия и стены.
3. Водонепроницаемость . Экструдированный материал практически не пропускает и не впитывает влагу. Это гидрофобный утеплитель, который можно использовать в качестве гидроизоляции. Кроме того, влага не способна испортить пенополистирол или ухудшить его качества.
4. Высокая стойкость к деформациям . Теплоизолятор имеет высокие показатели прочности на сжатие. Его можно класть в качестве утеплителя и гидроизоляции на пол под стяжку.
5. Широкий допустимый температурный диапазон эксплуатации . Материал не боится морозов, выдерживает длительный нагрев до 80 градусов по Цельсию и краткосрочный до 95. Когда температура повышается выше данной отметки, то пенополистирол начинает размягчаться.
6. Легкость монтажа . Технология установки плит простая и по силам даже новичку. Кроме того, обрабатывать края и резать пенополистирол не составит труда с помощью обычного строительного или монтажного ножа. Никакого специального оборудования в работе с ним не понадобится.
7. Низкая цена и быстрая окупаемость . Стоимость данного утеплителя намного ниже, чем многих других теплоизоляторов. Причем, эффект от монтажа пенополистирольных плит ощущается сразу же - затраты на отопление и кондиционирование уменьшаются в значительной мере (не менее чем в 3 раза).

Недостатки пенополистирола

У этого теплоизолятора есть целый ряд недостатков, которые нужно иметь в виду, выбирая утеплитель для той или иной поверхности и здания:

• Низкий уровень звукоизоляции . Пенополистирол способен лишь слегка приглушать стук и вибрации. Но акустические волны он не поглощает и не отражает.
• Низкий уровень стойкости перед многими химикатами . Контакт с растворителями, кислотами, щелочами действует губительно на пенополистиол, разрушая его структуру.
• Низкая сопротивляемость огню . Современный качественный материал является самозатухающим, однако температура его возгорания достаточно низкая и составляет 210-440 градусов Цельсия. К тому же при горении пенополистирол выделяет в воздух целый «букет» токсических веществ.
• Разрушение под воздействием солнечных лучей . Без надлежащей защиты в виде отделочного слоя открытый ультрафиолету пенополистирол быстро приходит в негодность.
• Подверженность воздействию грызунов и насекомых . Мягкость материала привлекает многих вредителей, которые легко прокладывают в нем норы и ходы. Для защиты от них необходимо применять специальные средства и методы.
• Низкий уровень паропроницаемости . В теплоизоляторе с низкой плотностью пар проходит через поры и конденсируется в нем. Таким образом, теплопроводность пенополистирола повышается на 7-10%. При снижении температуры до нулевых отметок конденсат будет замерзать и разрушать утеплитель.

Также немало вопросов есть и к экологичности этого материала. Споры о том, вреден ли пенополистирол, ведутся до сих пор. Правда, в последнее время современные производители существенно улучшили этот показатель у своей продукции.

Критерии выбора пенополистирола

Пенополистирол - это теплый, легкий и недорогой утеплитель. С ростом его популярности увеличивается и количество производителей. Важно уметь выбрать качественный материал, так как от этого зависит его экологичность и долговечность. Кроме того, существует много разновидностей и марок теплоизолятора, которые подходят для разных целей.

1. Для утепления фасада подойдет пенополистирол марки ПСБ-Б. Он относится к разряду самозатухающих материалов. Цифровое значение (плотность) его должно быть не ниже 40.
2. Все марки с числом 25 не подходят для строительных и теплоизоляционных целей.
3. Если плотность материала выше 35 килограммов на кубический метр, то производитель должен указать, что пенополистирол изготовлен методом экструзии. Без сильного сжатия и расплавления плотность утеплителя будет не выше 17 килограммов на кубометр.
4. Для утепления фундамента и полов под стяжкой рекомендовано выбирать плиты с наибольшей плотностью - 50 килограммов на кубометр.
5. Выбирая теплоизолятор, отломите кусочек от края. Материал низкого качества разломается с неровностями. На разломе будут видны мелкие шарики. Экструдированный пенополистирол будет иметь на сломе правильные многогранники. Причем, линия разлома будет через них проходить в том числе.

Цена и производители пенополистирола

Основными потребителями и, соответственно, производителями пенополистирола для утепления являются США, Италия, Германия, Франция, Польша. Например, в Западной Европе этот материал используется активней всех остальных теплоизоляторов.

• BASF . Это немецкая крупная компания, которая ежегодно производит свыше 450 тысяч тонн утеплителя. Размеры пенополистирола в плитах, выпускаемого под этим брендом, могут быть как стандартные - 1000х2000 миллиметров, так и для особых потребностей - 900х500, 1200х600, 500х500 миллиметров. Цена теплоизолятора от этой компании составляет в среднем от 3500 рублей за кубометр.
• URSA . Известный мировой производитель теплоизоляторов. Выпускает плиты экструдированного пенополистирола разных размеров и плотности. Экологичность материала подтверждается сертификатами международного образца. Цена стартует от 4300 рублей за кубический метр материала.
• Polimeri Europa . Итальянское предприятие, специализирующееся на производстве экструдированного утеплителя. Имеет в линейке материал разной плотности и для разнообразных целей. Цена пенополистирола от этого производителя начинается с 4800 рублей за кубометр.

Краткая инструкция по монтажу пенополистирола

Устанавливать плиты пенополистирола рекомендовано, используя два вида крепления: с помощью клея и дюбелей. Так вы обезопасите себя от частого ремонта по причине отвалившихся деталей теплоизоляции. Особенно это касается утепления наружных стен и фасадов.

Следуйте такой схеме в процессе монтажа пенополистирола:

1. Готовим утепляемую поверхность - очищаем, осматриваем на предмет неровностей. Если дефекты есть, устраняем их путем шпаклевания.
2. Грунтуем стену глубоко проникающим составом.
3. Наносим слой клея на плиту пенополистирола и прикладываем к стене, слегка придавливая.
4. Крепим плиты снизу в горизонтальном направлении в один ряд.
5. Следующий ряд пенополистирола устанавливаем встык к нижнему.
6. Если нужно поменять положение или сместить плиту, делаем это в течение первых 3-5 минут после приклеивания.
7. Подрезаем материал, используя обычный монтажный нож.
8. После того как клей просохнет, начинаем установку крепежей. Применяем для этих целей дюбеля с зонтикообразными шляпками. Количество элементов - около 6 штук на квадратный метр стены.
9. После установки крепежей фиксируем армирующую сетку. Предварительно обрабатываем поверхность клеем. Слой должен быть толщиной около трех миллиметров.
10. Сетку прикладываем к свеженанесенному слою клея, начиная с углов здания. При этом оставляем около 12-15 сантиметров материала за углом, который потом нужно утопить в клей на другой стороне стены.
11. Около оконных проемов угловые участки плит усиливаем сеткой размером примерно 20х35 сантиметров. Дополнительно предохраняем углы алюминиевыми насадками.
12. Выравнивающий слой штукатурки наносим спустя 3 дня после армирования.

Обратите внимание! Заделывать стыки между плитами пенополистирола рекомендовано жидким полистиролом или обрезками пенопласта. Нельзя заливать их монтажной пеной. Она увеличится в размерах, что может разрушить конструкцию теплоизоляции.

Смотрите видео обзор пенополистирола:

Пенополистирол - современный популярный утеплитель, который имеет множество плюсов и минусов. Выбирая материал для определенных целей, учитывайте технические характеристики каждого вида. Покупайте пенополистирол от производителей с мировым именем, чтобы не получить некачественный товар, который не будет соответствовать экологическим нормам.