Разностороннее применение листового полистирола

Общая характеристика

Полистирол представляет собой композитный материал. Он получается искусственным путем. Утеплитель из полистирол начал применяться человечеством еще в прошлом столетии. Из пропилена изготавливают преимущественно пенопласт и пенополистирол. Это утеплительные материалы, широко применяемые при строительстве и в прочих сферах деятельности человека.

Гранулы полистирола состоят из пентана и изопентана. Обработка исходного сырья определяет последующие качества материала. Пенопласт получают в результате обработки гранул водяным паром. Под воздействием высоких температур пентан из вещества испаряется. Полистирол при этом увеличивается в объеме. Так получают всем известный пенопласт.

Новым и более совершенным материалом является вспененный (экструдированный или экструзионный) полистирол. Его создали в 50-х годах ХХ века. Новую разновидность полистирола изобрела американская компания, которая смогла усовершенствовать существующую технологию.

Утеплитель из полистирол в этом случае изготавливается по более сложной методике. При этом материал получает новые, улучшенные качества. Полистирол поставляется на производство в гранулах. Композитный материал вспенивается особым способом. Эта методика называется экструзией. Композит продавливается через фильеру особой конфигурации. Раньше вспенивание производилось при использовании фреона и углекислого газа. Первый из перечисленных компонентов является небезопасным веществом для экологии. Он разрушает озоновый слой. Поэтому с 1999 года начали применять при производстве пенополистирола более безопасную методику. Она не использует фреон.

Технология производства и состав

По химическому составу материал похож на пенопласт.

Его основным компонентом являются гранулы пенополистирола. Их смешивают с антипиренами, снижающими горючесть, и веществами, повышающими прочность и улучшающими характеристики пенополистирола, и затем плавят при повышенных температурах. После получения однородной расплавленной массы в нее под высоким давлением вводят пенообразующим агент – углекислый газ.

После этого материал проходит процесс экструзии. Полученная горячая масса продавливается чрез прямоугольное отверстие экструдера.

По мере падения давления до нормального уровня углекислый газ расширяется и вспенивает массу. С помощью размеров отверстия экструдера регулируется толщина и ширина получаемой в результате полосы. Полоса XPS распиливается на плиты заданных размеров.

Использование экструдированного пенополистирола соответствует требованиям СНиП 21-01-97 «Пожарная безопасность зданий и сооружений». Федеральным законом № 123 регламентируется показатель токсичности продуктов горения.

Качественный ЭППС имеет показатель Т2 и относится к умеренно опасным утеплителям. Такой же показатель имеют материалы из дерева, например, паркеты. Производство, методы испытаний, маркировка экструзионного пенополистирола регламентируются требованиями ГОСТ 32310-2012.

Физические и химические свойства

Для полимера характерны следующие показатели:

• устойчивость к удлинению – 3%;
• прочность на изгибе – 103 МПа;
• предел прочности на растяжение – 55 МПа;
• теплопроводность – 0,16 Вт/мК;
• показатель преломления – 12,59;
• плотность – 1,05 г/см3.

Молекулярная масса вещества и способ производства влияют на физические свойства полимера. Прочность и температура, при которой вещество становится мягче, находятся в обратной зависимости от размера частиц полистирола.

Практически все виды полистирола хорошо горятИсточник Exxxtreme-club.ru

Производители предлагают широкий выбор размеров готового листового полистирола: от 1200х1800 мм до 2050х3050 мм.

Преимущества и недостатки

Зная необходимые габариты, плотность и толщину утеплителя из полистирола, необходимо также рассмотреть основные качества этого материала. У него есть масса достоинств. Материал стал популярным из-за низкой теплопроводности. Он не подвержен разрушительному воздействию химических кислот, аммиака и прочих веществ. Пенополистирол хорошо отталкивает влагу. Он достаточно плотный, что позволяет избежать деформаций и разрушений даже при высокой нагрузке.

Пенополистирол отличается высокой прочностью при воздействии давления. Он не боится перепадов температур, неблагоприятных воздействий окружающей среды. Даже в сильный мороз композитный материал не теряет своих первоначальных характеристик. Благодаря перечисленным качествам ЭПС представляет собой очень долговечный материал. Срок его эксплуатации исчисляется десятками лет.

При этом монтаж подобных плит очень простой. Листы отличаются небольшим весом. Стоимость такой отделки остается приемлемой для многих покупателей.

Среди недостатков ЭПС следует отметить ряд фактов. Если в состав не добавлены специальные вещества, он отличается высокой горючестью. При нагреве он выделяет ядовитые пары. Этот материал не рекомендуется использовать при строительстве бани. Также листы необходимо защищать от прямого попадания на них солнечных лучей. На полистирол негативно влияют различные растворители (деготь, бензин, метан и т. д.).

Технические характеристики

Полистирол получил широкое распространение, благодаря экологической безопасности, простоте механической обработки, доступной стоимости и высоким техническим и эксплуатационным свойствам:

• плотность полистирола — около 1100 кг/м3;
• удельный вес составляют 1,04-1,06 г/см3;
• термическая стойкость — в пределах 100°С;
• насыпная плотность гранул — 550 — 570 кг/м3;
• электрическая прочность — 50 Герц;
• ударная вязкость — от 30 до 70 кДж/м2;
• линейная усадка в форме — около 0,6%;
• высокая эластичность при нагревании;
• однородность материала в массе;
• стойкость к спиртосодержащим веществам, разбавленным щелочам, кислотам;
• устойчивость к радиоактивному излучению;
• долговечность.

Полистирол не пропускает ток, не впитывает влагу. Может использоваться в условиях пониженных температур, до -40°С. Начинает плавиться при температуре +240°С.

Термопластичный полимер легко растворяется в сложных эфирах, ацетоне, концентрированной азотной кислоте и ароматических углеводородах.

Сфера применения

Благодаря множеству преимуществ перед другими полимерными материалами, полистирол востребован в различных сферах:

• Рекламная индустрия. Изготовление вывесок, трафаретов, информационных табличек, указателей, световых коробов, рекламных щитов, объемных букв.
• Строительство. Производство теплоизоляционных плит, сэндвич-панелей, декоративных облицовочных панелей, потолочной плитки, подложки под ламинат или линолеум, несъемной опалубки, гидро- и пароизоляционных мембран. Полимер добавляют при производстве красок, клеевых составов и сухих строительных смесей.
• Сельское хозяйство. Остекление оранжерей, парников, теплиц.
• Медицинская и фармацевтическая промышленность. Изготовление одноразовых шприцов, зажимов, элементов для переливания крови и других изделий.
• Дизайн интерьеров. Создание перегородок, мебели, декоративных ширм, внутреннего остекления помещений, душевых кабин.
• Торговля. Обустройство витрин, торгового и выставочного оборудования, остекление торговых павильонов.
• Пищевое производство. Различные упаковки, контейнеры, одноразовая посуда, пищевые пленки, корпуса бытовой техники и прочая кухонная утварь.

Кроме того, из полистирола изготавливаются детские игрушки, пластиковые карты, канцтовары, рассеиватели светильников.

Ударопрочные модификации полистирола используют для создания корпусов телевизоров и компьютеров, приборов радиоэлектроники, деталей холодильников и другой бытовой техники.

Полистирол добавляется в качестве наполнителя в бетон при изготовлении полистирол-бетонных блоков.

Способы обработки

Листы полистирола могут обрабатываться теми же инструментами, что и дерево или металл:

• лазерная резка для изготовления элементов сложной конфигурации и букв;
• термоформовка при нагревании промышленным феном или на специальных формовочных машинах;
• сгибание при помощи термоструны;
• ручная или механическая резка ножовками, болгарками или циркулярными пилами;
• высечка с помощью трафаретов.

Тонкие листы легко режутся канцелярским ножом.

Для обработки края полимера используются рубанки, рашпили, напильники, шаберы.

При изготовлении сложных рельефных фигур, объемных букв, барельефов используется вакуумная резка, термическая или вакуумная формовка.

Полистирол сваривается ультразвуком, горячим воздухом или с помощью нагревательных элементов при температуре 200-250°С. Хорошо склеивается клеем на основе ПВХ, неопрена или цианакрилата.

Материал легко сверлится. Окрашивается в массе при изготовлении. Растворяется в ацетоне, хлорированных и ароматических углеводородах, сложных эфирах.

Поверхности изделий могут подвергаться металлизации или оклеиваться зеркальной пленкой. На поверхность полистирола легко наносится трафаретная, шелкографическая или офсетная печать.

Источники

• https://reklama-mat.ru/articles/vidy-polistirola/
• https://econsk.ru/pererabotka/razlozhenie-polistirola-2.html
• https://stroy-podskazka.ru/otdelochnye-materialy/vse-o-polistirole/
• https://m-strana.ru/articles/chto-takoe-polistirol/
• https://poliamid.ru/polistirol.html
• https://ref.unipack.ru/34/
• https://polygalvostok.ru/polistirol-harakteristiki-svojstva-oblast-primenenija/
• https://kryshaprosto.ru/polistirol-harakteristiki/
• https://proplast.ru/articles/polistirol-ps-eto/
• https://engitime.ru/plastiki/polistirol-nachalo.html
• https://www.syl.ru/article/337071/polistirol-formula-svoystva-poluchenie-primenenie
• https://ug-plastics.ru/utilizaciya/razlozhenie-polistirola-2.html
• https://baltgazservice.ru/stati/uteplenie/polistirol/

Свойства полимера

Полистирол представляет собой термопластическую пластмассу, которая изготавливается в виде плит. Она может быть с гладкой поверхностью или иметь штампованные рисунки. Полимер бывает прозрачный и белый. Прозрачный полимер может стать хорошей заменой оргстеклу, а белый – пластику ПВХ. Такой материал очень популярен благодаря своей высокой ударопрочности, простоте в обработке и гибкостью. 

Благодаря высоким химическим и физическим свойствам такой материал применяется для наружных и внутренних частей помещений. Прозрачный полимер можно использовать для остекления зданий, так как он хорошо пропускает свет. Но стоит учитывать, что такой материал боится воздействия прямых солнечных лучей. Так как через какое-то время полистирол начинает желтеть, снижаются его характеристики и затем он разрушается. Такой материал давно используется для изготовления пенопласта и других материалов. Происходит это при помощи нагревания материала и преобразователя. При изготовлении получается вспученный полистирол. А после того как материал остывает он превращается во вспененную застывшую массу. Она обладает жесткой структурой с плотными ячейками, которые заполняются на 98% воздухом. В получившемся материале содержится всего 2% полимера. 

Благодаря низкой теплопроводности материала он отлично подходит для строительства. Полистирол широко применяется для утепления пола, кровли, потолков и стен. Такой утеплитель легко устанавливать и резать обычным строительным ножом. Вес такого материала небольшой. Те, кто уже покупал полистирол ,отзываются только о его положительных сторонах. Они отмечают, что полистирол противостоит гниению, грибку, проявляет стойкость к агрессивной среде и воздействию микроорганизмов. Но, как и у любого материала можно выделить некоторые недостатки: 

1. Пожароопасность;
2. Экологически небезопасный материал;
3. Небольшой срок службы.

Материалы для монтажа утеплителя

Утеплитель из вспененного полистирола монтируется просто. Все работы при желании можно выполнить самостоятельно. При этом мастеру не обязательно обладать особыми навыками и знаниями. Достаточно рассмотреть подробную инструкцию проведения монтажных работ.

Раскрой плит пенополистирола производится очень просто. Для этого потребуется острый монтажный нож. Линия разреза при этом получается ровной. Пенопласт, который создается без дополнительной прессовки, может крошиться. Поэтому при его раскрое могут возникать определенные трудности. Пенополистирол разрезается ровно, не крошится.

Смонтировать листы на основание можно при помощи битумного клея или водосмешиваемых составов. Чтобы качественно зафиксировать плиты на вертикальной поверхности, нужно применять дюбеля тарельчатого типа. При монтаже плит внутри помещения достаточно применять только клеевые составы.

Если площадь, которую нужно покрыть утеплителем, небольшая, можно монтировать плиты при помощи клея типа «жидкие гвозди». Если на плиты полистирола сверху будет монтироваться стяжка (при обустройстве пола), можно плиты вообще не клеить. Это удешевляет процесс строительства.

Если требуется собрать конструкцию из плит с минимальным расстоянием между ними, можно применять специальные пазы. При образовании небольших щелей, их задувают монтажной пеной.

Применение полистирольных плиток для потолка

Полистирол как отделочный материал, отличается своей дешевизной и простотой монтажа, к тому же он обеспечивает хорошую тепловую и звуковую изоляцию. Потому успешно применяется в помещениях, имеющих хорошую вытяжную вентиляцию. Если в помещении имеются проблемы с вентиляцией, то их надо разрешить до монтажа таких потолков, потому что при плотной подгонке плиток возникнут затруднения с обеспечением паропроницаемости.

Современные магазины строительных материалов предлагают много разновидностей полистирольных плиток. Они выпускаются ламинированными и не ламинированными, с разными рисунками и теснением, для сухих и влажных помещений, предназначенные для покраски или вовсе без нее, имитирующие древесину и другие материалы. Не говоря уже о цветах и оттенках полистирола – их сотни.

К достоинствам относится стойкость при использовании и уходе. Плитку из полистирола можно протирать не только мягкой, но и грубой тканью, допускается влажная обработка. Качественный монтаж дает практически однородную поверхность, не имеющую швов и нарушений непрерывности рисунка.

Важно понимать, что для конкретных квартир необходим подбор полистирольных плиток не только по цвету и оттенку, но и по рисунку. Крупный рисунок подойдет для больших помещений с высокими потолками, а мелкий только для небольших комнат, когда помещение узкое и длинное

Ради справедливости надо заметить, что для наклейки полистирольных плиток, необходима хорошая подготовка потолочной поверхности. Хотя они неплохо маскируют незначительные дефекты, но не смогут дать идеальный потолок, если он был изначально неровный.

Подготовительные работы и монтаж полистирольных плиток

Подготовка основания включает в себя следующие работы: очистку поверхности потолка от грязи и жира (бензином или нитрорастворителем), грунтовку рекомендуемыми материалами. Сейчас, клеивые составы имеют способность проходить сквозь водоэмульсионную краску, меловую и иную побелку, поэтому удаление этих покрытий перед приклеиванием плиток из полистирола не требуется.

Могут возникнуть проблемы с масляной краской, но она сейчас все реже используется для потолков даже на промышленных объектах, не говоря уже о жилье, офисах и торговых залах. Поэтому не имеет смысла уделять данной проблеме много внимания, но надо сказать, что имеются такие клеи, которые способны проникать даже через масляную краску, схватываясь с плитой перекрытия.

Если плитки полистирола монтируются на гипсокартон, он обязательно проклеивается слоем бумаги или чем-то ее заменяющим, например, старыми обоями. Это необходимо для защиты материала от чрезмерного проникновения клея.

Если этого не предпринять, то последующий ремонт может принести дополнительные проблемы: демонтаж плиток полистирола вызовет разрушение на листах гипсокартона. В таком случае потолок окажется неремонтопригодным, а это значит, что придется снимать еще и поврежденный гипсокартон. Так что, если лишние трудовые и материальные затраты для вас нежелательны, выполните простую рекомендацию и примените бумагу.

Внешний вид продукта

1. Внешний вид: Гранулы размером не более 2-3 мм
2. Чистота поверхности диска: поверхность диска должна быть чистой и блестящей, серебристость не допускается, допускаются включения не более одной точки на площади 10 см2, размер включений не более 0,2 мм
3. Массовая доля остаточного мономера стирола: не более 0,1%
4. Массовая доля воды: не более 0,1%
5. Температура размягчения по Вика: не ниже 82оС
6. Показатель текучести расплава: 8±10% г/10 мин
7. Тангенс угла диэлектрических потерь при частоте 1 МГц: не более 0,0002
8. Диэлектрическая проницаемость при частоте 1 МГц: не более 2,6
9. Прочность при растяжении: не менее 400 кг/с см2

Физические свойства полистирола

1. Плотность – 1050-1080кг/м 3
2. Насыпная плотность гранул – 550-560кг/м 3
3. Усадка линейная в форме – 0,4-0,8%
4. Нижний предел рабочей температуры – (-40 о С), верхний предел – (+75 о С)
5. Электрическая прочность с частотой 50Гц – 20-23кВ/мм
6. Удельное электрическое сопротивление поверхностное – 10 16 Ом, объемное, под напряжением 1 мин – 10 17 Ом-см, под напряжением 15 мин – 10 15 Ом-см.
7. Коэффициент линейного расширения термического – 6х10 -5 , 7х10 -5 градус -1
8. Теплопроводность – 0,093-0,140Вт/м*К
9. Теплоемкость – 34х10 3 Дж/кг*К
10. Диэлектрическая проницаемость – 2,49-2, 6
11. Тангенс угла при диэлектрических потерях с частотой 1МГц составляет – 3-4Х10-4.

Технология производства

Литье полистирола под давлением имеет свои особенности. Предварительно масса нагревается до вязко-тягучего состояния, а после этого под давлением выдавливается посредством использования плунжера или шнека. Предварительная пластикация полимера обеспечивает равномерный нагрев материала, снижая вероятность изготовления бракованных деталей. После того, как давление перестаёт оказываться, температура полимера имеет тенденцию к постепенному снижению. На финальном этапе производства детали изымаются из формы и упаковываются для дальнейшей доставки в пункт назначения, отмеченный заказчиком.

Размеры и конструкция литьевой формы определяются задачей, поставленной на первоначальном этапе литья. Возможен вариант создания индивидуальной формы. Однако этому должны обязательно предшествовать проектировочные работы.

выполняет качественное литье из полистирола с 1997 года. Штатные сотрудники фирмы имеют богатый практический опыт разрешения задач любой сложности. Все продукция, представленная на сайте, отличается высоким качеством.

Алексей

Ведущий специалист +7

Калькулятор стоимости изготовления

Область применения

Характеристики утеплителя из полистирола позволяют применять его в различных сферах деятельности человека. Его используют как в промышленности, так и в быту. Одной из основных сфер применения является строительство. Помимо всего прочего утеплитель из полистирола активно применяют в военной промышленности, особенно при создании средств пассивной защиты. Также в авиационной и судостроительной отрасли полистирол широко распространен в качестве утеплительных материалов.

Представленный материал подходит для отделки фундамента, потолка и стен, а также кровли различных типов. Он применяется в качестве утеплителя на линейных объектах, обеспечивая также хорошую гидроизоляцию для различных конструкций.

Материал не нуждается в применении дополнительных паропроницаемых мембран. Высокая прочность позволяет применять пенополистирол на различных вертикальных и горизонтальных поверхностях под бетонные или цементно-песчаные стяжки.

При помощи листов представленного материала можно изолировать открытые площади, дороги и полосы. Различные коммуникации также утепляют при помощи представленного материала.

Выбирая утеплитель для пола, жесткий экструзионный полистирол следует рассматривать как один из предпочтительных вариантов. Именно в этой области строительства его применение будет полностью оправдано. Пенопласт или иные материалы не смогут обеспечить достаточной жесткости для таких оснований.

Полистирол, сополимеры, смеси

Свойства

оо

Мономер	Влияние на ПС
a-метилстирол	Повышение температуры деформации
Хлорированный ПЭ, ПЭ-Х	Модификатор ударопрочности
Метилметакрилат	Делает прозрачными участки ПС и АБС
Винилкарбазол	Более высокая температура деформауии, но токстичен
Акрилонитрил	Более высокие жесткость, ударная вязкость, водополгащение, ухудшенные электрические свойства, пожелтение
Сложный эфир акриловой кислоты	Модификатор ударной вязкости, пониженная температуростойкость, жесткость, улучшенная атмосферостойкость
Этилен-пропилендиеновый каучук	Как сложный эфир акриловой кислоты
Бутадиеновый каучук	Как сложный эфир акриловой кислоты, но с пониженной температуростойкостью
Изопреновый каучук	Как Бутадиеновый каучук
Термопластичный полиуретановый эластомер	Повышенные ударопрочность и износостойкость

о3оо

• Привитая полимеризация стирола и акрилонитрила с бутадиеновым каучуком. Полученный привитой полимер смешивают с САН, коагулируется и высушивается.
• Привитой полимер и САН получают раздельно, высушивают, а затем смешивают и гранулируют. Тщательным подбором компонентов смолы и замещением стирола орто-метилстиролом можно управлять температурой и, соответственно, ударопрочностью и температурой деструкции.

Свойства	Единицы измерения	Гомо-и сополимеры стирола
PS PS-R	PS-s(M)	SMS	SB-I	SB-T	SB-HI	SAN	SAN-GF35	SMAHB
ρ	г/см3	1,04- 1,05	1,05	1,05- 1,06	1,03- 1,05	1,0-1,03	1.03- 1.04	1.07- 1.08	1.35- 1.36	1.05- 1.13
Et	МПа	3100- 3300	4500	3300- 3500	2000- 2800	1100- 2000	1400- 2100	3500- 3900	10000- 1200	2100- 2500
σy	МПа	–	–	–	25-45	20-40	15-30	–	–	37
εy	%	1,5	1,4	–	1,1-2,5	26	1.5-3	–	–	–
εtB	%	–	–	–	10-45	20->50	–	–	–	–
σ50	МПа	–	–	–	–	–	–	–	–	–
σB	МПа	30-55	–	50-60	–	–	–	65-85	110-120	–
εB	%	1,5-3	–	24	–	–	–	2.5-5	2-3	11-26
Tp	оС	–	270	–	–	–	–	–	–	–
HDT	оС	65-85	95	80-95	72-87	60-75	60-80	95-100	100-105	104-115
αp	10-5/К	6-8	–	68	8-10	7-14	8-11	7-8	2,5-3	6-9
αn	10-5/К	–	–	–	–	–	–	2	6-9	–
UL94	Класс	НВ	НВ	НВ	НВ	НВ	НВ	НВ	НВ	НВ
εr100	–	2,4-2,5	3	2,4-2,5	2,4-2,6	2,5-2,6	2,4-2,6	2,8-3	3,5	–
tanδ 100	10-5	12	–	1-2	1-3	2-4	1-3	40-50	70-80	–
ρe	Ом*м	>1014	–	>1014	>1014	>1014	>1014	>1014	>1014	>1013
σe	Ом	>1014	–	>1014	>1014	>1014	>1013	>1014	>1014	>1015
EBI	кВ/мм	55-65	–	55-65	45-65	40-50	45-65	30	40	25
Ww	%	<0,1	–	<0,1	<0,2	<0,1	<0,2	0,2-0,4	0,2-0,3	–
WH	%	<0,1	–	<0,1	<0,1	<0,1	<0,1	0,1-0,2	0,1	0,2

Свойства	Единицы измерения	Сополимеры и смеси акрилонитрилстирола
ABS	ABS-ffi	ABS-GF20	ABS+PC	ASA	ASA+PC	ABS+PA**
ρ	г/см3	1,03- 1,07	1,03- 1,07	1,18- 1,19	1,08- 1,17	1,07	1,15	1,07- 1,09
Et	МПа	2200- 3000	1900- 2500	6000	2000- 2600	2300-2900	2300- 2600	1200- 1300
σy	МПа	45-65	30-45	–	40-60	40-55	53-63	30-32
εy	%	2,5-3	2,5-3,5	–	3-3,5	3,1-4,3	4,6-5
εtB	%	15-20	20-30	–	>50	10-30	>50	>50
σ50	МПа	–	–	–	–	–	–	–
σB	МПа	–	–	65-80	–	–	–	–
εB	%	–	–	2	–	–	–	–
Tp	оС	–	–	–	–	–	–	–
HDT	оС	95-105	90-100	100-110	90-110	95-105	105-115	75-80
αp	10-5/К	8,5-10	8-11	3-5	7-8,5	9,5	7-9	9
αn	10-5/К	–	–	–	5-6	–	–	–
UL94	Класс	НВ	НВ	НВ	НВ	НВ	НВ	НВ
εr100	–	2,8-3,1	2,8-3,1	2,9-3,6	3	3,4-4	3-3,5
tanδ 100	10-3	90-160	90-160	50-90	30-60	90-100	20-160
ρe	Ом*м	1012-1013	1012-1013	1012-1013	>1014	1012-1014	1011-1013	2-1012
σe	Ом	>1013	>1013	>1013	>1014	>1013	1013-1014	3-1014
EBI	кВ/мм	30-40	30-40	35-45	24	–		30
Ww	%	0,8-1,6	0,8-1,6	0,6	0,6-0,7	1,65	1
WH	%	0,3-0,5	0,3-0,5	0,3	0,2	0,35	0,3	1,3-1,4