Пенополистирол Суспензионный Беспрессовый Самозатухающий (ПСБ-С) на срезе (EPS)
Структура пенополистирола при большом увеличении
Пе?нополистиро?л
представляет собой газонаполненный материал, получаемый из полистирола и его производных, а также из сополимеров стирола. Пенополистирол является широко распространенной разновидностью пенопласта, каковым обычно и называется в обиходе. Обычная технология получения пенополистирола связана с первоначальным заполнением гранул стирола газом, который растворяют в полимерной массе. В дальнейшем производится нагрев массы паром. В процессе этого происходит многократное увеличение исходных гранул в объёме, пока они не занимают всю блок-форму и не спекаются между собой. В традиционном пенополистироле используются хорошо растворимый в стироле природный газ для заполнения гранул, в пожаростойких вариантах пенополистирола гранулы наполнены углекислым газом[1]. Также существует технология получения вакуумного пенополистирола, в котором отсутствует какой-либо из газов.
Содержание
- 1 История производства пенополистирола
- 2 Состав пенополистирола
- 3 Способы получения
- 4 Свойства пенополистирола
- 5 Основные виды производимого пенополистирола
- 6 Применение
- 7 Свойства пенополистирола 7.1 Водопоглощение
- 7.2 Паропроницаемость
- 7.3 Биологическая устойчивость
- 7.4 Долговечность
- 7.5 Устойчивость к действию растворителей
- 8.1 Высокотемпературная деструкция
- 9.1 Пожароопасность необработанного пенополистирола
Преимущества экструдированного пенополистирола
В их числе необходимо отметить ряд характеристик:
- невысокая степень теплопроводности;
- прекрасная деформационная устойчивость, а также стойкость к действию растворителей неорганической природы;
- водонепроницаемость;
- широкий температурный диапазон эксплуатации, который составляет от -500 до 750 градусов по Цельсию;
- долговечность.
Кроме того, экструзионный пенополистирол, имеет достаточно небольшую массу и толщину 2 см.
При этом у древесного материала она равна 2,5 см, у кирпича 3,7 см, а у минеральной ваты 3,8 см.
Отдельные модификации соединений экструдированного пенополистирола, могут выдерживать нагрузки до 45 тонн на квадратный метр, благодаря чему они подходят для утепления крыш по бетонному основанию.
Перед тем как приобретать определенную марку этого решения, нужно ознакомиться со сферой ее эксплуатации.
История производства пенополистирола
Первый пенополистирол был изготовлен во Франции в 1928 г.[2]. Промышленное производство пенополистирола началось в 1937-х гг.[уточнить
] в Германии[3]. В СССР производство пенополистирола (марки ПС-1) было освоено в 1939 г.[4], марок ПС-2 и ПС-4 — в 1946 г.[5], марки ПСБ — в 1958 г.[6] В 1961 году в СССР была освоена технология производства самозатухающего пенополистирола (ПСБ-С)[7]. Для строительных целей пенополистирол марки ПСБ начали выпускать в 1959 г. на мытищинском комбинате «Стройпластмасс».
Экструдированный полистирол
Экструдированный полистирол (далее ЭПС), рассмотрим этот вопрос подробнее. Изобрели его в далеком 1941 году в Соединенных Штатах Америки. Спектр применения очень широкий: теплоизоляция полов, кровли, цоколей и фундаментов, слоистой кладки и штукатурного фасада. Применяют его при строительстве железных и автомобильных дорог, снижая риск промерзания грунтов земляного полотна и последующего промерзания и вспучивания. Материал успешно решает задачи теплоизоляции спортивных площадок, холодильных установок и ледовых арен.
Идеального утеплителя не существует, поэтому область применения определяют слабые и сильные стороны его характеристик. Одно из основных преимуществ — это практически нулевое поглощение воды. Благодаря системе замкнутых пор влага не проходит внутрь, воду набирают только боковые ячейки на срезе утеплителя. Во влажной среде он не разрушается и не теряет, как минеральная вата, свои теплоизоляционные возможности. Именно они позволяют применять ЭПС для утепления: подвалов, подземных частей зданий и сооружений, фундаментов со стороны грунта.
С уверенностью можно говорить, что при правильном сочетании с гидроизоляцией экструдированный полистирол усиливает свойства. Высокая густота утеплителя придаёт ему жёсткость, прочность на сжатие, возможность выдерживать высокие механические нагрузки, и поэтому он практически незаменим при устройстве полов, в том числе и на грунте, при устройстве плавающих стяжек. Ограничивает использование ЭПС его высокая степень горючести, например, большинство ЭПС относится к повышенной IV группе горючести. Они поддерживают горение, не затухают, образуют капли расплава, которые также успешно горят и при горении выделяют дымовые газы с температурой 450°С.
Состав пенополистирола
Для получения пенополистирола чаще всего применяется полистирол. Другим сырьём служат полимонохлорстирол, полидихлорстирол, а также сополимеры стирола с другими мономерами: акрилонитрилом и бутадиеном. В качестве вспенивающих агентов служат легкокипящие углеводороды (пентан, изопентан, петролейный эфир, дихлорметан) или газообразователи (диаминобензол, нитрат аммония, азобисизобутиронитрил). Кроме того, в состав пенополистирольных плит входят антипирены (класс горючести Г1), красители, пластификаторы и различные наполнители.
Свойства и характеристики
В настоящее время экструдированный материал выпускает много крупных и известных производителей. Как правило, эксплуатационные характеристики и свойства разных продуктов почти ничем не отличаются друг от друга.
Это касается и их размерных параметров:
- Так, толщина плит пенополистирола чаще всего составляет от 20 до 150 мм.
- Стандартными габаритами пенополистирольных плит являются – 600 х 1200 мм, 600 х 1250 мм, 600 х 2400 мм.
- Их уровень теплопроводимости может составлять от 0,03 до 0,032 Вт/мС.
- Что касается показателя плотности на сжатие, то при 10% линейной деформации он составляет 150 х 1000 Кпа.
- Процент поглощения влаги, как правило, составляет 0,2–0,4%.
- Класс горючести от Г3 до Г4.
- Уровень паропроницаемости – 0,013 Мг.
- Плотность – 26–45 кг/ куб. м.
Способы получения
Значительная доля получаемого пенополистирола производится вспениванием материала парами низкокипящих жидкостей. Для этого используется процесс суспензионной полимеризации в присутствии жидкости, которая способна растворяться в исходном стироле и нерастворима в полистироле, например, пентана, изопентана и их смеси. При этом образуются гранулы, в которых легкокипящая жидкость равномерно распределена в полистироле. Далее эти гранулы подвергают нагреванию паром, водой или воздухом, в результате чего они значительно увеличиваются в размерах — в 10-30 раз. Получившиеся объёмные гранулы спекают с одновременным формованием изделий.
Характеристики экструдированного пенополистирола.
Аналог экструдированного полистирола, является полистирольный пенопласт.
Не смотря на единый основной компонент — полистирол, изготовления этих материалов и их характеристики, существенно отличаются.
Гранулы полистирола, подвергают обработкой пара, в результате чего они увеличиваются и заполняют форму.
Экструдированный или экструзионный полистирол, изготавливают методом нагрева гранул и введения вспенивающего агента.
Получается пластичная масса, которая формируется через экструзионную головку, путем её проталкивания.
В результате получается, равномерно распределенная масса закрытых пор, в экструдированном пенополистироле.
В итоге достигаются следующие характеристики:
- Материал имеет очень высокую плотность, намного выше, чем у пенопласта;
- Практически нулевую гигроскопичность, всего 0,2-0,4% от общей массы;
- При использовании углекислого газа, для заполнения пор пенополистирола, при его изготовлении, получают огнестойкую модификацию материала;
- Не теряет своих свойств при эксплуатации во влажной среде.
Показатель водопоглощения, обусловлен проникновением влаги в открытые поры, находящихся на торцах срезов листа.
Свойства пенополистирола
Высококачественный пенополистирол: материал с равномерно расположенными гранулами одинакового размера
Низкокачественный пенополистирол типа ПСБ: излом идёт по зоне контакта шариков разного размера
Пенополистирол, который был получен методом вспенивания легкокипящей жидкости, представляет собой материал, состоящий из тонко-ячеистых гранул, спекшихся между собой. Внутри гранул пенополистирола есть микропоры, между гранулами — пустоты. Механические свойства материала определяются его кажущейся плотностью: чем она выше, тем больше прочность и ниже водопоглощение, гигроскопичность, паро- и воздухопроницаемость.
Что собой представляет пенополистирол
Зачастую пенополистирол (ППС) называют пенопластом, что вполне оправдано, так как пенопласт – это общее понятие, объединяющее группу вспененных пластических масс (полимеров), к которой и относится ППС.
Юрий Савкиндиректор Ассоциации производителей и поставщиков пенополистирола
Пенополистирол – жесткий материал с ячеистой структурой, полученный путем спекания гранул, получаемых из суспензионного вспенивающегося полистирола беспрессовым способом. В России пенополистирол имеет ряд других, широко употребляемых названий: пенопласт, ПСБ — С, вспененный полистирол. В других странах для его обозначения используется аббревиатура EPS (expanded polystyrene). При этом необходимо различать белый вспененный пенополистирол и цветной экструдированный пенополистирол (XPS), который имеет другую структуру, свойства и, собственно, другой способ производства.
ППС выпускается в виде плит различной плотности и толщины, сформованных из гранул одной фракции, однородного белого цвета без характерного химического запаха.
Если разломить плиту, линия отрыва должна проходить не только по границе спекания гранул, но и непосредственно через них.
Наличие постороннего запаха, рыхлость, гранулы разного размера – это признаки некачественного утеплителя, произведенного с нарушением технологии.
Основные виды производимого пенополистирола
- Беспрессовый пенополистирол
: EPS (Expanded Polystyrene); ПСБ (Пенополистирол суспензионный беспрессовый); ПСБ-С (Пенополистирол суспензионный беспрессовый самозатухающий). Изобретён BASF в 1951 г. - Экструдированный пенополистирол
: XPS (Extruded Polystyrene); Экстрол, Пеноплэкс, Стирэкс, Техноплекс, Технониколь, URSA XPS - Прессовый пенополистирол
: различные зарубежные марки; ПС-1; ПС-4 - Автоклавный пенополистирол
: Styrofoam (Dow Chemical) - Автоклавно-экструзионный пенополистирол
[8]
Беспрессовый пенополистирол
В литературе также можно встретить название «пенополистирол суспензионный беспрессовый», поэтому и аббревиатура выглядит как ПСБ. Это самый дешевый из всех типов материала, так как стоимость его производства невелика. Благодаря этому он получил большее распространение, чем прессовый материал.
На рынке встречаются подделки этого материала, которые несложно отличить от качественного утеплителя.
При разломе листа видно, что гранулы полистирола в структуре материала имеют одинаковый размер, тогда как в подделке они чаще всего имеют разный диаметр. Кроме того, гранулы качественного ПСБ прочно соединены между собой, поэтому при разломе часто рвутся, а в подделке сцепление гранул слабое, поэтому линия разрыва практически всегда проходит по линии их соприкосновения.
Листы ПСБ могут иметь различную плотность, которая может составлять от 15 до 50 кг/куб. м. Более плотный материал имеет большую прочность, что отражается на его стоимости, характеристиках и области применения.
Данный вид пенополистирола используется в для утепления таких конструкций, как:
- фундаменты зданий;
- балконы;
- квартиры;
- бесчердачные кровли;
- крыши вагонов и контейнеров.
Материал используется и для гидроизоляции и теплоизоляции подземных коммуникаций и автомобильных стоянок. Также данный материал широко используется для укрепления откосов, отводе стоков, при строительстве бассейнов и площадок.
Применение
Пенополистирол чаще всего используется как теплоизоляционный и конструкционный материал. Области его применения: строительство, вагоно- и судостроение, авиастроение. Довольно большое количество пенополистирола применяется как упаковочный и электроизоляционный материал.
- В военной промышленности — как утеплитель; в системах индивидуальной защиты военнослужащих; как амортизатор в шлемах.
- В производстве бытовых холодильников как теплоизолятор (в СССР это серийно производившиеся холодильники «Ярна-3», «Ярна-4», «Визма», «Смоленск» и «Арагац-71») до начала 1960-х гг., когда пенополистирол был вытеснен пенополиуретаном.
- В производстве тары и одноразовой изотермической упаковки для замороженных продуктов[9][10][11][12]
- В строительстве зданий — применение пенополистирола в России в строительной отрасли регламентируется государственными стандартами[13][14][15] и ограничивается использованием в качестве среднего слоя строительной ограждающей конструкции. Пенополистирол широко применяется для утепления фасадов (класс горючести Г1). Потенциально высокая пожароопасность этого материала требует обязательного проведения предварительных натурных испытаний[16]. В августе 2014 года ФГБУ ВНИИПО МЧС России отметил[17], что применение в конструкции СФТК («Системы фасадные теплоизоляционные композиционные») в качестве утеплителя (теплоизоляции) основной плоскости фасада плиточного пенополистирола (только тех марок, которые указаны в ТС), не являющегося материалом для отделки или облицовки внешних поверхностей наружных стен зданий и сооружений, противоречит требованиями Статьи 87, части 11 ФЗ № 123-ФЗ[18] и пункта 5.2.3 СП 2.13130.2012. В июле 2020 года вступил в силу современный ГОСТ 15588-2014 «Плиты пенополистирольные теплоизоляционные. Технические условия», указывающий на обязательное наличие в составе материала антипиреновых добавок, обеспечивающих пожаробезопасность (самозатухание, неспособность поддерживать самостоятельное горение) пенополистирольных плит при хранении и монтаже.
- С 1970-х гг. пенополистирол применяется при строительстве дорог, устройстве искусственных рельефов и насыпей, прокладки транспортных путей на территориях со слабыми грунтами, при защите дорог от промерзания, для снижения вертикальной нагрузки на конструкцию и в ряде других случаев. Наиболее активно используют пенополистирол в дорожном строительстве США, Япония, Финляндия и Норвегия[19]. Требования и нормы ГОСТ к данному продукту в этих странах кардинально отличаются от Российских и стран СНГ.
- Служит материалом для производства детских игрушек, дизайнерской мебели и предметов интерьера[20]. Так же служит материалом для создания объектов современного декоративно-прикладного и концептуального искусства[21].
Вспененный пенополистирол
Традиционный утеплитель, начал широко использоваться в строительстве в СССР и западных странах в 50-60х годах 20 века. Материал остается актуальным и в наше время. Имеет ряд применений в строительстве, в которых выгодно отличается от других видов утеплителя. Например, в штукатурных фасадах его использование делают уникальным такие свойства, как высокая прочность на сжатие и на отрыв, шероховатая поверхность, дающая отличную адгезию штукатурному слою, ненулевая паропраницаемость и достаточно хорошие теплотехнические характеристики. К достоинствам пенопласта можно также отнести его относительно небольшой удельный вес, что позволяет его эффективно использовать в промышленной упаковке.
Свойства пенополистирола
Водопоглощение
Колония бактерий на EPS
Пенополистирол способен поглощать воду при непосредственном контакте[22]. Проникновение воды непосредственно в пластмассу составляет менее 0,25 мм за год[23], поэтому водопоглощение пенополистирола зависит от его структурных особенностей, плотности, технологии изготовления и длительности периода водонасыщения. Водопоглощение экструзионного пенополистирола даже через 10 суток нахождения в воде не превышает 0,4 % (по объёму), что обусловливает его широкое применение как утеплителя для подземных и заглубленных сооружений (дороги, фундаменты)[24].
Паропроницаемость
Пенополистирол является низкопаропроницаемым материалом[25][26].
Особенностью паропроницаемости пенополистирола является то, что она не зависит от его степени вспенивания и плотности пенополистирола и всегда равна 0,05 мг/(м*ч*Па)[источник не указан 1930 дней
], что не эквивалентно паропроницаемости деревянного сруба из сосны, ели или дуба или минеральной ваты (0,55 мг/(м*ч*Па)).
Биологическая устойчивость
Несмотря на то, что пенополистирол не подвержен действию грибков, микроорганизмов и мхов, в ряде случаев они способны образовывать на его поверхности свои колонии[27][28][29][30].
В пенополистироле могут селиться насекомые, обустраивать гнёзда птицы и грызуны. Проблема повреждениям конструкций пенополистирола грызунами была предметом многочисленных исследований. По результатам произведенных тестов пенополистирола на серых крысах, домовых мышах и мышах-полевках установлено следующее:
- Пенополистирол, как материал, состоящий из углеводородов, не содержит питательных веществ и не является питательной средой для грызунов (и прочих живых организмов).
- В принудительных условиях грызуны воздействуют на экструзионный и гранулированный пенополистирол равно, как и на всякий другой материал, в тех случаях, когда он является преградой (препятствием) для доступа к пище и воде или для удовлетворения других физиологических потребностей животного.
- В условиях свободного выбора грызуны воздействуют на пенополистирол в меньшей степени, чем в условиях принуждения, и только в том случае, если им необходим подстилочный материал или существует потребность в стачивании резцов.
- При наличии выбора гнездового материала (мешковина, бумага), пенополистирол привлекает грызунов в последнюю очередь.
Результаты экспериментов с крысами и мышами показали также зависимость от модификации пенополистирола, в частности экструзионный пенополистирол повреждается грызунами в меньшей степени.
Долговечность
Одним из способов определения долговечности пенополистирола является чередованием нагревания до +40 °C, охлаждения до -40 °C и выдерживанием в воде. Каждый такой цикл принимается равным 1 условному году эксплуатации. Утверждается, что долговечность изделий из пенополистирола по данной методике испытаний составляет не менее 60 лет[31], 80 лет[32].
Устойчивость к действию растворителей
Пенополистирол мало устойчив к растворителям. Он легко растворяется в исходном стироле, ароматических углеводородах (бензол, толуол, ксилол), хлорированных углеводородах (1,2-дихлорэтан, четырёххлористый углерод), сложных эфирах, ацетоне, сероуглероде. В то же время он нерастворим в спиртах, алифатических углеводородах и простых эфирах.
Плюсы
Хочу увидеть всё!
Хочу увидеть всё!
Основная сфера применения вспененного полистирола – строительство. Он лёгкий и удобный в работе, значительно удешевляет и ускоряет строительные работы. Находит применение на всех этапах строительных работ:
- утепление фундаментов;
- возведение монолитных стен с несъёмной опалубкой;
- изготовление и устройство шумоизолирующих стеновых панелей;
- утепление стен, полов, потолков и чердачных перекрытий;
- изготовление декоративных облицовочных панелей и элементов.
До недавнего времени ограниченное применение плит и панелей из вспененного полистирола было вызвано возможностью его возгорания. На сегодняшний день ГОСТ 15588-2014 обязывает производителей применять противопожарные пропитки и добавки в изделия.
Обработанные специальными антипиреновыми составами, строительные материалы из вспененного полистирола сегодня в применении не опаснее обоев.
Биоциды — что это такое и инструкция по применению
Отдельно о токсичности
Учёные многих стран, исследовавшие исходную составляющую — стирол, дали заключение об отсутствии оснований для классификации материала как мутагенного, канцерогенного или обладающего репродуктивной токсичностью.
Стирол представляет собой бесцветную жидкость, нерастворимую в воде, но легко растворяющую другие полимеры. Вдыхание его паров опасно для здоровья человека.
В то же время он содержится в кофе, сырах, корице и даже клубнике. Иными словами, небольшая концентрация стирола в изделиях не может повлиять на самочувствие человека, а применение вспененного полистирола как строительного материала абсолютно безопасно.
О грызунах и насекомых
Как питательная среда для грызунов и других организмов состоящий из углеводородов вспененный полистирол не представляет никакого интереса, но жить в нём насекомые, грызуны и птицы могут.
Поэтому необходимо предусмотреть при использовании утеплителя такую возможность и исключить проникновение, либо обработать специальными составами.
Деструкция пенополистирола
Высокотемпературная деструкция
Высокотемпературная фаза деструкции пенополистирола хорошо и обстоятельно исследована. Она начинается при температуре +160 °C. С повышением температуры до +200 °C начинается фаза термоокислительной деструкции. Выше +260 °C преобладают процессы термической деструкции и деполимеризации. В связи с тем, что теплота полимеризации полистирола и поли-»’a»’-метилстирола одни из самых низких среди всех полимеров, в процессах их деструкции преобладает деполимеризация до исходного мономера — стирола[33].
Модифицированный пенополистирол со специальными добавками отличается по степени высокотемпературной деструкции согласно сертификационному классу. Модифицированные пенополистиролы, сертифицированные по классу Г1, не разрушаются более чем на 65 % под воздействием высоких температур. Классы модифицированных пенополистиролов приведены в таблице в разделе по пожаростойкости.
Низкотемпературная деструкция
Стиль этого раздела неэнциклопедичен или нарушает нормы русского языка. Следует исправить раздел согласно стилистическим правилам Википедии. |
Вспененный полистирол, как и некоторые другие углеводороды, способен к самоокислению на воздухе с образованием пероксидов. Реакция сопровождается деполимеризацией. Скорость реакции определяется диффузией молекул кислорода. Ввиду значительно развитой поверхности пенополистирола он окисляется быстрее, чем полистирол в блоке[34]. Для полистирола в форме плотных изделий, регламентирующим началом деструкции выступает температурный фактор. При более низких температурах его деструкция теоретически хотя и возможна в соответствии с законами термодинамики полимеризационных процессов, но из-за чрезвычайно низкой газопроницаемости полистирола парциальное давление мономера имеет возможность изменяться только на наружной поверхности изделия. Соответственно ниже Тпред = 310 ?С деполимеризация полистирола происходит только с поверхности изделия, и ею можно пренебречь для целей практического применения.
Д.х.н., профессор кафедры переработки пластмасс РХТУ им. Менделеева Л. М. Кербер о выделении стирола из современного пенополистирола:
«В условиях обычной эксплуатации стирол окисляться никогда не будет. Он окисляется при гораздо более высоких температурах. Деполимеризация стирола действительно может идти при температурах выше 320 градусов, но всерьёз говорить о выделении стирола в процессе эксплуатации пенополистирольных блоков в интервале температур от минус 40 до плюс 7 °C нельзя. В научной литературе имеются данные о том, что окисления стирола при температуре до +11 °C практически не происходит».
Также эксперты утверждают, что падение ударной вязкости материала при 65 °C не отмечено на интервале 5000 часов, а падение ударной вязкости при 20 °C не отмечено за 10 лет.
Токсичная природа стирола и способность пенополистирола выделять стирол считается европейскими экспертами недоказанной. Эксперты, как в строительной, так и в химической отрасли либо отрицают саму возможность окисления пенополистирола в обычных условиях, либо указывают на отсутствие прецедентов, либо ссылаются на отсутствие у них информации по данному вопросу.
Кроме того, сама опасность стирола изначально часто преувеличивается. Согласно крупномасштабным научным исследованиям, проведённым в 2010 г. в связи с прохождением обязательной процедуры перерегистрации химических веществ в Европейском Химическом Агентстве в соответствии с регламентом REACH, были сделаны следующие выводы:
- мутагенность — нет оснований для классификации;
- канцерогенность — нет оснований для классификации;
- репродуктивная токсичность — нет оснований для классификации.
Более того, необходимо иметь в виду, что стирол естественным образом содержится в кофе, корице, клубнике и сырах.
Таким образом, основные опасения, связанные с особой токсичностью стирола, якобы выделяющегося при использовании пенополистирола, не подтверждаются[33].
Где применяется экструдированный пенополистирол?
Данная особенность, позволяет использовать пенополисирол в качестве утеплителя:
- Подвалов;
- Цокольных частей здания;
- Подземных частей зданий и сооружений;
- Дорог от промерзания почв;
- Взлетно посадочных полос;
- Утепления кровли;
- Изготовление сэндвич-панелей;
Экструдированный пенополистирол в качестве утеплителя, выпускается в форме плит.
Утепление экструдированным пенополистиролом технониколь зданий, подвалов и прочих сооружений, производится в основном с наружной части здания.
Не рекомендуется производить утепление изнутри зданий и сооружений, по ряду причин:
- Смещается точка росы внутрь помещения. Это приведет к образованию конденсата и образованию плесени.
- Плиты пенополистирола, очень горючий материал. Для снижения горючих свойиств, их обрабатывают специальными веществами, антипиренами. Антиперены — (от греческого anti —противодействие, и руr — огонь), снижают способность к горению. Но при этом, являются токсичными химическими соединениями, выделяющимися постоянно, на протяжении всего срока эксплуатации экструдированного пенополистирола.
Пожароопасность пенополистирола
Пожароопасность необработанного пенополистирола
Немодифицированный пенополистирол (класс горючести Г4) — легковоспламеняющийся материал, воспламенение которого может произойти от пламени спичек, паяльной лампы, от искр автогенной сварки. Пенополистирол не воспламеняется от прокаленного железного провода, горящей сигареты и от искр, возникающих при точке стали[35]. Пенополистирол относится к синтетическим материалам, которые характеризуются повышенной горючестью. Он способен сохранять энергию от внешнего источника тепла в поверхностных слоях, распространяя огонь и инициируя усиление пожара[36].
Температура воспламенения пенополистирола колеблется от 210 °C до 440 °C в зависимости от добавок, используемых производителями[37][38]. Температура воспламенения конкретной модификации пенополистирола определяется согласно сертификационному классу.
При воспламенении обычного пенополистирола (класс горючести Г4) в короткое время развивается температура 1200 °C[35], при использовании специальных добавок (антипирены) температура горения может быть снижена согласно классу горения (класс горючести Г3). Горение пенополистирола проходит с образованием токсичного дыма различной степени и интенсивности в зависимости от примесей, добавленных к пенополистиролу для снижения дымообразования. Дымовыделение токсичных веществ в 36 раз больше по объёму чем у древесины.
Горение обычного пенополистирола (класс горючести Г4) сопровождается образованием токсичных продуктов: циановодорода, бромоводорода и т. д.[39][40].
По указанным причинам изделия из необработанного пенополистирола (класс горючести Г4) не имеют сертификатов допуска для применения в строительных работах.
Производители используют модифицированный специальными добавками (антипиренами) пенополистирол, благодаря которым материал имеет различные классы по воспламенению, горючести и дымообразованию.
Таким образом, при корректном монтаже, в соответствии с ГОСТ 15588-2014 «Плиты пенополистирольные теплоизоляционные. Технические условия», пенополистирол не представляет угрозы для пожаробезопасности зданий. Технология «мокрого фасада» (WDVS, EIFS, ETICS), которая подразумевает применение пенополистирола в качестве утеплителя в ограждающей конструкции, находит большое применение в строительстве.
Модифицированный пенополистирол для пожарной безопасности
Для снижения пожароопасности пенополистирола при его получении к нему добавляют антипирены. Полученный материал называется самозатухающим пенополистиролом (класс горючести Г3) и обозначается у ряда российских производителей дополнительной буквой «С» в конце (например — ПСБ-С)[41].
01.05.2009 вступил в действие новый федеральный закон ФЗ-123 «Технический регламент о требованиях пожарной безопасности». Изменилась методика по определению группы горючести горючих строительных материалов. А именно, в статье 13, пункт 6 появилось требование, исключающее образование капель расплава в материалах с группой Г1-Г2[42]
Учитывая то, что температура плавления полистирола около 220°C, то все утеплители на основе этого полимера (в том числе экструдированный пенополистирол) с 01.05.2009 будут классифицированы группой горючести не выше Г3.
До вступления ФЗ 123 в силу, группа горючести марок с добавлением антипиренов характеризовалась как Г1.
Снижение горючести пенополистирола в большинстве случаев достигается заменой горючего газа для «надувания» гранул на углекислый газ[43].
Область применения
Пенополистерол применяется в качестве теплоизоляции и иногда в виде фасадного декора. Теплоизоляция зданий, при соблюдении санитарных и строительных норм, выполняется снаружи.
Важно! Материал нельзя использовать в вентилируемых фасадах и в деревянных стропильных системах. Без ограничений можно утеплять чердаки, полы, плоские крыши. При установке нужно соблюдать все требования СНиП.
Беспрессовое изделие применяют при утеплении фундаментов, балконов, квартир, крыш без чердаков, кровель, вагонов, в гидро- и теплоизоляции подземных коммуникаций и автомобильных стоянок. Подойдет для предохранения земли от промерзания, при отводе стоков, строительстве бассейнов и спортивных площадок.
Рекомендуем: Что такое строительная арматура, для чего служит и где применяется? Производство, характеристики, виды и критерии выбора
Прессовый материал применяется в качестве тепло- и звукоизоляции для холодильников, термосов, кузовов автомобилей и вагонов, в судостроении с целью снижения веса судна, при производстве изделий радио- и электропромышленности, а также в других отраслях радиотехники.
Экструдированный полистирол чаще всего используют как теплоизоляцию для зданий. Применяют при строительстве перегородок, обустройстве стен в помещениях с повышенной влажностью, при утеплении крыш, фасадов, полов, фундаментов и т.д.
Экструзионный материал применяют при изготовлении одноразовой посуды и упаковки.
Примечания
- Кабанов В. А. и др.
т.2 Л — Полинозные волокна // Энциклопедия полимеров. — М.: Советская Энциклопедия, 1974. — 1032 с. — 35 000 экз. - Патент Франции № 668142 (Chem. Abs, 24, 1477, 1930).
- Патент Германии № 644102 (Chem. Abs, 31, 5483, 1937)
- Берлин А. Ан. Основы производства газонаполненных пластмасс и эластомеров. — М.: Госхимиздат, 1956.
- Чухланов В. Ю., Панов Ю. Т., Синявин А. В., Ермолаева Е. В. Газонаполненные пластмассы. Учебное пособие. — Владимир: Издательство Владимирского госуниверситета, 2007.
- Кержковская Е. М. Свойства и применение пенопласта ПС-Б. — Л: ЛДНТП, 1960.
- Андрианов Р. А. Новые марки пенополистирола. Промышленность строительных материалов Москвы. — Выпуск № 11. — М.: Главмоспромстройматериалы, 1962.
- Патент ФРГ № 92606 от 07.04.1955.
- Discussion and Possible Action Regarding a Ban of the Use of Expanded Polystyrene (EPS) Food Containers (Study Issue) // December 18, 2012.
- POLICY TOOLS FOR REDUCING IMPACT OF SINGLE-USE, CARRYOUT PLASTIC BAGS AND EPS FOOD PACKAGING//Final Report June 2, 2008
- Nguyen L. An Assessment of Policies on Polystyrene Food Ware Bans.// San Jose State University 10.01/2012
- S8619 Prohibits food establishments from using expanded polystyrene foam disposable food service containers beginning 1/1/15.
- ГОСТ 15588-2014 «Плиты пенополистирольные теплоизоляционные. Технические условия». Вступил в силу 01.07.2015
- ГОСТ Р 53786-2010 «Системы фасадные теплоизоляционные композиционные с наружными штукатурными слоями. Термины и определения»
- ГОСТ Р 53785-2010 «Системы фасадные теплоизоляционные композиционные с наружными штукатурными слоями. Классификация»
- ПИСЬМО Госстроя РФ N 9-18/294, ГУГПС МВД РФ N 20/2.2/1756 от 18.06.1999 «ОБ УТЕПЛЕНИИ НАРУЖНЫХ СТЕН ЗДАНИЙ»
- Письмо ФГБУ ВНИИПО МЧС России от 07.08.2014 № 3550-13-2-02
- ФЕДЕРАЛЬНЫЙ ЗАКОН ТЕХНИЧЕСКИЙ РЕГЛАМЕНТ О ТРЕБОВАНИЯХ ПОЖАРНОЙ БЕЗОПАСНОСТИ от 22.07.2008 № 123-ФЗ
- Бьорвика
- Дизайнерская мебель из пенопласта — конструктивная и доступная
- Роботы из пенополистирола
- Павлов В. А. Пенополистирол. — М.: «Химия», 1973.
- Хренов А. Е. Миграция вредных примесей из полимерных материалов при возведении подземных сооружений и прокладке коммуникаций // Горный информационно-аналитический бюллетень. — № 7. — 2005.
- Егорова Е. И., Коптенармусов В. Б. Основы технологии полистирольных пластиков. — Санкт-Петербург: Химиздат, 2005.
- Таблица плотности, теплопроводности и паропроницаемости различных материалов
- Таблица плотности, теплопроводности и паропроницаемости различных материалов : Ремонт и обустройство квартиры, строительство дома — мои ответы на вопросы
- Семенов С. А. Разрушение и защита полимерных материалов при эксплуатации в условиях воздействия микроорганизмов // Диссертация на соискание степени доктора технических наук, РАН Институт химической физики им. Н. Н. Семенова. — М., 2001.
- Atiq N. Biodegradability of Synthetic Plastics Polystyrene and Styrofoam by Fungal Isolates // Department of Microbiology Quaid-i-Azam University, Islamabad, 2011.
- Naima Atiq Т., Ahmed S., Ali M., Andleeb S., Ahmad B., Geoffery R. Isolation and identification of polystyrene biodegrading bacteria from soil.//African Journal of Microbiology Research Vol. 4(14), pp. 1537—1541, 18 July, 2010.
- Richardson N. Beurteilung von mikrobiell befallenen Materialien aus der Trittschalld?mmung // AG?F Kongress Reader September 2010.
- Hed G. Service Life Estimations of Building Components. Munich: Hanser. Report TR28:1999.G?vle, Sweden: Royal Institute of Technology, Centre for Built Environment, Stockholm, 1999. — P. 46.
- Протокол испытаний № 225 от 25.12.2001. НИИСФ РААСН. Испытательная лаборатория теплофизических и акустических измерений)
- ? 12
Пенополистирол — Свойства. 4108.ru. Проверено 10 апреля 2016. - Эммануэль Н. М., Бучаченко А. Л. Химическая физика старения и стабилизации полимеров. — М.: Наука, 1982.
- ? 12
OCT 301-05-202-92E «Полистирол вспенивающийся. Технические условия. Отраслевой стандарт» - Гуюмджян П. П., Коканин С. В., Пискунов А. А. О пожароопасности полистирольных пенопластов строительного назначения // Пожаровзрывоопасность. — Т. 20, № 8. — 2011.
- Протокол № 255 от 28.08.2007 Идентификационного контроля материала пенополистирола ПСБ-С 25 ФГУ ВНИИПО МЧС России
- Кодолов В. И. Горючесть и огнестойкость полимерных материалов. М., Химия, 1976.
- Токсичность продуктов горения синтетических полимеров. Обзорная информация. Серия: Полимеризационные пластмассы. — НИИТЭХИМ, 1978.
- Токсичность летучих продуктов, образующихся в результате термического воздействия на пластмассы при их переработке. Серия: Полимеризационные пластмассы. — НИИТЭХИМ, 1978.
- Евтумян А. С., Молчадовский О. И. Пожарная опасность теплоизоляционных материалов из пенополистирола. Пожарная безопасность. — 2006. — № 6.
- Федеральный закон от 22.07.2008 N 123-ФЗ (ред. от 03.07.2016) «Технический регламент о требованиях пожарной безопасности» (рус.) // Википедия. — 2017-03-12.
- Основные требования пожарной безопасности — Системы Теплоизоляции