Пенопласт: виды и свойства

Если Вы наберете в поисковой строке браузера следующую фразу: «В чем разница между пенопластом и пенополистиролом?» – то в поисковой выдаче можно будет увидеть множество сайтов, которые все, как один утверждают, что пенопласт и пенополистирол – это абсолютно два разных материала. На самом деле это, конечно же, не правда. Цель данной статьи заключается в том, чтобы помочь разобраться, что такое пенопласт и что такое пенополистирол.

Введение

Как уже упоминалось, большинство людей совершенно не понимают смысла слов пенопласт и пенополистирол. Некоторые особо продвинутые могут добавлять слово экструзионный или экструдированный пенопласт и комбинировать эти слова по своему усмотрению. Другие считают, что обычный пенополистирол – это пенопласт, а экструзионный пенопласт – это пенополистирол. Третьи вовсе путают все эти слова. Похоже, мы сейчас тоже запутаемся…

Как ни странно, все эти люди отчасти правы. Но давайте по порядку.

Пенопласт – это целый класс материалов, используемых в машиностроении, здравоохранении, садоводстве, конечно же – в строительстве и даже в пчеловодстве, а также в некоторых других отраслях. В основе пенопласта лежат сверхлегкие пластические газонаполненные пластмассы, получаемые на основе различных синтетических полимеров. Название конкретного вида пенопласта составляется в зависимости от того из какого полимера или смолы создан материал.

Полистирольный пенопласт
Полистирольный пенопласт

Вот как раз одна из классификаций пенопласта – по виду применяемого полимера или смолы:

  • алкеновые пенопласты – изготавливаются из полиэтилена и полипропилена;
  • карбамидные пенопласты – изготавливаются из карбамидоформальдегидных смол (Пеноизол);
  • поливинилхлоридные пенопласты – изготавливаются из поливинилхлоридных смол;
  • полистирольные пенопласты – изготавливаются из вспенивающего полистирола с добавкой или без добавки антипирена (пенополистирол, экструдированный пенополистирол);
  • полиуретановые пенопласты – изготавливаются из полиэфиров и полиизоцианатов с добавкой антипирена (утеплитель пенополиуретан);
  • фенольные пенопласты – изготавливаются из резольных или новолачных фенолформальдегидных смол и фенольных спиртов.

Таким образом, пенопласт – это общий термин вспененных пластических масс, а пенополистирол – это одна из разновидностей пенопласта. Поэтому утверждать, что пенопласт и пенополистирол одно и то же равносильно утверждению, что автомобиль УАЗ и само слово автомобиль это одно и то же или, что роза и растение – это одно и то же. УАЗ – это марка автомобиля, роза – это название одного из видов растений, а пенополистирол – это один из разновидностей пенопластов, так же как пенополиуретан и Пеноизол.

Все виды пенопласта имеют низкий коэффициент теплопроводности и как следствие обладают отличными теплоизоляционными качествами, именно поэтому их очень часто применяют при утеплении стен.

Практически все пенопласты во время горения выделяют очень токсичные вещества. Поэтому их применимость в строительстве жилых зданий накладывает определенные ограничения на проектную документацию.

Пенополистирол

Нас, как строителей, в первую очередь интересует такой теплоизоляционный материал, как полистирольный пенопласт, который на 98% состоит из воздуха!

В производстве пенополистирола обычно используют полистирол, реже в качестве сырья может выступать полимонохлорстирол или полидихлорстирол, а также сополимеры стирола вместе с такими мономерами: акрилонитрилом и бутадиеном.

Физико-технические характеристики листового пенополистирола (ПСБ-С)
Физико-технические характеристики листового пенополистирола (ПСБ-С)

При этом в роли вспенивающих реагентов выступают легкокипящие углеводороды:

  • пентан;
  • изопентан;
  • петролейный эфир;
  • дихлорметан.

Или газообразователи:

  • диаминобензол;
  • нитрат аммония;
  • азобисизобутиронитрил.

При производстве пенопласта могут применяться антипирены для уменьшения горючести материала, а также всевозможные красители для придания эстетического цвета и некоторые пластификаторы для придания материалу пластичности.

Чаще всего полистирольный пенопласт производят путем вспенивания исходного сырья с помощью горячих паров жидкостей, которые кипят при низкой температуре. Для этого используется процесс суспензионной полимеризации в присутствии жидкости, которая способна растворяться в исходном стироле, и нерастворима в полистироле, например, пентана, изопентана или их смеси. Во время этого процесса образовываются гранулы, в которых легкокипящая жидкость равномерно распределена в полистироле. Затем эти самые гранулы нагревают паром, водой или воздухом, в следствие чего они значительно приобретают в размерах – увеличение может быть до 10-30 раз. В конце получившиеся объёмные гранулы спекают с одновременным формованием изделий.

Видео №1. Производство полистирольного пенопласта Discovery

Пожалуй, одним из самых значительных недостатков пенополистирола является то, что он с легкостью разрушается под воздействием многих технических жидкостей (бензол, дихлорэтан, ацетон) и в том числе их паров. Поэтому к утеплению стен пенопластом необходимо подходить с умом. При составлении проектной документации обязательно следует учитывать данный факт при выборе лакокрасочных материалов в строительстве и отделке.

Видео №2. Взаимодействие пенополистирола и ацетона

Пенополистирол не растворяется:

  • в низших спиртах;
  • низкомолекулярных алифатических углеводородах;
  • простых эфирах;
  • фенолах;
  • воде.

Пенополистирол, как и экструдированный пенополистирол и пенополиуретан чаще всего используется как теплоизоляционный и конструкционный материал. Обычно пенопласт применяют для утепления стен, но также им можно утеплить, пол, потолок, кровлю и т.д. Довольно большое количество пенополистирола применяется как упаковочный и электроизоляционный материал.

Для укладки требуется использование специального клея для пенопласта.

Характеристики пенополистирола
Характеристики пенополистирола различных марок

Свойства пенополистирола

Сейчас в качестве примера давайте разберем несколько важных свойств полистирольного пенопласта.

Теплопроводность

Одно из самых главных свойств пенополистирола – это очень низкий коэффициент теплопроводности, что позволяет широко применять его в различных строительных работах. Теплопроводность различных видов пенополистирола варьируется в диапазоне от 0,038 до 0,043 Вт/(м·С) при плотности пенопласта 11-35 кг/м3.

В полистирольных гранулах соотношение следующее: два процента полистирола, остальные девяносто восемь – воздух. Воздух герметично запаян внутри пузырьков, благодаря чему материал отлично удерживает тепло. Ведь известно, что воздушная прослойка, находящаяся без движения – великолепный теплоизолятор.

Водополащение

Как ни странно, но пенополистирол способен поглощать воду при непосредственном контакте с ней. На самом деле водопоглощение сильно зависит от структурных особенностей материала, плотности, технологии изготовления, а также длительности водонасыщения. Но в среднем проникновение воды полистирольный пенопласт составляет менее 0,25 мм за год. Например, водопоглощение экструзионного пенополистирола через 10 суток нахождения в воде может достигнуть целых 0,4 % от общего объема плиты!

Паропроницаемость

Пенополистирол является низкопаропроницаемым материалом.

Видео №3. Паропроницаемость полистирольного пенопласта

Особенностью паропроницаемости пенополистирола является то, что она не зависит от его степени вспенивания и плотности пенопласта и всегда равна 0,05 мг/(м·ч·Па), что значительно меньше паропроницаемости деревянного сруба из сосны, ели или дуба или минеральной ваты.

Звукоизоляция

Утверждение, что полистирольный пенопласт отличный звукоизолятор – миф. От излишнего шума, пенополистирол не спасет и в лучшем случае может приглушить сильный ударный шум.

В некоторых случаях пенополистирол может даже уменьшить звукоизоляцию. Дело в том, что у пенопласта, как и у любого материала, есть своя резонансная частота, которая находится в области средних частот.

Ухудшение индекса изоляции воздушного шума стеной при монтаже штукатурки на упругом пенопласте
Провал индекса звукоизоляции пенопластом
  • а – без дополнительной облицовки стены пенопластом (индекс R’w=53 дБ);
  • б – с дополнительной облицовкой стены пенопластом (индекс R’w=42 дБ).

Например, если смонтировать пенополистирол с двух сторон тяжелой бетонной стены и затем его оштукатурить, то получится своеобразная резонансная система. В зависимости от толщины пенополистирола и штукатурки, резонансная частота данной ограждающей конструкции будет находиться в диапазоне частот 200-500 Гц, т.е. попадет в середину речевого диапазона. Вблизи резонансной частоты и будет наблюдаться провал индекса звукоизоляции пенопластом, который может достигать величины 10-15 дБ!

Заметим, что вместо пенопласта может быть другой утеплитель, такой как ППУ, а вместо штукатурки – гипсокартон.

Долговечность

Для определения долговечности пенополистирола используется следующий способ: его нагревают до +40° C, затем охлаждения до −40° C и выдерживанием в воде. Это один цикл, который принимается за 1 условный год эксплуатации. Производители заверяют, что полистирольный пенопласт может служить до 60-80 условных лет.

На практике же срок службы пенополистирола составляет от 30 до 40 лет.

Биологическая устойчивость

Пенополистирол не подвержен воздействию микроорганизмов и не создает благоприятной среды для развития водорослей и грибов. Однако из-за неровной поверхности на нем могут закрепляться колонии микроорганизмов.

Кроме того непосредственно в самом пенополистироле вполне могут поселиться насекомые или обустроить гнёзда птицы.

Пожаробезопасность

Обычный полистирольный пенопласт относится к классу горючести Г4 – это легковоспламеняющийся изоляционный материал, который может воспламениться от:

  • искр автогенной сварки;
  • паяльной лампы;
  • пламени спички.

Пенополистирол не загорается от:

  • горящей сигареты;
  • искр, возникающих при точке стали;
  • прокаленного железного провода.

Существуют  относительно пожаробезопасный виды пенополистирола, которые относят к классу горючести Г1. Для этого при производстве добавляют антипирены. Такой материал становится самозатухающим. Он не поддерживает горения, не горит сам, но в то же время выделяет токсичные вещества. Некоторые производители маркируют такой пенопласт буквой «С» в конце (например – ПСБ-С).

Также известно, что снижение горючести можно добиться заменой горючего газа для производства гранул на углекислый газ.

Экологичность

К большому сожалению, на открытом воздухе пенополистирол окисляется, как и его экструзионный собрат, который окисляется медленнее. При этом выделяется множество токсичных веществ, которые очень вредны для организма человека:

  • ацетофенон;
  • бензол;
  • метиловый спирт;
  • толуол;
  • формальдегид;
  • этилбензол.

Кроме того, только что уложенный полистирольный пенопласт выделяет еще и стирол. На стадии производства полная полимеризация материала невозможна. Поэтому стирол выделяется, пока материал окончательно не полимеризируется.

Пенопласт в качестве тары для пищевой промышленности
Пенопласт в качестве тары для пищевой промышленности

Ну, и в довесок ко всему этому. При горении пенополистирол выделяет массу вреднейших веществ:

  • бромистый водород (гидробромид);
  • синильная кислота (гидроцианид);
  • фосген (карбонилдихлорид).

Из этого можно сделать вывод, что полистирольный пенопласт просто неимоверно токсичен!

Видео №4. Полистирольный пенопласт. Плюсы и минусы

Грызуны и пенополистирол

Грызуны и пенопласт – это извечный вопрос всех форумов, ответ на который давным-давно был получен какими-то неизвестными исследователями. Эти исследователи проводили ряд опытов над мышами полевками, домовыми мышами и серыми крысами. Все тесты были направленны на определение степени интереса грызунов к пенопласту.

Вот краткие выводы, основанные на результатах тестов:

  1. Пенополистирол, как материал, состоящий из углеводородов, не содержит питательных веществ и не является питательной средой для грызунов (и прочих живых организмов).
  2. 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.
  3. 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.
  4. При наличии выбора гнездового материала (мешковина, бумага), пенополистирол привлекает грызунов в последнюю очередь.

Также было замечено, что экструзионный пенополистирол повреждается грызунами в меньшей степени.

Экструзионный пенополистирол

Экструзионный пенополистирол (XPS, ЭПС, экструдированный пенополистирол) состоит из того же вещества, что и полистирольный. Их отличие заключается в самой технологии образования гранул.

Обычный полистирольный пенопласт изготавливается способом «пропаривания» микроскопических гранул горячим водяным паром. В результате чего под воздействием горячего пара гранулы начинают сильно увеличиваться в размерах, пока не заполнится производственная форма.

В свою очередь производство экструдированного пенополистирола осуществляется так называемым методом экструзии. В данном случае микрогранулы смешивают с вспенивающим реагентом при высокой температуре и давлении. Затем полученную смесь выдавливают из экструдера.

Таблица теплопроводности наиболее часто применяемых строительных материлов
Таблица теплопроводности наиболее часто применяемых строительных материалов

Для сравнения приведем некоторые свойства:

  • теплопроводность – низкая 0,029-0,034 Вт/(м·С);
  • водопоглощение – низкое 0,2-0,3 %;
  • паропроницаемость – крайне низкая 0,013 Мг/(м·ч·Па);
  • удельный вес – низкий 25-45 кг/м³.

Что касается теплопроводности, то обычный полистирольный пенопласт проигрывает ЭПС, потому что имеет среднюю теплопроводность 0,038 Вт/(м·С).

Одним из серьезных недостатков экструзионного пенополистирола считается крайне низкая паропроницаемость, которая в 5 раз ниже, чем у обычного пенополистирола. Этот недостаток накладывает дополнительные требования на систему вентиляции утепляемого объекта.

Кроме того экструзионный пенополистирол относится к классу горючест Г3-Г4 – материалы с высокой горючестью. В то время, как некоторые разновидности обыкновенного полистирольного пенопласта могут быть слабо горючими.

Итак, теперь стало понятно, что экструзионный пенополистирол – это полистирольный пенопласт, который отличается от обыкновенного пенополистирола технологией производства.

Карбамидно-формальдегидный пенопласт

Немногие знают о существование такого замечательного изоляционного материала, как карбамидоформальдегидный пенопласт. Укороченное название: карбамидный пенопласт или еще более короткое просто – КФП. Данный универсальный утеплитель относится к классу пенопластов. Известен также, как «Пеноизол», «Мипора», «Юнипор» или «Меттэмпласт».

Утепление подкровельного пространства пеноизолом
Утепление подкровельного пространства пеноизолом

Чем так необычен пеноизол? Пеноизол – это жидкий теплоизолятор, который заливают под паропроводящую мембрану в заранее подготовленную полость между стеной и навесным фасадом. Самый известный представитель данного вида пенопластов, как уже упоминалось, это КФП Пеноизол марки «Новые строительные технологии». Более подробно данный теплоизолятор мы рассматривали в этой статье.

Пенополиуретан

И последний интересующий нас теплоизолятор – это пенополиуретан или ППУ. Утепление пенополиуретаном можно осуществлять на следующих конструкциях:

  • ангары;
  • кровля;
  • мансарда;
  • стены;
  • перекрытия;
  • цоколь;
  • фундамент.

Это отдельная группа газонаполненных пластмасс на основе полиуретанов, на 85-90 % состоящих из инертной газовой фазы. ППУ может быть жестким или эластичным (поролон) это зависит от вида исходного полиуретана.

Преимущества утепления ППУ
Преимущества утепления ППУ

Пенополиуретан – это современный широко распространенный теплоизолятор, который можно наносить практически на любые поверхности: бетон, дерево, камень, кирпич, металл, пластик и др. Отличительной особенностью является бешовность нанесения. Относится к классу слабогорючих материалов (Г1 по ГОСТ 30244, В2 по ГОСТ 30402). Имеет высокую механическую прочность и химическую устойчивость к агрессивным средам. Срок службы данного теплоизолятора от 25 до 50 лет. Самый теплый утеплитель!

Заключение

Таким образом, мы разобрались, что и пеноизол, и пенополиуретан, и полистирольный пенопласт и экструдированный пенополистирол – это все разновидности пенопласта. У каждой разновидности свои особенности и характеристики. Мы попытались сделать упор в этой статье на обыкновенный полистирол и его разновидность – экструзионный пенополистирол.

Надеемся статья Вам понравилась, оставляйте свои предложения и пожелания в комментариях!

1 Star2 Stars3 Stars4 Stars5 Stars (проголосовало: 5, оценка: 4,80 из 5)
Загрузка...
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий