Технические характеристики пеноплекс
Сегодняшние методы производства экструдированного пенополистирола дают возможность получить уникальные технические характеристики пеноплекса. Структура получается с полностью замкнутыми маленькими ячейками, диаметром от 0,08 до 0,22 миллиметров. Отличие технических характеристик пеноплекса и методов производства от обычного, всем нам знакомого с детства пенополистирола (ПСБс или по – простому пенопласта) можно более подробно посмотреть здесь>>>
Пеноплекс, как и обычный вспененный пенополистирол получают из одного и того же вещества – гранул общего полистирола. Но при изготовлении пеноплекса используют иной метод производства. Гранулы полистирола нагревают и в итоге получается однородный жидкий расплав, в который вводят под высоким давлением газ (вспенивающий агент). Расплав, как бы, вскипает, что способствует равномерному распределению газа по всему объему жидкого вещества. Затем происходит процесс экструдирования (экструзии или выдавливания) материала через калиброванные отверстия – фильеры. Этим процессом и достигаются технические характеристики пеноплекса, которые недоступны другим видам утеплителей.
В процессе остывания плит, газ, находящийся в ячейках экструдированного пенополистирола, постепенно замещается окружающим воздухом и в итоге пеноплекс в готовом виде не содержит газов вспенивающих агентов. Кстати, в качестве вспенивающего агента компания ПЕНОПЛЭКС ® использует самый обычный СО2, т.е. углекислый газ, который окружает нас повсеместно. Поэтому, при придании уникальных технических характеристик пеноплексу, абсолютно не наносится ущерб окружающей среде.
Еще одной особенностью выдающихся технических характеристик является тот факт, что компания ПЕНОПЛЭКС ® сама производит сырье –полистирол для собственных нужд под торговой маркой «СТАЙРОВИТ®». Это говорит о том, что производство пеноплекса не зависит от сторонних поставщиков, и производитель всегда добивается неизменных технических характеристик пеноплекса.
Основные свойства Пеноплекса
— Отличные теплотехнические характеристики
— Минимальная теплопроводность
— Практически нулевое водопоглощение
— Абсолютная паронепроницаемость
— Отличные характеристики прочности на сжатие
— Невосприимчивость к большинству природных агрессивных сред
— Экологическая безопасность
— Удобство и легкость применения
— Уникальная долговечность без потери основных качеств
Выпускаемые типы Пеноплекса
Утеплитель пеноплекс выпускает несколько видов, которые несколько отличаются техническими характеристиками друг от друга.
«ПЕНОПЛЭКС КРОВЛЯ» (старое обозначение Пеноплэкс 35) — экструдированный пенополистирол, предназначенный для утепления плоских кровель больших по площади строительных объектов, таких как торгово – развлекательные центры, гипермаркеты, крытые спортивные арены и тому подобные сооружения. Основное отличие в технических характеристиках этого пеноплекса состоит в том, что материал выпускается плотностью от 28,0 до 32,0 кг/м3, прочностью на сжатие не менее 0,25 Мпа (это приблизительно 25,0 тонн на квадратный метр!) и пониженной степенью горючестью Г3 (нормальногорючие материалы) за счет введения в материал антипиренов (т.е. материалы, которые снижают степень горючести материала).
«ПЕНОПЛЭКС ФУНДАМЕНТ» (старое обозначение Пеноплекс 35 Стандарт), это пеноплекс, техническими характеристиками которого предусмотрено применение его в нагруженных конструкциях, под защитным слоем, т.е. во всех конструкциях фундаментов, утепленных промышленных полов под заливку цементно-песчаной либо бетонной стяжки, утепление стилобатов>>>, утепление пешеходных дорожек на пучинистых грунтах, а также в нагруженных конструкциях не принципиальных к горючести материала. Особенности технических характеристик пеноплекса Ф является повышенная прочность на сжатие при 10% деформации 0,27 Мпа (примерно 27,0 тонн на квадратный метр) плотность 28,0-32,0 кг/м3 и степень горючести Г4 (сильногорючий). В связи с его высокой горючестью утеплитель необходимо конструктивно защищать.
«ПЕНОПЛЭКС СТЕНА» (старое обозначение Пеноплекс 31) с пониженной плотностью и соответственно несколько пониженными техническими характеристиками пеноплекса, он применяется для утепления стен зданий и сооружений под различные виды покрытий – штукатурные фасады, каркасные стены, вентилируемые фасады и т. п. системы. Особенностями данного вида продукта являются горючесть Г3 и более низкая плотность материала от 25,0 до 32,0 кг/м3, соответственно и более низкой прочностью на сжатие 0,2 Мпа, что более чем достаточно в его сферах применения.
«ПЕНОПЛЭКС КОМФОРТ» (старое наименование Пеноплекс 31 Стандарт), специально разработанный тип экструдированного пенополистирола, применяемого для частных застройщиков. Технические характеристики пеноплекс комфорт перекрывают практически все нужды домохозяйств по тепловой защите квартир, дач, хозпостроек, саун, бань и коттеджей. Широкое применение Пеноплекс Комфорт обуславливают его низкая цена и отличные потребительские качества материала.
«ПЕНОПЛЭКС 45» — специальный тип материала, который используется в высоконагруженных конструкциях. Технические характеристики пеноплекс 45 позволяют применять его в устройствах автомобильных и железных дорог, взлетно – посадочных полос аэродромов, утепленных полов под размещение массивного оборудования и высоконагруженных станков, площадок под стоянки тяжёлого автотранспорта и прочих аналогичных проектов. Материал характеризуется повышенной плотностью от 38,0 до 45,0 кг/м3 и фантастической прочностью на сжатие при 10% деформации – 0,5 Мпа (или около 50,0 !!! тонн на квадратный метр). В данный вид материала не вводят антипирены, поэтому он нуждается в конструктивной защите.
Технические характеристики Пеноплекса
| Наименование | Метод испытаний | Размерность | Показатели плит пеноплекс | |||
| Комфорт | Стена | Кровля / Фундамент | тип 45 | |||
| Плотность | ГОСТ 17177-94 | кг/м³ | 25,0 — 32,0 | 25,0 — 32,0 | 28,0 — 33,0 | |
| Прочность на сжатие при 10% линейной деформации, не менее | ГОСТ 17177-94 | МПа (тн/м2) | 0,20 (20,0) | 0,20 (20,0) | 0,25 (25,0) / 0,27 (27,0) |
0,5 (50,0) |
| Предел прочности при статическом изгибе | ГОСТ 17177-94 | МПа | 0,25 | 0,25 | 0,4 | 0,4-0,7* |
| Модуль упругости | СОЮЗДОРНИИ | МПа | 15 | 15 | 15 | 18 |
| Водопоглощение за 24 часа, не более | ГОСТ 17177-94 | % по объему | 0,4 | 0,4 | 0,4 | 0,4 |
| Водопоглощение за 28 суток, не более | % по объему | 0,5 | 0,5 | 0,4 | ||
| Категория стойкости к огню | СНиП 21-01-97 | группа | Г4 | Г3 | Г3 / Г4 | Г4 |
| Коэффициент теплопроводности при (25±5) °С | ГОСТ 7076-94 | Вт/(м×°С) | 0,030 | 0,030 | 0,030 | 0,033 |
| Расчетный коэффициент теплопроводности при условиях эксплуатации «А» | СП 23-101-2004 | Вт/(м×°С) | 0,031 | 0,031 | 0,031 | 0,031 |
| Расчетный коэффициент теплопроводности при условиях эксплуатации «Б» | 0,032 | 0,032 | 0,032 | 0,032 | ||
| Теплоусвоение при условиях «А» (при периоде 24 часа) | 0,36 | 0,36 | 0,36 | 0,40 | ||
| 0,37 | 0,37 | 0,37 | 0,42 | |||
| Коэффициент паропроницаемости | ГОСТ 25898-83 | мг/(м×ч×Па) | 0,015 | 0,015 | 0,018 | 0,015 |
| Удельная теплоемкость, со | СП 23-101-2004 | кДж/(кг×°С) | 1,65 | 1,65 | 1,65 | 1,53 |
| Звукоизоляция перегородки (ГКЛ-пеноплекс 50 мм-ГКЛ), Rw | ГОСТ 27296-87 | дБ | 41 | 41 | 41 | — |
| Индекс улучшения изоляции структурного шума в конструкции пола | ГОСТ 16297-80 | дБ | 23 | 23 | 23 | — |
| Стандартные размеры | Ширина | мм | 600 | |||
| Длина | 1200 | 1200 | 1200 | 2400 | ||
| Толщина | 20; 30; 40; 50; 60; 80; 100 | 20; 30; 40; 50; 60; 80; 100 | 20; 30; 40; 50; 60; 80; 100 | 40; 50; 60; 80; 100 | ||
| Температурный диапазон эксплуатации | ТУ 5767-006-56925804-2007 | °С | -50 … +75 | |||
Долговечность экструдированного пенополистирола Пеноплекс
В начале 2000-х годов, в Австрии, решили проверить экструдированный пенополистирол, который эксплуатируется уже на протяжении нескольких десятилетий в конструкциях инверсионных кровель – так называемые кровли наоборот, где гидроизоляционный ковер располагается под слоем утеплителя. Об устройстве таких кровель и об их преимуществах можно прочитать на нашем сайте здесь>>>
Были выбраны объекты Наземной станции космической связи в городе Афленц, Австрия, которая была построена в 1980 году и Центр судоходства, город Вена, Австрия, построен в 1981 году. Специалистами Австрийского НИИ Химии и техники были вскрыты кровельные пироги на указанных выше объектах, произведен осмотр и исследование технических характеристик XPS, на предмет их изменений
Также в 2004 году, в Германии, Европейским институтом теплоизоляционных материалов была проделана аналогичная работа по исследованию технических характеристик образцов XPS, взятых из инверсионной кровли административного здания в г. Гамбург (ФРГ), который был смонтирован более тридцати лет назад — в 1972 году.Фотоотчет о проделанных исследованиях мы выложили на нашем сайте здесь>>>
Исследования показали, что технические характеристики экструдированного пенополистирола не изменились в течении многих лет, и продолжают выполнять свои функции по тепловой защите кровельных конструкций до сих пор
В России проводились аналогичные исследования технических характеристик пеноплекса специалистами НИИ Строительной Физики (НИИСФ), которые пришли к выводу, что при многократном замерзании-оттаивании пеноплекс не изменяет свои теплотехнические характеристики, и срок службы его в ограждающих конструкциях, с учетом коэффициента запаса, составляет не менее 50 лет.
Дополнительные сведения к техническим характеристикам пеноплекс
Теплоизоляция пеноплекс изготовлены в виде плит длиной 1200 мм., шириной 600 мм., и толщиной от 20 до 200 мм. У плит экструдированного пенополистирола выбрана четверть по периметру (кроме плит пеноплекса толщиной 20 мм.), что сказывается на эффективности утепления, при создании сплошной теплоизоляции, не допускающего «мостики холода». Пеноплекс 45 отличается выпуском плит длиной 2400 мм с выборкой четверти по всем сторонам, а для утепления железных дорог (железнодорожный) – длиной 4000 мм и 4500 мм с прямой гранью по короткой стороне и косой четвертью по длинной стороне.
На плите пеноплекса нанесена маркировка типа материала, номер партии и дата изготовления, а также габаритные размеры. Плиты пеноплекс упакованы пачками по несколько плит, в термоусадочной полиэтиленовой пленке оранжевого цвета, для защиты от ультрафиолета. На упаковке нанесены обозначения типа пеноплекса, и наклеена этикетка с основными параметрами. Допускается кратковременное хранение пеноплекса под прямыми лучами солнца без изменения технических характеристик, но долгое хранение приводит к изменению поверхностного слоя, поэтому в процессе производства работ необходимо предпринимать меры по скорейшему укрытию пеноплекса от прямого попадания УФ лучей.
Вся продукция пеноплекс сертифицирована системой Госстандарта Российской Федерации и имеет все необходимые документы, сертификаты и разрешения.
Количество плит в упаковке, ее объем указаны в таблице.
Химическая стойкость Пеноплекса
Пеноплекс, да и вообще любой экструдированный пенополистирол, обладает высокой химической стойкостью к большому кругу материалов, используемых в строительстве. Но есть химические вещества, которые приводят к размягчению, усадке и частичному растворению плит.
Низкая химическая стойкость к следующим веществам:
— Ароматические углеводороды (бензол, толуол, ксилол)
— Альдегиды (формальдегид, формалин)
— Кетоны (ацетон, метилэтилкетом)
— Простые и сложные эфиры (диэтиловый эфир, растворители на основе этилацетата, метилацетата)
— Бензин, керосин, дизельное топливо
— Каменноугольная смола
— Полиэфирные смолы (отвердители эпоксидных смол)
— Масляные краски
Высокая химическая стойкость к следующим веществам:
— Кислоты (органические и неорганические)
— Растворы солей
— Едкие щелочи
— Хлорная известь
— Спирт и спиртовые красители
— Вода и краски на водной основе
— Аммиак, углекислый газ, кислород, ацетилен, пропан, бутан
— Фторированные углеводороды (фреоны)
— Цементы (строительные растворы и бетоны)
— Животное и растительное масло, парафин
Если после прочтения данной статьи у Вас остались вопросы, обращайтесь в нашу компанию и мы дадим Вам полные разъяснению по техническим характеристикам замечательного утеплителя Пеноплекс.
Другие статьи:
ОСТАЛИСЬ ВОПРОСЫ? БЕСПЛАТНАЯ КОНСУЛЬТАЦИЯ!+7 812 493-34-34
Характеристики экструдированного пенополистиролаСтройкод
Отопить квартиру к зиме — весьма недешевая задача, энергоносители дорожают с каждым годом в отличие от финансовых возможностей. И действительно жалко, когда тепло, добытое таким трудом, просто уходит наружу из нашего жилища. Потери в пересчете способны поражать воображение. Но, конечно, есть способ их существенно снизить, поможет нам в этом пенополистирол, с помощью которого мы произведем обшивание домашних стен. Чтобы узнать, насколько он эффективен, разберем характеристики пенополистирола.
Достоинства и недостатки пенополистирола
Пенопласт — это огромное количество пузырьков воздуха, объединенные в оболочки из пенополистирола. Давайте поговорим о наиболее важном аспекте этого материала теплопроводности.
Теплопроводность
В соотношении получается: 2% полистирола и 98% воздуха. Что на выходе обеспечивает нам твердую пену, которая и названа — «пенополистирол». Воздух, запаянный внутри пузырьков, превосходно сохраняет тепло, так как прослойка воздуха, движение в которой ограничено, служит отличным утеплителем. Значение коэффициента теплопроводности зависит напрямую от плотности пенопласта.
Поглощение влаги (паропроницаемость)
Пенопласт, не смешанный ни с чем другим, имеет 0 проницаемости, а вот экструдированный пенополистирол — иное дело. В системе исчисления метр-час-Паскаль значение проницаемости составило от 0,019 до 0,015 килограмма. И это заставляет задуматься, ведь в теории этот материал не должен пропускать пары. Но если мы обратим внимание, как происходит его формовка, а происходит она путем резания, то поймем, что через эти разрезы и проникает пар. Пенопласт стандартный не подлежит никаким порезам, вот он и не пускает никаких паров.
Если мы будем сравнивать материалы по параметрам водостойкости, то картина станет обратной — 4% впитает простой пенопласт, если погрузить его в воду, а пенополистирол лишь 0,4%.
Прочность
Если в предыдущем испытание победитель не был выявлен, то в плане прочности лидирует однозначно пенополистирол. Его связь между молекулами настолько крепка, что прочность изгиба составила от 0,4 до 1 килограмма на см², прочность пенопласта — от 0,02 до 0,2 килограмма на см². Данный фактор является причиной того, что неэкструдированный пенопласт потерял свою популярность. Прочность и влагостойкость, получаемая методом экструзии, — вот, что востребовано на рынке.
Плесень
Тут все коротко и вполне ясно — плесень в пенополистироле не живет, что неоднократно было доказано учеными.
Минусы пенополистирола
Сначала плюсы — реакция пенополистирола минимальна на минеральные удобрения, соду, мыло, какое-либо взаимодействие с асфальтовыми эмульсиями, битумом, известью, цементом и гипсом тоже отсутствует. Но если мы проверим реакцию данного утеплителя на скипидар с ацетоном и олифой, то они повредят и, возможно, даже напрочь растворят пенополистирол. Пенопласт способны растворить также спирты и продукты, получаемые при помощи перегонки нефти, следует помнить об этом.
А еще пенопласт (будь он хоть обычный или экструдированный), не выносит прямых солнечных лучей, ибо ультрафиолет разрушает материал, снижая его прочность.
Звукоизоляция
Если вас беспокоит уровень шума, приходящий извне, то пенополистирол не будет вашим спасением. Шум от ударов, конечно, он способен немного приглушить, но при условии, что он покрыт у вас толстым слоем. А вот шумы, что придут к вам по воздуху, он не в состоянии поглотить вообще. Если хотите отличную звукоизоляцию, то вам стоить присмотреться к иному материалу.
Вред для здоровья, горючесть, срок службы
Тесты пенопласт прошел с отличием, в его безопасности можете не сомневаться. Полистирол, к счастью, способен прослужить вам много лет, даже если его подвергать неоднократной заморозке/разморозке, он не потеряет своих свойств. Материал не очень хорошо загорается благодаря антипиренам, входящим в его состав. Но не все так замечательно, рассмотрим все стороны вопроса.
Вопрос экологии
Окисление на воздухе пенополистирола, к сожалению, плохо влияет на экологию. Стоит заметить, что пенопласт окисляется сильнее. Материал экструдированный окисляется медленнее, но оба они придут к одному. Все, что нужно дабы запустить процесс окисления — жара на улице. Окисление приводит к выработке материалами массы вредных веществ. Ядовитый формальдегид, ацетофенон, бензол с этилбензолом и еще целый букет химикатов выделяют оба материала. Если для важен вопрос экологии, то стоит задуматься над этим перед приобретением того же хитфома.
Вопрос горючести
Бывает, что производители лукавят, заявляя, что полистирол способен затухать самостоятельно, безусловно, это не так.
Случается даже, что производители умудряются ссылаться на якобы научные тесты, дабы доказать свою правоту, но, собственно говоря, всего на один. К плите, подвешенной в воздухе, подносят огонь, который прожигает ту часть, к которой его и подносят, но ведь такого не будет при реальных жизненных обстоятельствах. Положив тот же пенополистирол на плоскость из негорючего материала, мы ясно увидим, как он весь горит.
Антипирены добавляются в материал для увеличения огнестойкости. После в характеристиках материала такого пенопласта указывают букву «С». Опять же в теории, это все означает, что материал имеет способность затухать самостоятельно, но на деле — нет. К плюсам можно отнести лишь то, что загореться ему труднее. Класс горения данного материала — Г2, но Г3 и Г4 — ближайшие стадии опасности возгорания, в которые он превращается со временем эксплуатации.
Вопрос срока службы
30 лет — примерный срок службы пенополистирол при правильном его использовании. Но это если повезет, и мастера возведут правильно теплоизоляцию, заказчик не сэкономит на материалах и если монтаж пенополистирольных плит пройдет успешно. Самая же главная ошибка — ошибка в подсчетах толщины утеплителя. Ходит миф среди народа, что чем толще плита пенопласта, тем теплее будет в зиму. Спешим заверить, что это не так. От перепадов температуры характеристика большого материала начнет меняться, и он пойдет трещинами. 3,5 мм — европейский стандарт, такой размер еще и уменьшает вероятность вашего отравления в случае пожара.
Как выбрать пенополистирол
- Изучите параметры и определитесь с назначением. ПСБ-С подойдет для фасада, так как он самозатухающийся, марку следует подобрать не ниже 40-вой.
- ПБС-С-40(сороковая марка) имеет разную плотность. Берите тот утеплитель, где плотность выше.
- Если отломить кусочек материала с края, то можно определить его сорт по тому, как он сломается. Низкосортный ломается с неровными краями, а материал, имеющий правильную экструзию, будет иметь правильные многогранники.
- Лучше взять материал от известной фирмы, чем от той, кто только заявил о себе на рынке услуг. Рекомендуем «Пеноплэкс», «Технониколь», «Styrochem», «Polimeri Europa».
В окончательные мысли хочется вынести суть текста. Пенопласт выделяет токсические вещества, он небезопасен при возгорании, но все же является весьма популярным утеплителем, плюсов у которого больше, чем минусов. Он не ударит по вашему карману, сохранит ваше тепло, он влагостойкий. При использовании данного материала во внешней среде, следует скрыть его от солнечных лучей, чтобы он не окислялся. Цемент, что используется в штукатурной смеси, подойдет идеально для этой цели, но важно распределить плотно покрытие, иначе вся ваша система теплоизоляции попадает под угрозу.
Но не станем рекомендовать использование пенопласта внутри помещения. При случайном возгорании вред здоровью будет непоправим.
Экструзионный пенополистирол (ЭППС): свойства, характеристики, сфера применения
Экструзионный пенополистирол (он же экструдированный пенополистирол или ЭППС) это сравнительно новый теплоизоляционный материал, нашедший широкое применение в теплоизоляции строений, трубопроводов, фундаментов, автомобильных дорог, железнодорожных путей и даже взлетно-посадочных полос аэродромов.
Столь широкое применение экструдированного пенополистирола объясняется его свойствами:
- низкой теплопроводностью
- высокой прочностью
- низкой плотностью, что определяет его малый вес
- износостойкостью
- долговечностью: срок эксплуатации не менее 50 лет
- устойчивостью к воздействию влаги
- устойчивостью к воздействию грибковых микроорганизмов: ЭПС не гниет и на его поверхности не развивается плесень
- простотой обработки
- низкой стоимостью
Пенопласт и пенополистирол: сходство и отличие
По своим свойствам экструзионный пенополистирол намного превосходит другие синтетические теплоизоляционные материалы. Между тем исходным сырьем для его получения являются те же полимерные гранулы, из которых получают пенопласт. Различие состоит в технологическом процессе.
При производстве пенопласта гранулы помещают в форму и обрабатывают горячим паром, под воздействием которого они увеличиваются в объеме, заполняя все свободное пространство. Полученный материал затем нарезают на панели и используют по назначению.
При разломе пенопласта или при рассмотрении его среза хорошо видна его зернистая структура. При этом отдельные зерна-гранулы имеют низкую плотность и просто соприкасаются друг с другом без дополнительной связки. Именно по этой причине пенопласт характеризуется низкой теплопроводностью и еще более низкой прочностью. Разломить его можно без труда: при малейшем усилии пенопласт просто крошится. Обработка пенопласта требует применения специального оборудования. К примеру, для ровной нарезки необходимо использовать нагретую металлическую нить.
Способ получения ЭППС
Для получения экструзионного пенополистирола гранулы смешивают со специальным реагентом, при взаимодействии с которым исходное вещество вспенивается. Процесс вспенивания стимулируют постоянным перемешиванием исходных компонентов. Следует отметить, что технологический процесс ведется под давлением, препятствующим чрезмерному увеличению в объеме исходной гранулы, как это происходит при получении пенопласта.
Полученную вспененную массу продавливают через узкую щель экструдера, как бы прессуя ее, и получая при этом панели с уникальными свойствами, главное из которых высокая прочность.
Даже внешне панели из экструдированного пенополистирола невозможно спутать с пенопластом. ЭППС имеет плотную структуру и гладкую поверхность. Его можно нарезать ножовкой, электрическим лобзиком и даже простым острым ножом, но разломить панель из пенополистирола так же трудно, как доску из хорошей древесины: можно, но придется приложить немало усилий.
Благодаря высокой прочности экстудированный пенополистирол нашел широкое применение во многих сферах народного хозяйства. Как уже было сказано выше, панели из экструзионного пенополистирола используют для тепловой изоляции дорожного полотна, укладывая их на грунт под дорожное покрытие. Особенно широко ЭППС нашел свое применение в отделке и строительстве.
Разумеется, в дорожном покрытии и в отделочных работах в квартире и в офисе используют панели из экструзионного пенополистирола различной плотности и прочности, но, по сути, речь идет об одном и том же теплоизоляционном материале: легком, прочном, износостойком, и недорогом.
Строительные и отделочные материалы их экструзионного пенополистирола
На сегодняшний день отделочные материалы из экструзионного пенополистирола выпускают многие компании, как за рубежом, так и в нашей стране. По сути, основное различие между импортной и отечественной продукцией состоит лишь в стоимости и в цвете изделий. Дело в том, что многие производители добавляют в массу красящие пигменты, получая продукцию различного цвета. Эксплуатационные характеристики изделий из ЭППС не отличаются, но среди самих отделочных материалов немало различий, рассмотреть которые удобнее на примере продукции российской компании РусПанельГрупп или РПГ.
Недостатки
Но прежде, чем перейти к обзору отделочных и строительных материалов на основе ЭППС, несколько слов о недостатках экструзионного пенополистирола. Их два:
- высокая горючесть класс Г3-Г4
- отсутствие паропроницательности.
Иными словами, пенополистирол хорошо горит и не пропускает воздух. Следует отметить, что при горении пенополиситирол выделяет токсичные вещества по классу Т2, что сопоставимо с горением таких материалов, как паркет и половая доска.
В соответствии с федеральным законодательством теплоизоляционные материалы с классом горючести Г4 разрешено применять для утепления зданий и сооружений, а для теплоизоляции объектов с повышенными требованиями к пожарной безопасности рекомендуется использовать материалы с классом горючести Г3. Экструзионный пенополистирол этим требованиям соответствует и может использоваться в строительстве, отделке и теплоизоляции любых объектов.
Однако производители строительных материалов на основе пенополистирола постоянно работают над совершенствованием своей продукции, придавая ей не только эстетичный вид, но и повышая устойчивость к горению даже при прямом контакте с пламенем.
Так, к примеру, компания РПГ широко использует многослойность в отделочных материалах на основе экструзионного пенополистирола, нанося на поверхность панелей из основного вещества защитное покрытие, устойчивое к возгоранию даже при прямом контакте с открытым огнем.
Для расширения спектра применения отделочных материалов и для упрощения работы с панелями на основе экструдированного пенополистирола на одну из его сторон наносят специальный слой из различных веществ, позволяющий без проблем выполнить укладку облицовочной, нанесение штукатурного слоя или декоративного покрытия. При этом размах фантазии производителей и ассортимент предлагаемой продукции на основе экструзионного пенополистирола может впечатлить даже скептически настроенного потребителя.
Примеры продукции компании РПГ
Российская компания РусПанель Групп широкий спектр отделочных материалов на основе ЭППС, отличающихся чрезвычайно легким весом, прочностью и надежностью:
Панели РПГ
Панели РПГ представляют собой листы из экструдированного пенополистирола толщиной от 10 до 100 мм. Для удобства монтажа их выпускают с замком «шип-паз»
Панели широко используются:
- для теплоизоляции строений, утепления цоколей и фундаментов, кровли и пола. Лучшим способом утепления дома с применением панелей РПГ считается устройство вентилируемого фасада. Что обеспечит не только снижение тепловых потерь, но и станет отличной защитой от воздействия атмосферы, не влияя при этом на паропроницаемость стен.
- для выравнивания стен и последующей отделке непосредственно по поверхности панели
- для отделки влажных помещений, таких как бассейны и ванные комнаты
- для утепления балконов и лоджий
- для утепления пола. Чистовая отделка может укладываться непосредственно поверх панели РПГ: ее прочность позволяет быть уверенным в высоком качестве пола.
- для устройства межкомнатных перегородок
РПГ фольгированная
На одну из сторон панели нанесен слой фольги, обеспечивающий отражение теплового потока. Такие панели используют для теплоизоляции фургонов, утепления хозяйственных построек и балконов
РПГ комфорт
На одну из сторон панели нанесен полимерно-цементный состав, позволяющий проводить финишные отделочные работы без использования дополнительной отделки. РПГ комфорт широко используются для звукоизоляции помещений, что особенно важно в современных многоэтажках.
Блок Кремлевский
Строительные блоки из ЭППС с наружной поверхностью из прессованного картона. Блоки собираются по принципу детского конструктора, образуя прочные, легкие и шумонипроницаемые стены. С их помощью можно возводить любые межкомнатные перегородки, даже не имея специальных строительных навыков.
РПГ с фанерой
РПГ с фанерой это удачное совмещение ЭППС с древесиной, упрощающее любые отделочные работы
РПГ градиент
Панели из экструдированного пенополистирола, образующие угол наклона, что позволяет делать стоки в помещениях душевых, бассейнов и ванных комнат
РПГ сэндвич
Уникальные панели из полимерно-цементного состава, эппс и стекломагниевого листа, могут использоваться в качестве отделочного, теплоизоляционного, влагозащитного и шумоизолирующего материала в диапазоне температур от -50 до +75 С.
РПГ реал
Панели в форме спирали представляют собой готовую конструкцию душевой кабины.
3д пенополистирол
3-д пенополистирол это изделия из экструдированного пенополистирола: массажные столы, скамьи и купола для хамама, отличающиеся абсолютной устойчивостью к воздействию влаги. Благодаря 3-д пенополистиролу хамамы с круглыми куполами стали доступны практическт каждому, ведь весит эта конструкция мало, монтируется легко, а по внешнему виду ничем не уступает классическому куполу из камня.
Подведем итоги
Экструдированны пенополистирол уникальный отделочный материал, применение которого позволяет выполнять ремонт своими руками не уступая при этом в качеств е отделочных работ профессиональным строителям.
Экструдированный пенополистирол или пенопласт: виды, применение
Экструдированный пенополистирол и пенопласт — современные теплоизоляционные материалы, лидирующие по популярности среди аналогов, представленных на рынке. Достаточно трудно выбрать только один из двух утеплителей, обладающих похожими техническими характеристиками. Нередко покупателей удивляет разница в ценах двух очень похожих материалов.
Ценные свойства
Этот полимер получают методом вспенивания под давлением гранул полистирола, которые увеличиваются в объеме до 50 раз. Их подвергают сушке и стабилизации, а затем запекают в контурных формах. При помощи раскаленных металлических нитей полученные блоки разрезаются на удобные брикеты в виде плит с требуемыми размерами.
Пенопласт обладает многими достоинствами:
- малый вес при плотности 50 кг/м3,
- удобство в работе,
- влагоустойчивость,
- отличное сохранение тепла,
- отсутствие реакции на действие простых эфиров, спиртов, углеводородов и некоторых других химических соединений,
- самая низкая стоимость в линейке синтетических утеплителей.
Необходимо отметить и недостатки:
- он не портится при попадании воды, но гранулы распадаются, теряются теплоизоляционные характеристики,
- нецелесообразно использование паронепроницаемого материала во влажных помещениях, требующих качественной системы вентиляции,
- быстро растворяется в углеводородах, сложных эфирах и ацетоне,
- недостаточная прочность и повышенная ломкость.
В составе только некоторых видов присутствуют антипирены, снижающие степень его горючести.
Производители обещают 20-50 лет эксплуатации утеплителя, хотя он зависит от условий применения и составляет около 20 лет.
Экструдированный полистирол – что это такое?
ЭППС является улучшенной версией и отличной альтернативой пенопласту. Технология производства также подразумевает применение вспенивателя. Но дальше гранулы помещаются в формы для высушивания под большим давлением с добавлением модифицирующих присадок, улучшающих свойства материала. При экструзии создаются замкнутые и очень плотно примыкающие друг к другу ячейки, поэтому новый утеплитель не способен намокать.
Экструдированный пенополистирол отличается великолепными эксплуатационными характеристиками, например:
- эффективно удерживает тепло (индекс теплопроводности может достигать 0,043 Вт/м·K),
- эксплуатируется при температуре -50 – +70 0С,
- отталкивает воду (коэффициент поглощения – до 0,4% от общего объема, в соответствии с требованиями ГОСТ-17177.94),
- не портится при контакте с бытовыми и строительными веществами – битумом, мылом, содой, гипсом, цементом,
- снижает уровень наружного шума на 30 дБ.
Высокая устойчивость к деформации позволяет применять полистирольные плиты в утеплении чердачных полов и перекрытий.
К недостаткам относятся:
- чувствительность к УФО,
- низкую паропроницаемость, затрудняющую проветривание влажного помещения,
- разрушение под действием строительных растворителей,
- горючесть.
По заверениям производителей экструдированный вспененный полистирол полвека готов служить верой и правдой. Подобным сроком не сможет похвастаться ни один из теплоизоляционных материалов.
Видеоролик рассказывает о необыкновенно привлекательных свойствах экструдированного пенополистирола:
Существует разновидность – экструзионный полистирол XPS (что это такое, объясняют специальные справочники). Многофункциональная теплоизоляция Extruded Polystyrene Foam получается методом экструдирования из начальной версии полистирола. Он применяется для изготовления экструзионных плит.
Как выбрать оптимальный вид утепляющего материала?
Методы изготовления
Основой для производства пенопластов и пенополистирола служит одно и то же сырье, но производственные технологии кардинально отличаются друг от друга:
- «пропаривание» полимерных микрогранул используется для получения пенопласта,
- экструзия – метод вспенивания полистирола с этапами плавления гранул и добавления реагента для вспенивания.
Экструдирование массы означает ее обработку специальным инструментом для формирования пенистого полистирола. Ячейки наполняют природным или углекислым газом при создании огнеупорного утеплителя с более ровной структурой.
Технические характеристики
При одном и том же теплоизоляционном коэффициенте внешний вид двух утеплителя очень отличается. Экструзионный полистирол обладает значительными преимуществами:
- долговечен,
- не деформируется,
- поглощает звуки.
Плиты экструдированного полистирола обладают высокими рабочими показателями (specification):
- уровень прочности при сжатии достигает 80 кпа,
- коэффициент теплопроводности составляет 0,028-0,033 Вт/(м·K),
- плотность – около 35 кг/м3.
Пенопласт уступает по некоторым параметрам вспененному полистиролу:
- в прочности – всего 450-750 кпа,
- по коэффициенту теплопроводности, достигающему 0,07 Вт/(м·K),
- по максимальной плотности, составляющей менее 155 кг/м3.
Иногда специалисты рекомендуют применять совместно пенопласт и экструзионный полистирол: характеристики утепленного объекта при этом значительно улучшаются. На практике пенопласт толщиной 4 мм не способен заменить двадцатимиллиметровый пенополистирол.
Полистирол вспенивающийся ПСВ производят по суспензионной технологии, когда гранулы рассеиваются по фракциям. Такой материал применяют в производстве изоляционных панелей, плит, блоков, декоративных элементов, строительных фасонных деталей и промышленной упаковки.
Оптимальное применение утепляющих материалов
Несмотря на то, что экструдированный полистирол – это звукоизолирующий утеплитель, обладающий ярко выраженными достоинствами, многие российские покупатели предпочитают ему морально устаревший пенопласт. Это происходит из-за недостаточного понимания разницы между материалами. Цена пеноплекса, которая иногда в несколько раз превышает стоимость пенопласта того же объема, влияет на выбор мастера. Хотя показатели эффективности утепляющих материалов очень зависят от точного соблюдения технологических предписаний по его установке.
В некоторых европейских странах уже запретили применять в ремонте и строительстве привычный и всегда доступный пенопласт. Это решение принимают в связи с выделением и токсичных и очень вредных для человеческого организма веществ при возгорании утепляющего материала. Специалисты строительных компаний рекомендуют использовать надежный экструдированный полистирол, имеющий доказанное временем качество. Хотя его тоже нельзя отнести к категории абсолютно безопасных и экологически чистых товаров.
В защиту его можно сказать, что он выигрывает в сравнении у многих аналогичных товаров и относится к группе прочных и очень качественных утеплительных материалов. Пеноплекс обходит его по многим показателям, но бывают ситуации, когда можно использовать только пенопласт. К примеру, такие плиты, имеющие идеальные показатели влагопоглощения и воздухопроницаемости, применяют при отделке фасадов домов. У экструдированного полимерного утеплителя уровень адгезии недостаточен, поэтому он мало подходит для отделки зданий снаружи. В нашей компании вы можете купить монолитный поликарбонат.
Сравнение свойств пенопласта и пенополистирола проводит специалист строительной сферы:
технические характеристики, методы монтажа, цена XPS за м2
Экструдированный (экструзионный) пенополистирол – материал не новый. Появился он больше полувека назад как более экологичный и надежный аналог пенопласта и вполне успешно заменил его в сфере теплоизоляции зданий и оборудования.
Оглавление:
- Характеристики XPS
- Применение в сфере строительства
- Технология монтажа
- Основные преимущества и недостатки
- Цена за упаковку
Пенополистирол (он же XPS) – это полимер с пористой структурой, которую он обретает после введения специального пенообразователя и выдавливания готовой массы через экструдер. Хотя по своему химическому составу ЭПС практически не отличается от пенопласта, такая технология производства обеспечивает ему совершенно уникальные характеристики. Дело в том, что гранулы полистирола не скрепляются друг с другом – они расплавляются, объединяясь в сплошную пенящуюся массу. А все воздушные камеры размером до 0,2 мм приобретают замкнутый контур.
Готовые плиты на производстве маркируются в соответствии с разделением полистирола на типы. Классификация основана на жесткости материала, то есть на упаковке должна указываться его средняя плотность. Для применения в строительстве годятся плиты трех видов: 30, 35 и 45 кг/м3. Все, что легче 30 кг/м3, можно использовать разве что в ненагружаемых конструкциях.
Особенности и характеристики ЭПС
Поскольку экструдированный пенополистирол практически полностью состоит из воздушных камер, он обладает высокими изоляционными свойствами. А их закрытые оболочки обеспечивают утеплителю еще и влагонепроницаемость. Как результат, полимерный материал приобретает устойчивость к отрицательным температурам – раз уж вода не может проникнуть в его толщу, то и ее расширения с наступлением холодов там не происходит.
Еще одно полезное во всех отношениях свойство полистирола – химическая стойкость. Он одинаково нейтрален к кислотам и щелочам, маслам и большинству органических растворителей. Разрушить верхний слой полимера могут только вещества на основе ацетона, креозот и продукты нефтепереработки. Также негативное влияние на него оказывает солнечное излучение, но оно не столько изменяет структуру, сколько заставляет экструзионный пенополистирол просто желтеть.
Основные характеристики XPS:
- Теплопроводность: на уровне 0,028-0,050 Вт/м×К.
- Рабочий диапазон: t -50 – +75 °C.
- Водопоглощение по массе не превышает 0,2-0,5 % при условии, что на поверхности полимерной плиты есть разрушенные ячейки.
- Вес: 20-48 кг/м3.
- Прочность на изгиб: 250-500 кПа.
Не последняя по важности характеристика для любого утеплителя, определяющая сферу его применения – прочность на сжатие. У плит XPS она составляет 200-700 кПа, и чем больше толщина изделия, тем выше этот показатель. От размеров плиты, а также ее плотности зависят и теплоизоляционные свойства ЭПС. Для сравнения – при объемном весе 30 кг/м3 пенополистирол 100 мм вполне справится с утеплением дома в средней полосе России.
Использование в строительстве
Все перечисленные выше свойства, а также отличные эксплуатационные характеристики плит из экструдированного пенополистирола обеспечили ему популярность и очень широкую сферу применения. Основное назначение пенопластов – теплоизоляция зданий и оборудования. Но с учетом приближающейся к нулю влагопроницаемости XPS можно сказать, что одновременно он работает и как гидробарьер. Такой строительный материал – отличное решение для комплексной защиты фундаментов домов, подвальных помещений и плоских крыш.
Биологическая и атмосферная стойкость обеспечивают возможность применять экструдированный пенополистирол в наружном утеплении домов, трубопроводов и даже дорожных покрытий. Для последних он, конечно, дороговат, но в устройстве дорожек с подогревом или при необходимости защиты полотна от пучения лучше XPS не найти.
В сантехническом оборудовании и различного рода климатической технике пенополистирол используется как надежный теплоизолятор, которому можно придать любую форму и обрезать в размер. При этом вес изделия практически не меняется, так что и здесь ЭПС со своими характеристиками пришелся кстати.
Нюансы укладки
В зависимости от особенностей утепляемой поверхности экструзионный пенополистирол может крепиться разными способами:
1. На горизонтальных площадках (основание под фундамент, межэтажные перекрытия, плоские крыши) плиты просто укладывают плотными рядами со смещением швов.
2. На сплошных вертикальных и наклонных поверхностях (стены, цоколь) пенополистирол приклеивают к подготовленному основанию или крепят дюбель-грибками.
Поскольку самое слабое место любого утеплителя – стыки между плитами, лучше сделать двойную укладку, перекрывая швы нижних рядов. Если по расчету изоляция должна быть около 100 мм, можно просто купить пенополистирол 50 мм и сформировать из тонких плит слой нужной толщины. По цене это выйдет дороже, зато гарантированно снизит теплопроводность строительной конструкции и позволит избежать потерь.
После этого пенополистирол облицовывается любыми материалами: стелится кровля, закрывается сайдингом по обрешетке или просто штукатурится. Этот утеплитель не привередлив, когда дело касается облицовки. Для теплоизоляции полов поверх тонких панелей толщиной в 30 мм можно даже наливать бетонную стяжку – ЭПС выдержит и ее.
Плюсы и минусы
Технические характеристики пенополистирола говорят о том, что это действительно уникальный изоляционный материал с приличным перечнем достоинств. К основным плюсам относятся:
- Низкая проницаемость для жидких и газообразных сред.
- Химическая инертность и стойкость к биологической коррозии.
- Достаточная жесткость плит, позволяющая им выдерживать сжимающие нагрузки.
- Небольшой вес.
Стоит дополнить список долговечностью ЭПС в сравнении с тем же пенопластом и другими утеплителями – он прослужит лет 50 в любых тяжелых условиях. Так что более высокие расценки на этот материал вполне оправданы. Но главным достоинством остается низкая теплопроводность экструдированного пенополистирола.
К недостаткам в какой-то мере относится воздухонепроницаемость XPS, что несколько ограничивает его применение в строительстве. Создавать из такого материала объемный утепляющий контур всего дома крайне нежелательно, если нет возможности организовать эффективную вентиляцию.
Куда серьезнее другая проблема полистирола – огнеопасность. Введение в его состав антипиренов только замедляет распространение пламени. Но в процессе тления выделяется огромное количество ядовитых веществ, которые для людей не менее опасны, чем открытый огонь.
Стоимость плит
Пенополистирол хоть и считается относительно недорогим, все-таки стоит больше, чем пенопласт. Чтобы быть уверенным в приобретаемом материале, лучше сделать выбор в пользу марок, которые на слуху у всех. Качественный полимерный утеплитель предлагают производители теплоизоляции УРСА, ТехноНиколь, Пеноплекс. Цены на их продукцию примерно одинаковы.
В продаже можно найти пенополистирол толщиной 30 мм и более – вплоть до 12-сантиметровых панелей. Но самыми ходовыми размерами остаются 50 и 100 мм. Для плотной укладки в один слой лучше купить плиты с пазовыми замками на кромках. Расценки на них немного выше, чем на обычные панели, зато швы получаются плотными и предотвращают размыкание рядов утеплителя.
| Марка | Толщина, мм | Плит в упаковке, шт | Стоимость, руб/уп |
| Пеноплэкс | 50 | 7 | 1150 |
| ТехноНиколь | 50 | 8 | 1300 |
| Ursa | 30 | 12 | 1270 |
| Styrofoam | 60 | 7 | 1150 |
| . | Ориентировочная толщина различных материалов которая обеспечивает термическое сопротивление стеныСравнительная характеристика теплоизоляционных материалов из XPS (пенополистирола), пенопласта, пенополиуретана и минеральной ваты
Сравнение степени водопоглощения для различных типов телоизояцииТехнические характеристики плит EXTRAPLEX
Технические характеристики плит EXTRAPLEX* В зависимости от толщины плиты указания Плиты EXTRAPLEX следует использовать в пределах установленного температурного диапазона эксплуатации (от -50 до +75 °С). Превышение установленного диапазона может отрицательно сказаться на механических и теплоизоляционных свойствах материала. Плиты EXTRAPLEX можно хранить на открытых площадках в оригинальной упаковке. При выборе клеевых составов следует руководствоваться указаниями изготовителя относительно их пригодности для склеивания полистиролов. Плиты EXTRAPLEX обладают достаточно высокой химической стойкостью по отношению к большинству используемых в строительстве материалов и веществ: битумным смесям, не содержащим растворителей средствам на водной основе для
| . |
| |
Пенополистирол: характеристики, плотность, виды — Positroika-Doma.ru
Пенополистирол — это знакомый всем нам пенопласт. Это эффективный утеплитель, который, к тому же, отличается низкой ценой. По своей структуре пенополистирол представляет собой гранулы разного размера, соединённые между собой (застывшая пена). Материал на 98 % состоит из воздуха, но если разрезать гранулу, то полости с воздухом там не будет, следовательно, он находится в мелко распределенном виде. Есть и другие виды материала, называемого пенопластом, но пенополистирол — это классический лист, состоящий из относительно плотных и упругих белых шариков.
Виды материала
Пенополистирол классифицируется в зависимости от применённой технологии изготовления. Сейчас выпускается четыре подвида материала:
- Беспрессовый пенопласт (маркируется EPS — зарубежного производства, или ПСБ — отечественного). Самый обычный утеплительный материал для строительства. Имеет крупные гранулы и мягкую структуру. Есть модифицированные варианты с повышенной антипожарной защитой.
- Экструдированный (маркируется XPS и ЭППС, соответственно) отличается высокими характеристиками прочности на сжатие, благодаря чему применяется для утепления фундаментов и бетонных полов. Имеет мелкие зёрна и плотную структуру.
- Прессовый пенополистирол (например, ПС-1) и автоклавный сейчас не получили особого распространения в связи с нерентабельностью технологического процесса производства.
Характеристики пенополистирола
Основными характеристиками, по которым оценивается качество материала, являются плотность и теплопроводность. Многие люди думают, что плотность пенопласта как-то влияет на его теплопроводность, но на самом деле это не так. Самый плотный вид пенополистирола (имеющий самый большой вес куб. м.) по коэффициенту теплопроводности примерно равен самому лёгкому виду материала. Следовательно, плотность влияет только на прочность (ну, и на стоимость — плотный лист всегда дороже). Плотность современных видов пенополистирола варьируется от 15 до 50 кг/м³. Характеристики материала обычно указываются в маркировке, например, присутствие буквы С (в таком виде ПСБ-С) указывает на свойство «самозатухающий».
К несомненным преимуществам пенополистирола относятся его дешевизна, отличные теплоизолирующие качества и низкая водопоглотительная способность. Основной недостаток — опасность при пожарах. Материал выделяет при горении чрезвычайно ядовитый дым, поэтому не рекомендуется к использованию в помещениях с повышенной пожарной опасностью, например, на кухнях.
Сравнение характеристик пенопласта и экструдированного пенополистирола
| № п/п | Характеристики | ЭППС | Пенопласт |
| 1. | Водопоглощение, % по объему за 30 суток | 0,4 | 4 |
| 2. | Водопоглощение, % по объему за 24 часа | 0,2 | 2 |
| 3. | Паропроницаемость, мг/м.ч.Па | 0,018 | х |
| 4. | Теплопроводность, Вт/(мхС) | 0,028-0,034 | 0,036-0,050 |
| 5. | Предел прочности при статическом изгибе, (кг/см2) Мпа | 0,4-1 | 0,07-0,20 |
| 6. | Прочность на сжатие при 10% линейной деформации, Мпа, Н/мм2 | 0,25-0,5 | 0,05-0,2 |
| 7. | Плотность, кг/м3 | 28-45 | 15-35 |
| 8. | Диапазон рабочих температур, С | от -50 до +75 | от 50 до +75 |
Физические свойства | EPS Industry Alliance
Пониженный урон
Защитная упаковкаEPS предлагает разработчикам и пользователям широкий спектр физических свойств. Эти свойства в сочетании с удовлетворительными инженерными соображениями обеспечивают гибкость конструкции, необходимую для создания действительно экономичной защитной упаковки.
Если средний пакет обрабатывается девятью разными людьми и более 445 000 пакетов в день на одно средство распространения, риски для среды распространения могут быть большими.Миллионы производителей за последние 40 лет сделали ставку на транспортную упаковку из пенополистирола из-за ее исключительных амортизирующих свойств и высокой прочности на разрыв.
Выбирая EPS, производители оригинального оборудования добиваются повсеместной экономии средств. Помимо конкурентоспособных цен на материалы, EPS — благодаря своей универсальности и легким характеристикам — может предложить экономию затрат на проектирование и разработку, сборку продукта и распространение.
Механические свойства
Механические свойства формованного пенополистирола во многом зависят от плотности.Как правило, прочностные характеристики увеличиваются с увеличением плотности. Однако такие переменные, как сорт используемого сырья, геометрия формованной детали и условия обработки, будут влиять на свойства и производительность упаковки. Как видно из приведенной ниже таблицы, большинство свойств пен в значительной степени зависят от плотности, что позволяет процессору точно настраивать точную производительность, необходимую путем простого изменения процесса обработки, без изменения конструкции инструментов.
Типичные свойства пенополистирола
Объект | Значения | ||
|---|---|---|---|
Плотность, фунт./cu.ft. | 1,0 | 2,0 | 3,0 |
Прочность на сжатие, psi | 12-17 | 31-37 | 52-56 |
Предел прочности при растяжении, p.s.i. | 22-27 | 58-61 | 92-95 |
Тепловое сопротивление, Р / дюйм. | 3,8 | 4,2 | 4,3 |
Превосходное значение изоляции
Многие чувствительные к температуре фармацевтические и медицинские продукты используют пенополистирол, поскольку сопоставимые упаковочные материалы редко могут обеспечивать такой же уровень теплоизоляции. EPS, который широко используется в сфере распределения пищевых продуктов, идеально подходит для перевозки скоропортящихся продуктов на большие расстояния.
EPS обладает высокой устойчивостью к тепловому потоку.Его однородная закрытая ячеистая структура ограничивает лучистую, конвективную и кондуктивную теплопередачу. Теплопроводность (коэффициент k) формованного полистирола зависит от плотности и воздействия температуры, как показано в таблице ниже.
Типичная теплопроводность (коэффициент k)
Плотность (шт) | Среднее значение Температура (F) | Коэффициент К (БТЕ-дюймы / футы 2 HR F) |
|---|---|---|
1.0 | 0 | ,22 |
40 | ,24 | |
75 | ,26 | |
100 | ,28 | |
2,0 | 0 | .20 |
40 | ,21 | |
75 | ,23 | |
100 | ,25 |
Значительная экономия затрат
Выбирая EPS, производители оригинального оборудования добиваются повсеместной экономии средств.Помимо конкурентоспособных цен на материалы, EPS — благодаря своей универсальности и легким характеристикам — может предложить экономию затрат на проектирование и разработку, сборку продукта и распространение.
Водопоглощение и передача
Ячеистая структура формованного полистирола практически непроницаема для воды и не имеет капилляров.
Однако EPS может впитывать влагу, когда он полностью погружен в воду из-за своих мелких межузельных каналов внутри бусинчатой структуры.
Хотя формованный полистирол почти непроницаем для жидкой воды, он умеренно проницаем для паров при перепадах давления. Паропроницаемость зависит как от плотности, так и от толщины. Как правило, ни вода, ни пар не влияют на механические свойства пенополистирола.
Электрические характеристики
Объемное сопротивление формованного полистирола в диапазоне плотностей 1,25–2,5 фунт / фут при температуре 73 ° F и относительной влажности 50%. составляет 4х1013 Ом-см. Диэлектрическая прочность составляет примерно 2 кВ / мм.На частотах до 400 МГц диэлектрическая проницаемость составляет 1,02–1,04 с коэффициентом потерь менее 5×10-4 на частоте 1 МГц и менее 3×10-5 на частоте 400 МГц.
Формованный пенополистиролможно обрабатывать антистатическими добавками в соответствии со спецификациями электронной промышленности и военной упаковки.
Химическая стойкость
Вода и водные растворы солей, кислот и щелочей не действуют на формованный полистирол. Большинство органических растворителей несовместимы с EPS. Это следует учитывать при выборе клеев, этикеток и покрытий для непосредственного нанесения на продукт.Все вещества неизвестного состава должны быть проверены на совместимость. Ускоренный тест может быть проведен путем воздействия вещества на формованный полистирол при температуре 120–140 ° F. УФ-излучение оказывает незначительное влияние на формованный полистирол. Это вызывает поверхностное пожелтение и рыхлость, но никак не влияет на физические свойства.
(PDF) Экструдированный пенополистирол с улучшенными изоляционными и механическими свойствами с добавлением добавки на основе бензол-трисамида
Полимеры 2019,11, 268 9 из 10
5.
Meggers, F .; Leibundgut, H .; Kennedy, S .; Цинь, М .; Schlaich, M .; Собек, З .; Шукуя, М. Снизить CO
2
из
зданий с технологией до нулевых выбросов. Поддерживать. Cities Soc. 2012,2, 29–36. [CrossRef]
6.
Pavel, C.C .; Благоева Д.Т. Конкурентная среда в отрасли изоляционных материалов ЕС для энергоэффективных зданий
; Публикации Европейского Союза: Люксембург, 2018.
7.
Gong, P.; Wang, G .; Tran, M.-P .; Buahom, P .; Zhai, S .; Li, G .; Park, C.B. Усовершенствованный бимодальный пенополистирол / многослойный
нанокомпозитный пенопласт из углеродных нанотрубок для теплоизоляции. Углерод Н. Ю. 2017, 120, 1–10. [CrossRef]
8.
Gong, P .; Buahom, P .; Tran, M.-P .; Saniei, M .; Park, C.B .; Pötschke, P. Теплопередача в пенополистироле с микропористыми ячейками
/ многослойные углеродные нанотрубки. Углерод Н. Ю.
2015
, 93, 819–829. [CrossRef]
9.
An, W .; Sun, J .; Liew, K.M .; Чжу, Г. Расчет горючести и безопасности теплоизоляционных материалов
, состоящих из пенополистирола и материалов противопожарной защиты. Матер. Des. 2016,99, 500–508. [CrossRef]
10.
Yeh, S.-K .; Yang, J .; Chiou, N.-R .; Daniel, T .; Ли, Л.Дж. Введение воды в качестве вспенивающего агента в процессе экструзионного вспенивания диоксида углерода
для пенополистирола для теплоизоляции. Polym. Англ. Sci.
2010
, 50,
1577–1584.[CrossRef]
11.
Vo, C.V .; Паке, А. Оценка теплопроводности экструдированного пенополистирола, выдутого с использованием
HFC-134a или HCFC-142b. J. Cell. Пласт. 2004,40, 205–228. [CrossRef]
12. Berge, A .; Johansson, P.Ä.R. Обзор литературы по высокоэффективной теплоизоляции. Строить. Phys. 2012, 40.
13.
Okolieocha, C .; Рэпс, Д .; Subramaniam, K .; Альтштадт В. Пены из микропористого и наноячеистого полимера:
Прогресс (2004–2015 гг.) И будущие направления — обзор.Евро. Polym. J. 2015,73, 500–519. [CrossRef]
14.
Okolieocha, C .; Köppl, T .; Kerling, S .; Tölle, F.J .; Фатхи, А .; Mülhaupt, R .; Альтштадт, В. Влияние графена
на морфологию ячеек и механические свойства экструдированного пенополистирола. J. Cell. Пласт.
2015
, 51,
413–426. [CrossRef]
15.
Zhang, C .; Чжу, Б .; Ли, Л.Дж. Экструзионное вспенивание частиц полистирола / углерода с использованием диоксида углерода и воды
в качестве вспенивающих агентов.Полимер 2011,52, 1847–1855. [CrossRef]
16.
Min, Z .; Ян, H .; Chen, F .; Куанг, Т. Масштабное производство легкого высокопрочного полистирола /
Композитные пеноматериалы с углеродистым наполнителем с высокоэффективным экранированием от электромагнитных помех. Матер. Lett.
2018 230, 157–160. [CrossRef]
17.
Stumpf, M .; Spörrer, A .; Schmidt, H.-W .; Альтштедт, В. Влияние супрамолекулярных добавок на пену
Морфология литого под давлением i-PP.J. Cell. Пласт. 2011,47, 519–534. [CrossRef]
18.
Mörl, M .; Steinlein, C .; Kreger, K .; Schmidt, H.W .; Альтштедт, В. Повышение компрессионных свойств полипропиленовых пен
, получаемых экструзией, за счет супрамолекулярных добавок. J. Cell. Пласт. 2018,54, 483–498. [CrossRef]
19.
Gutiérrez, C .; Garcia, M.T .; Mencía, R .; Гарридо, I .; Родригес, Дж. Ф. Чистое приготовление специализированных микросотовых пен полистирола
с использованием зародышеобразователей и сверхкритического CO
2
.J. Mater. Sci.
2016
, 51, 4825–4838.
[CrossRef]
20.
Blomenhofer, M .; Ganzleben, S .; Ханфт, Д. Альтштедт, В. «Дизайнерские» нуклеирующие агенты для полипропилена.
Макромолекулы 2005,38, 3688–3695. [CrossRef]
21. Scholz, P .; Ян-Эрик, В. Полимерная пена. US 2015/0166752, 18 июня 2015 г.
22.
Аксит, М .; Klose, B .; Zhao, C .; Kreger, K .; Schmidt, H.-W .; Альтштедт В. Контроль морфологии экструдированных пенополистиролов
с зародышеобразователями на основе бензол-трисамида.J. Cell. Пласт .. (принято).
23. Холман, Дж. Теплопередача, 10-е изд .; McGraw-Hill: New York, NY, USA, 1981.
24.
De Micco, C .; Алдао, К. О прогнозировании радиационного члена в теплопроводности пенопластов
. Лат. Являюсь. Прил. Res. 2006, 36, 193–197.
25.
Hingmann, R .; Hahn, K .; Ruckdäschel, H. Тенденции в исследованиях пенополимеров. Представлено на Industrial
Workshop по вспененным полимерам, Байройт, Германия, 2011 г.
26.
Williams, R.J.J .; Алдао, К. Теплопроводность пенопласта. Polym. Англ. Sci.
1983
, 23, 293–299.
[CrossRef]
27.
Nait-Ali, B .; Хаберко, К .; Vesteghem, H .; Absi, J .; Смит Д.С. Теплопроводность высокопористого диоксида циркония.
J. Eur. Ceram. Soc. 2016 г., 26, 3567–3574. [CrossRef]
28.
Изоляция из экструдированного полистирола высокой плотности — CELLFORT
®
300 & FOAMULAR
®
400,600,1000 Изоляция
Доски, описание продукта.Доступно в Интернете: http://www2.owenscorning.com/worldwide/admin/
tempupload / pdf.3-74495-199_HighDensity_E.pdf (по состоянию на 21 августа 2018 г.).
29.
Gibson, I .; Эшби, М.Ф. Механика трехмерных ячеистых материалов. Proc. R. Soc. Лондон. Математика.
Phys. Англ. Sci. 1982, 382, 43–59. [CrossRef]
MatWeb, ваш источник информации о материалахЧто такое MatWeb? MatWeb’s база данных свойств материалов с возможностью поиска включает паспорта термопластов и термореактивных полимеров, таких как АБС, нейлон, поликарбонат, полиэстер, полиэтилен и полипропилен; металлы, такие как алюминий, кобальт, медь, свинец, магний, никель, сталь, суперсплавы, сплавы титана и цинка; керамика; плюс полупроводники, волокна и другие инженерные материалы. Преимущества регистрации в MatWeb Как найти данные о собственности в MatWebНажмите здесь, чтобы узнать, как войти материалы вашей компании в MatWeb. У нас есть более 150 000 материалы в нашей базе данных, и мы постоянно добавляем их, чтобы обеспечить Вам доступен самый полный бесплатный источник данных о собственности материалов в Интернете. Для вашего удобства в MatWeb также есть несколько конвертеров. и калькуляторы, которые делают общие инженерные задачи доступными одним щелчком мыши. кнопки. MatWeb находится в стадии разработки.Мы постоянно стремимся найти лучшее способы служить инженерному сообществу. Пожалуйста, не стесняйтесь свяжитесь с нами с любыми комментариями или предложениями. База данных MatWeb состоит в основном из предоставленных таблиц данных и спецификаций. производителями и дистрибьюторами — сообщите им, что вы видели их данные о материалах на MatWeb. |
|
| Свойство | шт. | Тест ASTM | Тип I | Тип VIII | Тип II | Тип IX | |
| Плотность, номинальная | шт. | C303 или D1622 | 1.00 # | 1,25 # | 1,50 # | 2.00 # | |
| Плотность, минимум | шт. | C303 или D1622 | 0,90 | 1,15 | 1,35 | 1.80 | |
| Плотность, диапазон | шт. | C303 или D1622 | 0,90–1,14 | 1,15–1,34 | 1,35–1,79 | 1,80–2,20 | |
| Коэффициент теплопроводности K | при 25 ° F | БТЕ / (ч) (кв.футы) (Ф / дюйм) | C177 или C518 | 0,23 | 0,22 | 0,21 | 0,20 |
| Коэффициент теплопроводности K | при 40 ° F | БТЕ / (час) (кв.фут) (фут / дюйм) | C177 или C518 | 0.24 | 0,235 | 0,22 | 0,21 |
| Коэффициент теплопроводности K | при 75 ° F | БТЕ / (час) (кв.фут) (фут / дюйм) | C177 или C518 | 0,26 | 0,255 | 0.24 | 0,23 |
| Термическое сопротивление R-значение * | при 25 ° F | при толщине 1 дюйм | – | 4,35 | 4,54 | 4,76 | 5,00 |
| Термическое сопротивление R-значение * | при 40 ° F | при толщине 1 дюйм | – | 4.17 | 4,25 | 4,55 | 4,76 |
| Термическое сопротивление R-значение * | при 75 ° F | при толщине 1 дюйм | – | 3,85 | 3,92 | 4.17 | 4,35 |
| Деформация при сжатии 10% | фунт / кв. Дюйм | D1621 | 10-14 | 13-18 | 15–21 | 25-33 | |
| Прочность на изгиб | фунт / кв. Дюйм | C203 | 25-30 | 30-38 | 40-50 | 50-75 | |
| Прочность на разрыв | фунт / кв. Дюйм | D1623 | 16-20 | 17–21 | 18–22 | 23–27 | |
| Прочность на сдвиг | фунт / кв. Дюйм | – | 18–22 | 23-25 | 26-32 | 33-37 | |
| Модуль сдвига | фунт / кв. Дюйм | – | 280-320 | 370-410 | 460-500 | 600-640 | |
| Модуль упругости | фунт / кв. Дюйм | – | 180-220 | 250-310 | 320-360 | 460-500 | |
| Водопоглощение | % | C272 | <4.0% | <3,0% | <3,0% | <2,0% | |
| Передача водяного пара | Пермь. В | г.E96 | 2,0-5,0 | 1,5–3,5 | 1.0-3,5 | 0,6–2,0 |
Производство и оценка механических, морфологических и термических свойств нанокомпозитов из восстановленного армированного оксидом графена пенополистирола (EPS)
Целью настоящего исследования является изучение эффекта добавления углеродных наночастиц (σsp 2 гибридизация) на механические свойства пенополистирола.В этой работе мы сосредоточены на изучении влияния сжимающего напряжения, прочности на растяжение, прочности на изгиб, коэффициента теплопроводности ( λ ) и водопоглощения пенополистирола (EPS), армированного восстановленным оксидом графена и графитом. Результаты сравнивались с исходным EPS и восстановленным EPS, усиленным оксидом графена. Все использованные для испытаний образцы нанокомпозита имели одинаковую плотность. Исследование показывает, что нанокомпозиты обладают другой теплопроводностью и механическими свойствами по сравнению с чистым пенополистиролом.Улучшение свойств нанокомпозита могло быть связано с более обширной структурой элементарных ячеек гранул пенополистирола.
1. Введение
Аморфный полистирол (ПС) — это прозрачный материал, характеризующийся хорошей прочностью на разрыв, до 60 МПа, низкой ударной вязкостью, 2 кДж / м 2 , средней твердостью и хорошими диэлектрическими свойствами, повышенным напряжением пробоя. до 65 кВ / мм [1, 2]. Он устойчив к кислотам (за исключением концентрированных и окисляющих), спиртам, щелочам, жирам и маслам, что делает его хорошим материалом для ряда товарных применений [3, 4].Одним из самых больших преимуществ полистирола является его температура размягчения, которая ниже, чем у других полиолефинов, таких как полипропилен и полиэтилен, которые часто используются в технологии литья под давлением, а также в других технологиях производства [5, 6]. Он также сохраняет свои физико-механические свойства при повторной обработке [3, 7]. Благодаря своим изоляционным свойствам он используется в качестве изоляционного материала в электротехнической и электронной промышленности, а также для производства пленок и оптических изделий из-за высокого показателя преломления, n 1.596 ÷ 1,593. Полистирол — продукт жидкой полимеризации стирола, который легко полимеризуется под действием температуры и света, в присутствии кислорода в атмосфере [8, 9]. Что касается промышленных методов, полимеризация в растворе имеет ограниченное применение, поскольку получается полимер с наименьшей молекулярной массой. С другой стороны, эмульсионная полимеризация проводится в основном для получения сополимеров стирола с другими виниловыми мономерами [10]. Однако суспензионная полимеризация дает наименьшее количество непрореагировавших мономеров в производстве и лишена большинства недостатков, присущих полимеризации в массе, которая требует присутствия радикальных инициаторов [11].Полистирол, обогащенный пенообразователями, применим для производства пенополистирола (ППС) [12–14] с ячеистой структурой. Полистирол в виде шариков, содержащих вспенивающие агенты, получают при суспензионной полимеризации стирола с добавлением вспенивателей или низкокипящих жидкостей, например пентана, бутана или пропана [15, 16]. В зависимости от назначения и условий полимеризации получаются гранулы разного размера (от 0,3–2,5 мм). В этом процессе, помимо основного мономера стирола, используются другие мономеры, такие как акрилонитрил, что увеличивает химическую стойкость вспененных продуктов, а также характеристики антипиренов [17].Что касается антипиренов, добавление глинистых минералов со структурой монтмориллонита и аттапульгита также может быть использовано для улучшения механических свойств и снижения теплопроводности на стадии образования гранул [18]. Добавляются модификаторы в виде органических или неорганических добавок с различной морфологической структурой, таким образом образуя пенокомпозитный материал, в котором дисперсная фаза находится в структуре стенок из полистирола, или наночастицы добавок суспендированы в ячеистом пространстве структуры пены [19].Среди прочего, использовался графит (в виде пыли). Его присутствие в стенках ячеистой структуры пенополистирола (ППС) влияет на ограничение теплового потока [13].
Аллотропные разновидности углерода широко используются во многих приложениях, связанных с энергетикой, в том числе в солнечной энергии [20–22]. В этом исследовании мы представляем результаты исследования выбранных механических, физических и термических свойств пенополистирола EPS и EPS с добавлением двух частей восстановленного оксида графена (EGO) и с добавлением наночастиц графита (EG).Композиты с наночастицами восстановленного оксида графена были покрыты на стадии предварительного расширения, а композиты с наночастицами графита были смешаны с графитом на стадии формирования гранул. Также были проведены испытания на водопоглощение и измерения теплопроводности. Восстановленный оксид графена был использован из-за структурного сродства с графитом, низкой полярности (увеличивает сродство к неполярному полистиролу) и его относительно низкой цитотоксичности (в случае прямого контакта с кожей) [23, 24] и хорошего поглощения длины волны ИК-излучения [25]. .
2. Эксперимент
В данной работе основной технологической задачей была разработка метода нанесения наночастиц восстановленного оксида графена на поверхность предварительно расширенных гранул полистирола с последующим формированием блоков. Для этого используется восстановленный оксид графена с составом C> 85%, O <10%, H <1%, N <3%, сульфаты, MgO <0,1% и зола <1% производства NANOMATERIALS LS, Польша. , использовался. Были приготовлены две суспензионные композиции, состоящие из спирта и восстановленного оксида графена, пропорции которых представлены в таблице 1.Дисперсия восстановленного оксида графена в изопропиловом спирте (IPA) была приготовлена с использованием ультразвукового гомогенизатора, чтобы лучше диспергировать частицы и избежать их повторной агрегации. Выбор IPA в качестве диспергирующей среды не случаен. Низкая полярность IPA обеспечивает правильное смешивание с наночастицами восстановленного оксида графена (избегая седиментации) и хорошее смачивание поверхности гранул EPS. Благодаря этому достигается надлежащая адгезия частиц графена к гранулам EPS после испарения растворителя.Суспензии распределяли по поверхности гранул с помощью высокоскоростного роторного смесителя в трех направлениях.
| ||||||||||||||||||||
EPS без добавок обозначены символом E, а EPS с добавлением графита EG.
Для изготовления блоков пенополистирола использовались предварительно расширенные гранулы следующих плотностей: 18,5 г / см 3 в случае пенополистирола без добавок, 18,8 г / см 3 в случае графитового композита и 18,5 г / см. см 3 в случае композита с восстановленным оксидом графена.EPS с графитовыми (EG) секциями характеризуются видимыми шариками EPS большего диаметра; это связано с тем, что они были изготовлены из гранул ПС с разной (более крупной) грануляцией. Графит вводился в ПК при производстве таких гранул. Все испытанные образцы E, EG и EGO имели одинаковую плотность.
Ячеистая структура пенополистирола и распределение частиц графита и восстановленного оксида графена в структуре расширенных гранул были исследованы на поперечных срезах с помощью растрового электронного микроскопа JEOL 5500LV в условиях окружающей среды.Испытания проводились на срезах толщиной 1 ÷ 2 мм. Изучение механических свойств было сосредоточено на прочности на изгиб (до разрыва), прочности на разрыв и прочности на сжатие (для получения деформации, соответствующей 10% размерного значения в соответствии с направлением сжатия).
Были сформированы экспериментальные блоки ЭПС размерами 0,25 × 0,25 × 0,25 м. Блоки были разрезаны на 5 досок толщиной 50 мм. Из этих досок были вырезаны образцы для испытаний в соответствии с рисунком 1.Из каждого блока вырезаем по 7 образцов. Место отбора проб отмечено черным цветом.
Размеры образцов, взятых для испытаний, показаны на рисунке 2.
Также были проведены испытания на водопоглощение гравиметрическим методом. Для этого использовалась шкала RADWAG с возможностью непрерывного учета изменения массы с точностью Δm = 10 −5 г. Образцы размером 50 × 55 × 10 мм (рис. 3) были погружены на глубину 80 см.Перед погружением их помещали в вакуум-эксикатор на 20 минут для откачки воздуха. В эксикаторе их выдерживали 30 мин после снижения вакуума аргоном до атмосферного давления.
Тепловые свойства были протестированы в соответствии со стандартом PN-EN 12939: 2002 [8]. Для проведения испытаний была приготовлена серия из 70 образцов панелей размером 300 × 300 × 50 мм. Панели хранили в климатической камере при температуре 23 ° C и влажности 50%. Затем образцы сушили в лабораторной сушилке при 70 ° C до стабилизации веса каждого образца.Индекс теплопроводности λ определяли с помощью прибора NETZSCH HFM 436 и программного обеспечения Proteus 70.
3. Результаты и обсуждение
3.1. Осаждение восстановленных наночастиц оксида графена
Фотографии предварительно расширенных гранул, показанные на рисунке 4, демонстрируют явное оптическое отличие от гранул без покрытия (рисунок 4 (a)), состоящее в потемнении гранул в результате их покрытия с уменьшенным частицы оксида графена (рисунки 4 (б) и 4 (в)).
Также следует отметить, что небольшая разница в доле восстановленного оксида графена между образцами GO1 и GO2 0,057% по массе показала заметно большее потемнение образцов GO2. Это может указывать на наличие хорошо диспергированных частиц восстановленного оксида графена в суспензии и хорошее диспергирование частиц на поверхности гранул в результате вращательного перемешивания в трех направлениях.
3.2. Распределение графита и наночастиц восстановленного оксида графена в ячеистой структуре композитов
Исследования поперечных сечений образцов с помощью сканирующего электронного микроскопа показали, что структура вспененного пенополистирола (E) состоит из ячеек, разделенных полимерными стенками, толщина которых не превышает 5 мкм м (рисунок 5 (а)).Ячейки, сжатые во время вспенивания, образовались на поверхности гранул под действием вспенивателя (рис. 5 (б)). В зонах связывания гранул клетки меньше по размеру и сильно отклоняются в результате сопротивления, возникающего между ними во время набухания. На границе раздела нескольких гранул возникают пустые пространства, количество и размер которых влияют на прочность и водопоглощение материала.
Исследования композитов полимер-графит (ЭГ) показали, что наночастицы и частицы графита, введенные в гранулы во время их формирования, в процессе окончательного вспенивания, образуют целостную структуру стенок ячеек, в которой они равномерно диспергированы. образом (рисунок 6 (а)).Концентрация частиц графита в зоне контакта вспененных гранул отсутствовала. Между гранулами было обнаружено большее свободное пространство, чем в чистом EPS (E). Деформация ячеек в зоне контакта между гранулами также меньше, что может повлиять на более слабую связь между ними (рис. 6 (б)).
В случае композитов из оксида графена, восстановленного ЭПС, микроскопические наблюдения показали, что процесс расширения гранул до конечного состояния вызывает дислокацию частиц на поверхности и значительно снижает плотность их расположения.Это оценивается на основе распределения частиц восстановленного оксида графена в зоне контакта гранул (рис. 7 (а)), поскольку поперечное сечение этой зоны определяет окружности двух гранул, соединенных в этой точке. Присутствие частиц восстановленного оксида графена внутри ячеек носит спорадический характер и может быть результатом механического перемещения от поверхностной зоны к ближайшим сформированным ячейкам (рис. 7 (b)).
Наночастицы графена хорошо видны в зоне связывания гранул.Присутствие частиц между гранулами в состоянии высокого поверхностного рассеяния позволяет приравнять это к сфероидальной системе (рис. 8), где наночастицы образуют более плотное покрытие, хотя они не идентифицируются под микроскопом. Однако микроскопически идентифицируемые частицы встречаются реже, и их расположение случайно.
3.3. Испытание на прочность на изгиб
Результаты исследований влияния добавок в виде частиц графита и восстановленного оксида графена на прочность на изгиб показывают, что пенополистирол с графитом имеет самые слабые свойства.По отношению к полистиролу без добавок (образец E) введение восстановленного оксида графена в структуру частиц привело к улучшению свойств, особенно в случае образцов EGO2, содержащих большее количество добавки восстановленного оксида графена.
Снижение прочности на изгиб композитов с графитом по сравнению с чистым пенополистиролом может быть связано с процессом диспергирования графитовых слоев с участием полистирола на стадии образования гранул (рис. 9).В дальнейшем процессе вспенивания это состояние возникает в стенках ячеек и может способствовать их ослаблению. Под воздействием давления они, вероятно, легче повредятся, что приведет к ухудшению показателей выносливости. Дополнительным фактором, ослабляющим прочностные параметры, является пористость, возникающая внутри зерен графита [8].
3.4. Испытание на прочность при растяжении
Сравнение результатов показывает, что в этом испытании худшие результаты были получены для полистирола без модификаторов (рис. 10).
Вероятно, это определяют поверхностные эффекты взаимодействия гранул между частицами добавки, которые могут вносить псевдодусиления в микрометровом масштабе полимерного материала. Они особенно сильны в случае частиц восстановленного оксида графена, в которых нет такого легкого разделения слоев, как в случае графита. Следует учитывать тот факт, что на гранулах существуют псевдопокрытия из наночастиц, которые взаимодействуют друг с другом напрямую или через нанопленки полистирола под действием противодействующих сил (рис. 11).Таким образом, разработанный нанокомпозит с восстановленным оксидом графена имеет наибольшую прочность на разрыв.
Многочисленные исследования показывают влияние наночастиц на прочностные свойства полимерных композитов. В случае расслаивания наночастиц также иногда обнаруживалось отрицательное влияние на прочностные свойства. Чарнецкая-Коморовская и Стерзиньски изучали влияние добавления полиэдрических олигомерных силсесквиоксанов (ПОСС) наночастиц на структуру и изменения прочности и термомеханических свойств полимерных композитов ПОМ.Полиэдрические олигомерные частицы силсесквиоксана (ПОСС) могут быть взяты в качестве зародышеобразователя. Добавление наночастиц POSS увеличивало их степень кристалличности, что приводило к изменениям механических свойств композитов, например, к повышению прочности и снижению гибкости. Увеличение степени кристалличности привело к увеличению максимальной температуры плавления и энтальпии плавления. Конечно, эти эффекты зависят от количества введенной добавки [26–29]. Таких исследований структуры и термических свойств мы еще не проводили; планируем реализовать их в ближайшее время.
3.5. Испытание на прочность при сжатии
Испытания на прочность на сжатие, проведенные для 6 образцов из каждой серии, показали, что наименее прочным материалом является чистый пенополистирол; напряжение сжатия было определено при 70 кПа, образец E (Рисунок 12). Чуть худшие параметры показал полистирол с графитом, ок. 80 кПа. Однако самая высокая прочность на сжатие была получена для композита с восстановленным оксидом графена, выше 100 кПа.
Если предположить, что затвердевшие после вспенивания пузырьки полистирола являются эквивалентами зерен, то механизм упрочнения полистирола, выражающийся в улучшении некоторых его механических свойств, можно сравнить с упрочнением, возникающим в результате осаждения при межзеренные границы в металлах.Такие результаты получил Ван [30]. Влияние выделений внутри границ зерен на увеличение твердости было также продемонстрировано Чжэном, исследуя коррозионные свойства сплава Al-Mg-Si в зависимости от содержания Si [31].
Это можно объяснить аналогичным механизмом взаимодействия гранул, как и в случае испытания на растяжение, особенно в начальной фазе сжатия. Этого нельзя исключать; однако эффект уплотнения добавок во время сжатия, особенно в случае оксида графена, может дополнительно привести к процессу упрочнения материала и увеличению силы давления для получения такой же деформации, как и в других образцах.
3,6. Тест на теплопроводность
Сравнительное исследование коэффициента теплопроводности ( λ ) показано на диаграмме (Рисунок 13). Сравнение показывает, что наилучшие изоляционные свойства были обнаружены у нанокомпозитной пены с добавлением графита, поскольку она имеет самый низкий коэффициент λ в диапазоне от 0,024 до 0,025 Вт / мК. Чистый EPS (E) показывает коэффициент λ немного ниже 0,04 Вт / мК. Композиты с добавкой восстановленного оксида графена показали теплопроводность, аналогичную серии (E).Лакос показал, что теплопроводность серого EPS, легированного графитом, меньше, чем у чистого EPS. Он также показал, что лямбда-изменения, происходящие под воздействием влаги, больше для серого EPS, но теплопроводность со временем остается меньшей по сравнению с другими [32, 33].
Снижение теплопроводности за счет добавок можно объяснить процессом рассеивания тепла на их частицах. В случае графитового композита рассеяние происходит в объеме материала, поскольку содержащиеся в нем частицы действуют как микрозеркала, отражающие тепловое излучение в разных направлениях и, как следствие, его рассеивание.
Примером микрозеркала является изделие, описанное в работе Janglong Zhang [34]. Это, конечно, совершенно отличный продукт от микрочастиц графена. Однако можно предположить, что механизм отражения теплового излучения в обоих случаях одинаков. Если исследование показало, что теплопроводность серого EPS (легированного графеном) меньше, чем чистого EPS, и аналогичные результаты были получены для EPS, легированного графитом, можно предположить, что после получения достаточно высокой температуры через частицы графена, дальнейшее повышение температуры этих частиц из-за плохой теплопроводности затруднено.Таким образом, приходящий к ним тепловой поток не будет поглощаться за единицу времени, а отражаться или рассеиваться. Гипотетически можно предположить, что микрочастицы графена влияют на приходящий к ним тепловой поток как микрозеркала, отражающие это излучение.
В случае композита с восстановленным оксидом графена только границы гранул могут встречаться для рассеивания тепловых лучей; следовательно, эффективность этого мала. Вышеупомянутые механизмы имеют лишь дополнительный эффект, поскольку основными факторами теплоизоляции являются пространства в гранулированных ячейках, заполненные воздухом.
3,7. Тест на водопоглощение
Тесты на водопоглощение показали, что нанокомпозит с добавлением восстановленного оксида графена (EGO2) показал самую низкую общую абсорбирующую способность, а динамика была небольшой. Из-за низкой полярности частиц восстановленного оксида графена на поверхности снижается смачиваемость полярной среды, то есть воды. Это улучшает гидрофильные свойства полученного композита по сравнению с немодифицированным полистиролом. Благодаря гидрофильным свойствам материала проникновение воды в сформированный блок значительно затруднено, что приводит к снижению водопоглощения.Напротив, нанокомпозит с добавкой графита показал самую высокую общую абсорбирующую способность и характеризовался высокой динамикой в первый период, продолжающийся около 1200 с. На фоне представленных материалов сорбционные свойства полистирола без добавок показали косвенные водосорбционные свойства (рисунок 14).
Присутствие восстановленного оксида графена на поверхности гранул эффективно блокирует проникновение воды из-за его гидрофобного характера.В случае графитового композита на его высокую сорбционную способность, вероятно, влияет пористая структура частиц графита и его поверхностные свойства. Низкая смачиваемость графита может быть изменена (улучшена) присутствием функциональных групп на его поверхности (т.е. –OH и –COOH), но для подтверждения этого необходимо провести анализ XPS. К сожалению, на данный момент у нас нет таких результатов; такие тесты скоро будут проведены и объяснят наши наблюдения.
4. Заключение
(1) Добавление восстановленного оксида графена в виде спиртовой суспензии к предварительно расширенным гранулам полистирола приводит к его хорошему распределению по поверхностным границам гранул в конечном продукте.(2) Композиты с небольшим количеством восстановленного оксида графена 0,089 мас.% И 0,146 мас.% Имеют гораздо более высокую прочность на изгиб по сравнению с графитовым композитом и примерно на 10% лучше, чем нелегированный пенополистирол. (3) Прочность на сжатие сопоставима для чистого EPS и EPS с добавлением графита и выше для EPS с добавлением восстановленного оксида графена. (4) В случае прочности на разрыв чистый EPS имеет почти на 40% меньшее значение по сравнению с EPS с добавлением восстановленного оксида графена. . Это соответствует литературным данным; добавление наночастиц обычно улучшает прочностные свойства.(5) Добавление восстановленного оксида графена не влияет на снижение теплопроводности; коэффициент лямбда сопоставим с EPS. Наилучшие теплоизоляционные свойства были обнаружены у EPS с графитом. (6) Присутствие восстановленного оксида графена в структуре композитов эффективно снижает водопоглощение, вероятно, из-за его гидрофобного характера. Подтверждение этого утверждения требует дальнейших исследований.
Доступность данных
Никакие данные не использовались для поддержки этого исследования.
Конфликт интересов
Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
Теплопроводность пенополистирола XPS
Пенополистирол является хорошими теплоизоляционными материалами и поэтому часто используется в качестве строительных изоляционных материалов. Экструдированный пенополистирол (XPS) состоит из закрытых ячеек и обеспечивает улучшенную шероховатость поверхности, большую жесткость и пониженную теплопроводность. На изображении ниже показано применение изоляционного материала в типичной домашней конструкции.XPS применяется в этом случае для повышения эффективности изоляционной системы для каркасного потолка.
Поскольку теплопроводность материала XPS является ключевым показателем качества, производители и заказчики постоянно ищут простые способы получения данных о характеристиках теплопроводности материала. Недавно европейский производитель материала XPS отправил в нашу лабораторию несколько образцов для определения характеристик с помощью датчика C-Therm Modified Transient Plane Source.Производитель отправил несколько образцов купонов.
Хотя производитель образцов XPS вырезал образцы до меньших размеров, чем типичные размеры платы XPS — этого НЕ ОБЯЗАТЕЛЬНО — датчик MTPS может легко обрабатывать образцы большего формата — в конечном итоге размер образцов был обусловлен соображениями доставки.
Тестовая установка MTPS
Испытательная установка соответствовала довольно типичной схеме размещения образца на датчике, как показано на рисунке ниже. Для лучшей поддержки образца на датчике использовалась удлинительная пластина.Для образцов большего размера датчик на тестовом образце был бы перевернут. Образец тестировали как сверху, так и снизу для оценки однородности / консистенции образца.
Результаты эксперимента
Результаты тестирования образца были доступны в течение 10 минут при тестировании как верхней, так и нижней части образца и обобщены в таблице ниже:
| Образец | Верх | Низ |
| 1 | 0.0334 | 0,0341 |
| 2 | 0,0344 | 0,0342 |
| 3 | 0,0341 | 0,0342 |
| 4 | 0,0343 | 0,0340 |
| 0,0340 | ||
| 0,0340 | ||
| Среднее значение | 0,0341 | 0,0341 |
Результаты испытаний показали, что материал имеет отличную консистенцию и полностью соответствует ожидаемому диапазону теплопроводности. материала.Все испытания проводились в условиях окружающей среды (приблизительно 24 ° C). Технические характеристики датчика MTPS предлагают точность <5% и точность <1%.
Экструдированный полистирол на заказ и по лучшей цене
Экструдированный полистирол (XPS) — это вспененный пластик, обладающий теплоизоляционными свойствами, превосходящими пенополистирол. Он имеет закрытую ячеистую структуру, но более гладкую поверхность, большую твердость и пониженную теплопроводность.
Подобно остальным вспененным продуктам, это очень простой в резке и манипулировании материалом . Его можно резать резцом, ножом, пилой, шлифовать и даже лепить. Он также принимает акриловые краски и может быть приклеен соответствующими клеями.
Этот продукт часто используется в качестве гидроизоляционного элемента для кровли и других теплоизоляционных конструкций. Кроме того, другие его наиболее важные области применения — это проектирование и создание промышленных полов, оформление окон и архитектурные модели.
На заводе MW Materials World мы предлагаем листы экструдированного полистирола плотностью 33 кг / м3. Войдите в этот небольшой раздел нашего онлайн-супермаркета, чтобы получить свою тарелку!
ХАРАКТЕРИСТИКИ ЭКСТРУДИРОВАННОГО ПОЛИСТИРОЛА
Ниже мы выделяем основные характеристики этого термопластического материала:
- Он почти не имеет водопоглощения , что имеет большое значение в таких применениях, как теплоизоляция для наружных работ
- Высокое сопротивление сжатию .Этот материал подходит для выдерживания стандартных нагрузок 300 кПа. Однако могут быть созданы плиты из пенополистирола с более высокой прочностью (от 500 до 700 кПа).
- Подсчитано, что экструдированная плита Porex может выдерживать длительные нагрузки 300 кПа с деформациями менее 2%
- Высокая прочность материала, а также высокая механическая прочность
- Это очень легкий материал , но жесткий .