Пенопласт – виды и применение, свойства и особенности

Пенопласт — что это такое?

Пенопласт – это целый класс материалов, используемых во многих отраслях: машиностроении, строительстве, здравоохранении, садоводстве и даже в пчеловодстве.

Пенопласт в качестве тары для пищевой промышленности

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.

Одна из классификаций пенопластов – по виду применяемого полимера или смолы:

алкеновые – из полиэтилена и полипропилена;
карбамидные – из карбамидоформальдегидных смол (Пеноизол);
поливинилхлоридные – из поливинилхлоридных смол;
полистирольные – из вспенивающего полистирола с добавкой или без добавки антипирена (пенополистирол, экструдированный пенополистирол);
полиуретановые – из полиэфиров и полиизоцианатов с добавкой антипирена (утеплитель пенополиуретан);
фенольные – 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, так же как пенополиуретан и Пеноизол.

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

Практически все пенопласты во время горения выделяют очень токсичные вещества. Это накладывает определенные ограничения на их применение в строительстве жилых зданий.

Из чего производят пенопласт

Пенопласт можно производить из любых полимеров (пластмасс). Наиболее известным сырьем является полиуретан, полихлорвинил, фенол-формальдегид, полистирол и другие. Но из какой пластмассы не был бы выполнен материал, в материале его лишь 2%, остальное – атмосферный воздух. Отечественный стройматериал производится согласно ГОСТ 15588-2014 и обозначается общей маркировкой ПСБ, к которой добавляются цифры и буквы, которые обозначают дополнительные свойства: с низкой плотностью, самозатухающий, универсальный и другие. Сырье для пенополистирола выглядит, как полупрозрачные бусинки, диаметром от 0,2 до 3,7 мм. Производят материал в несколько этапов:

Вспенивание.
Сушка.
Стабилизация.
Резка.
Созревание.
Выпекание.

Одна из методик предполагает после стабилизации переход к выпеканию, минуя 2 предыдущих этапа. Не так давно на рынке появился современный вариант материала – пенопласт экструдированный. Он отличается от классического меньшим размеров ячеек и их полной закрытостью. Такой материал был признан более технологичным, но обычный пенополистирол до сих пор является наиболее востребованным, его можно использовать в качестве утеплителя стен из любых материалов: стеновые блоки, бетонный монолит, дерево, кирпич и многое другое.

Технические характеристики

ПараметрыЗначенияКомментарии

Прочность на сжатие при 10% линейной деформации	От 0,05 до 0,16 мПа	Показатели прочности напрямую зависят от полимера, из которого произведен пенопласт. Например, фенолоформальдегидные имеют более высокие значения прочности.
Теплопроводность	От 0,038 до 0,043 вт/мГрад	Параметр также зависит от марки стройматериала.
Морозостойкость	До 200 циклов – обычный До 500 циклов – экструдированный	Значения характеристики зависят от марки
Водопоглащение	1% в сутки	Испытания показали: 3% от объема за 1 месяц полного погружения в воду. Параметры незначительны, тем не менее, если влага попала в пенополистирол, то она может впоследствии замерзнуть при наступлении холодов.
Паропроницаемость, коэффициент	0,03мг/мчПа	Этот стройматериал не формирует естественного воздухообмена помещений и улицы.
Огнестойкость	Горючесть Г3-Г4 Воспламеняемость В2-В3 Дымообразование Д3	Пенополистирол считается трудно горючим материалом
Стоимость пенопласта	В среднем 3 тысячи рублей за 1 м3.	Вполне доступен пенопласт, цена зависит от марки и толщины.
Звукоизоляция	В зависимости от толщины способен увеличить защиту до 32 дБ	Пенополистирол характеризуется высокими показателями, но уступает другим материалам, например, минвате
Экологичность	Безопасен	Не имеет радиактивности, утилизируется полностью, поскольку в производстве не используется токсичное сырье и затрачивается минимум энергии.
Срок службы	От 13 до 80 лет	Величина показателя зависит от производителя, технологии производства и сырья.
Плотность пенопласта	От 11 до 40 кг/м3	Характеристика зависит от марки.

Стандартные размеры пенопласта – толщина варьируется от 20 до 100 мм, длина и ширина: 1000*1000, 1000*1200, 1200*1200. От параметров габаритов зависит, сколько стоит пенопласт.

Особенности

Этот стройматериал широко используется, благодаря следующим качествам:

легкость обработки стройматериала позволяет создавать конструкции любой геометрии, даже самой сложной;
низкая прочность и высокая плотность при сжатии;
он сохраняет стабильность структуры в широко диапазоне температур: от -170 до +80 градусов;
высокая сопротивляемость множеству химических средств и биологическим факторам;
высокая теплоизоляция позволяет считать утеплитель пенопласт прекрасным стройматериалом, например, для сооружения современных многослойных конструкциях дома;
экологически чистый стройматериал, поскольку не содержит веществ из токсичного и вредного для здоровья человеку ряда;
легко обрабатывается и монтируется, в том числе с помощью обычных строительных клеев.
цена пенопласта неэкструдированного ниже, чем у ЭППС.

Недостатки

лимитированная механическая прочность обуславливает необходимость формирования защиты после монтажа;
разрушается при соприкосновении с лакокрасочными веществами и нитрокрасками;
стройматериал может быть поврежден грызунами, поэтому его необходимо покрывать менее привлекательными для животных веществами;
материал почти не пропускает воздух, что обуславливает необходимость обустройства здания вентиляционными системами;
Нанесение штукатурки на пенопласт требует предварительной подготовки для обеспечения лучшей адгезии.

Сфера применения

Этот материал широко используется в различных сферах человеческой деятельности: тара для продукции, производство мебели, пошив одежды, наружная реклама, судостроение, электротехника и радио. Но наиболее востребован пенополистирол в строительной сфере:

Пенопласт – строительный теплоизоляционный материал, которым можно утеплять стены дома снаружи.
Теплоизоляция крыш и полов.
В качестве изоляции инженерных коммуникаций.
Для звукоизоляции между этажами или комнатами.
Пенопласт для утепления применяют на цоколе, закрывая его облицовкой, а также для теплоизоляции фундамента.

Оборудование для производства пенопласта

В нашем каталоге собраны все станки необходимы для запуска линии по производству из пенопластаSALEПредвспениватель ПВ-1Предвспениватель предназначен для вспенивания сырья (ПСВс) при производстве пенопласта.45 000р.49 000р.

Технология изготовления пенопласта напрямую влияет на качество

Как мы говорили выше, сейчас рынок наполнен немалым количеством низкокачественного материала. Его могут производить в гаражах, каких-то складских помещениях.

Но основная проблема заключается не в том, где изготавливают материал (хотя окружающая среда также влияет на качество), главная проблема — не соблюдение всех правил изготовления пенопласта.

Виды пенопласта

Подразделяется на следующие виды:

полистирольные;
полиэтиленовые;
поливинилхлоридные;
полиуретановые.

Полистирольный

Есть два способа производства этого вида пенопласта:

Беспрессовый. Эта разновидность знакома каждому человеку. Покупая технику для дома, можно обратить внимание на то, что она упакована в пенопласт, состоящий из маленьких скрепленных между собой шариков. Он очень хрупок, его можно раскрошить и поломать руками.
Прессовый. А вот этот вид раскрошить будет гораздо сложнее. Гранулы такого пенопласта плотнее сцеплены между друг другом. Технология производства гораздо сложнее и дороже, чем у беспрессового, поэтому он встречается значительно реже.

Существует такая разновидность, как экструдированный пенопласт, он практически ничем не отличается от беспрессового.

Полистирольные разновидности пенопласта имеют один существенный минус — высокую гигроскопичность.

Рекомендуем: Напольное покрытие линолеум, что это такое, виды, характеристики. Как правильно выбрать для своего дома?

В полости, которые находятся между «шариками» и гранулами, попадает водяной пар.

Этот материал «не дышит», поэтому пар никуда не уходит и при воздействии минусовых температур может замерзать, разрушая структуру.

Даже при отсутствии воздействия холода, накапливаемый пар ухудшает теплоизолирующие свойства пенопласта и увеличивает влажность в помещении.

Экструзионный пенопласт лишен таких минусов, так как однороден по своей структуре. Он распространен в производстве одноразовых столовых приборов, посуды, упаковок для пищи.

Про долговечность полистирольного пенопласта можно сказать, что у беспрессового она составит от 10 до 35 лет. Экструзионный прослужит гораздо дольше, около 50-70 лет. Конечно, срок эксплуатации напрямую зависит от производителя материала и воздействия разрушающих факторов на месте монтажа.

Полиуретановые

Одним из примеров полиуретанового пенопласта является поролон. Он имеет пористую структуру, хорошую пропускную способность воздуха и пара, высокую эластичность. Используется в мебельном производстве, как в качестве обивки, так и в качестве наполнителя.

На его основе изготавливается множество бытовых предметов. Легко воспламеняется и выделяет опасные вещества, которые токсичнее, чем у полистирольных пенопластов. Причиной этому служит синильная кислота в составе. Крайне недолговечен, желтеет и разрушается при воздействии внешних факторов, таких как ультрафиолет.

Поливинилхлоридные

Сам по себе поливинилхлорид это — термопластичный полимер, который содержит до 56,8 % связанного хлора, что делает его трудносгораемым. Может изготовляться как прессовым, так и безпрессовым способами. По своим свойствам аналогичен экструдированному пенополиэтилену.

В нем отсутствуют ядовитые вещества. При горении поливинилхлоридный пенопласт затухает самостоятельно.

Обладает высокой эластичностью, но может подвергнуть коррозии металлические конструкции, рядом с которыми находится.

Полиэтиленовые

Достаточно часто встречается в повседневной жизни. Выглядит как полупрозрачная пленка, состоящая из воздушных пупырышек.

Она используется для заворачивания в нее хрупких вещей и легкоповреждаемой техники, отлично справляется со своей функцией защиты от повреждений.

Полиэтиленовый пенопласт очень эластичен и имеет различную толщину, от нескольких миллиметров до нескольких сантиметров. По прочности схож с экструдированным пенополистиром, но отличительной особенностью является его нетоксичность. Считается экологичным материалом с долгим сроком эксплуатации. Огнеопасен.

Фигуры из пенопласта

Начните тренировку с создания различных фигурок из пенопласта. Изготовьте шахматные фигуры больших размеров. Уверяем — это отличная тренировка для ловкости рук. Дальнейшие идеи будут появляться сами. Достаточно вспомнить как вы работали над шахматными ферзями.

Помните, что возможно делать не только объемные модели, но и плоские. Очень интересно смотрятся изделия в виде птиц и других животных. Если мастерки вырезать птицу, покрасить и повесить ее под потолок, то уверяем, каждый заметит необычную поделку и задаст вопрос о ней.

Если вам посчастливилось иметь водоем на участке, то сообразите модели рыбок и лягушек. Их можно спокойно выпускать в воду, никаких токсинов и химикатов пенопласт в обычном состоянии не выделяет. К тому же из-за низкой плотности он не утонет и будет смотреться очень необычно.

Особый интерес может получить ребенок. Создайте вместе с детьми фигурки зайцев, белок и медведей. Пусть они демонстрируют изделия в классе/

Материалы для декорирования

Для создания декораций понадобится:

Пенопласт (плотность придется подобрать самому в зависимости от задумок)
Канцелярский нож и сменные лезвия
Наждачная бумага
Клей и краски для придания формы

Плоские фигуры делать значительно легче, требуется мыслить в одной плоскости. А вот объемные намного сложнее. Обработка каждой стороны требует ранее записанного плана по изготовлению. Также привыкание к материалу может занять время.

Поэтому учиться и тренироваться следует на плоских изделиях. Для этого выберете любой рисунок и сделайте из него трафарет. Перенесите на пенопласт и остается только вырезать фигуру используя канцелярский нож. Края вероятнее всего будут неровными, поэтому используйте наждачную бумагу и разладьте до ровного состояния.

Все части вашей поделки можно скреплять не только клеем, но и любым физическим способом. Для маленьких изделий используют зубочистки, для более крупных можно использовать нить.

Птица из пенопласта

Обращаемся к интернету и изображаем шаблон на пенопласте. Острым ножом вырезаем контуры и покрываем получившуюся фигуру шпатлевкой. Это требуется для сохранения птицы на улице. Шпатлевки достаточно в два слоя, после полного высыхания первого слоя сразу наносится второй. Это придаст максимальную и нужную прочность для изделия. Неровности образовавшиеся из-за шпатлевки убираем с помощью наждачной бумаги.

Приступаем к покраске изделия и используем краску предназначенную для фасадных работ. Краска защищает пенопласт от заключительного слоя лака. После завершения покраски и высыхания изделия, ищем перья разных цветов и закрепляем на птице. Такими действиями можно достичь большого сходства с настоящей птицей.

Переработка вспенивающегося полистирола

Изготовление пенопласта из вспенивающегося полистирола происходит в три стадии:

Предварительное вспенивание.
Промежуточная выдержка (созревание).
Окончательное вспенивание с формованием.

На каждом этапе необходим контроль качества по определенным параметрам.

Предварительное вспенивание

При предвспенивании гранулы расширяются под воздействием насыщенного пара. Нагрев гранул происходит при температуре 80 – 110ᵒС. В зависимости от давления пара и времени обработки плотность полистирола снижается с 630 кг/м. куб. до 15-30 кг/м. куб. Плотность предварительного вспенивания определяется конечной плотностью готового изделия.

Чаще всего для строительных блоков гранулы могут повторно вспениваться после промежуточного вызревания в течение 4-6 часов, для получения в готовом изделии малой плотности. Двойное вспенивание применяют для достижения низкой объемной плотности – 15кг/м. куб. и ниже.

При первичном предвспенивании получают объемную плотность в 1,5 раза ниже желаемой итоговой плотности в готовом изделии. Содержащийся в исходных гранулах пентан раздувает их до 50-тикратного объема по сравнению с первоначальным, что приводит к образованию пенопластовых гранул с замкнутыми ячейками.Размер гранул после предвспенивания 3,6-6 мм.

Созревание гранул – предварительная выдержка

Промежуточная выдержка в силосах, во время которой пентан и водяной пар конденсируются в ячейках, создавая разрежение, способствует диффузии воздуха в ячейки. Одновременно происходит твердение полистирола. Время выдержки, как правило, от 6 до 24 часов, в зависимости от марки полистирола и температуры окружающего воздуха..

Гранулы сушатся (после вспенивания остаточная влажность до 5%), из них выходит избыточный пентан, стабилизируются в хорошо проветриваемых силосах. Сушка проводится в теплых помещениях без сквозняков, иначе гранулы могут «схлопнуться». Ведь тонкие стенки ячеек только что вспененного материала особенно чувствительны к дополнительному давлению среды и перепадам температур. Поэтому предварительно вспененный полистирол непосредственно после вспенивания подвергается стабилизации.

По этой же причине необходимо избегать механических повреждений гранул при транспортировке из предвспенивателя в силосы. Рекомендуемая линейная скорость подачи материала не более 8м/с.

Поэтому наилучшим образом себя зарекомендовала пневматическая подача с контролируемой скоростью. Трубопроводы должны быть без резких изгибов для исключения травмирования гранул.

Формование пенополистирола

Затем предвспененные гранулы засыпаются в вакуумформы, где при обработке перекрестным паром, под воздействием парового удара под вакуумом они размягчаются и расширяются, и методом прессования свариваются друг с другом. Это тепловой, но не химический процесс. Готовый продукт охлаждается водой и извлекается из формы. То есть при изготовлении готовых изделий из пенополистирола не используются дополнительные химические вещества, например, смолы.

Таким образом получается формованный пенопласт с высоким содержанием воздуха, заключенного в огромном количестве замкнутых ячеек, что является причиной высокой и стабильной теплоизоляции. Остаточный пентан продолжает выходить из ячеек ещё минимум сутки. Во время вылежки гранулы упрочняются, так как в разогретом полистироле продолжают протекать процессы полимеризации.

Переработка материала своими руками

Если вы хотите знать, как именно можно перерабатывать пенопласт, то предлагаем рассмотреть пошаговую инструкцию. Все что нужно — это достаточное количество пенопласта и дробилка. Тогда можно получить гранулы пенопласта и использовать их в своих целях. Если вы не имеете собственной дробилки для пенопласта, то ее можно сделать своими руками. Ведь заводские модели имеют очень высокую цену.

Вот что потребуется, чтобы у вас в хозяйстве появился новый полезный инструмент:

канализационная ПВХ труба, диаметром 50 мм;
рулетка и маркер;
пилка по металлу;
деревянный брус, который бы поместился внутрь трубы;
металлические саморезы;
шуруповерт и дрель;
металлические шпильки с болтами;
ДСП или фанера, для создания короба.

При помощи такого набора инструментов и материалов, можно создать рабочую дробилку для пенопласта. С ее помощью листы или другие поделки из пенопласта будут превращаться в крошку. В основе механизма — подвижная часть с зубцами, которые и дробят пенопласт на гранулы. А благодаря контейнеру или коробу материал легче направлять к вращающемуся механизму. Как именно создать дробилку вы узнаете из данного видео.

Итак, когда дробилка готова, можно приступать к работе. Вот что нужно сделать:

Выбрать подходящее место. Как вариант выберите гараж, склад, кладовку или сарай.
Установить дробилку, позаботившись о емкости под ней, куда и будет попадать крошка. Это может быть ведро, мешок или деревянный короб.
Пенопластовые листы дробить просто. А вот что касается фигурных изделий, то их лучше заранее разломить на куски руками.
Теперь остается включить наш самодельный агрегат и постепенно перерабатывать сырье.

Благодаря подобной технологии большинство гранул останутся целыми. А это значит, что они будут как никак лучше справляться со своей задачей. Только нужно быть осторожными, так как пенопласт электризуется и очень легкий. Важно позаботиться, чтобы в помещении не было сквозняков, а то потом придется убирать все с пола. Вот теперь то пенопласт можно собрать в мешки и использовать сразу же или хранить, пока он не дождется своего часа.

Обратите внимание! Если вы расплавите пенопласт при помощи ацетона, то его можно использовать в жидком виде как клей. Хотя смесь нельзя назвать безопасной.

Меры безопасности при производстве пенополистирола

Производство пенополистирола относится к пожаровзрывоопасным производствам и требует определенных мер безопасности. Пентан, активно выделяющийся при предвспенивании и вылежке полистирола в силосах, тяжелее воздуха и скапливается на уровне пола производственных помещений. Поэтому необходимо предусмотреть искробезопасное исполнение оборудования и трубопроводов, а также датчики, отслеживающие безопасный уровень пентана.

Места скопления пентана – склад сырья, выдержка и место хранения готовой продукции.

Итак, меры безопасности:

Необходимо предусмотреть минимум 2 пути эвакуации.
Области хранения гранул и готовой продукции должны быть отделены противопожарными стенами.
Оптимальная температура в силосной 24 ᵒС.
Силосная по объему должна быть в 2-2,5 раза больше ежесуточной нормы производства.
Хранить материал при температуре не ниже 20 ᵒС и относительной влажности воздуха не менее 70%.
Стены и полы должны быть выполнены из противопожарных материалов, а все перерабатывающее оборудование – в искробезопасном исполнении.
Проходы – не менее 1,2 м.
Датчики пламени и дыма и автоматическая система пожаротушения.

Известны случаи, когда производства по производству пенополистирола сгорали за 12 секунд. По этой причине переработку вспенивающегося полистирола размещают в отдельностоящих зданиях

Выводы по изготовлению пенопласта

Технология довольно проста, но требует обязательного соблюдения всех предписанных норм и правил.
Материал (который внешне будет похож на качественный) можно получить даже при значительных отклонениях от правил производства. И этим пользуются «кустарные» фирмы (нехорошие люди).

Поэтому: покупайте только продукцию надежных, проверенных производителей (которые следят за качеством). Проверяйте наличие у продавцов соответствующих сертификатов качества.

Теперь вы знаете, как делают пенопласт, знаете основные особенности технологии изготовления и какому материалу нужно отдавать предпочтение. Успехов!

[spoiler title=”Источники”]

https://izolexpert.ru/teploizolyaciya/penoplast.html
http://stroynedvizhka.ru/stroitelnye-materialy/penoplast/
https://epsmaster.ru/
http://vyborstm.ru/texnologiya-izgotovleniya-penoplasta-kak-delayut-penopolistirol.html
https://building-ooo.ru/uncategorized/penoplast-opisaniefotovidyxarakteristikinedostatki/.html
https://gidrukodeliya.ru/podelki-iz-penoplasta
https://engitime.ru/plastiki/penopolistirol-poluchenie.html
https://2proraba.com/stroitelnye-materialy/kak-sdelat-penoplast-svoimi-rukami.html

[/spoiler]