Пенопласт: описание,фото,виды,характеристики,недостатки

Низкая плотность и небольшой вес, отличные теплотехнические характеристики и неплохая звукоизоляция делают пенопласт одним из самых востребованных теплоизоляционных материалов. Современные технологии позволяют выпускать различные виды пенопласта, которые отличаются характеристиками, стоимостью и предназначением. Знание отличий поможет выбрать оптимальный материал для различных работ.

Пенопласт — прежде всего великолепный тепло- и звукоизолятор. Небольшой слой такого теплоизолятора способен сохранять тепло внутри зданий даже в самые холодные зимы. Утеплять этим материалом можно практически все: наружные и внутренние стены, крыши, полы и даже трубопроводные магистрали. Благодаря малому весу даже толстый слой пенопласта не оказывает существенную нагрузку на перекрытия, несущие конструкции или фундамент.

Пенопласт. Основные понятия

Пенопласт – это разновидность композитного материала низкой плотности или пеноматериала, одним из компонентов которого является полимер, вторым компонентом – газ. Другими словами, пенопласт является наполненной газом пластической массой. Как правило, пенопласты, в отличие от поропластов, имеют строение в виде изолированных ячеек или отвердевших пен. Ячейки состоят из замкнутых полостей, которые не соединены между собой и в качестве разделителя имеют стенки полимерной матрицы. Отличие поропластов от пенопластов состоит в том, что первые обладают губчатой структурой (поры не изолированы). Система пор, связанных между собой, является главным признаком поропластов.
Отметим, что определение пенопластов и поропластов, данное выше, достаточно условно, т.к. во многих случаях в пенопласте значительное количество ячеек соединено между собой, а в поропласте может быть изолировано. На сто процентов можно говорить об изоляции лишь в том случае, если материал состоит из отдельных вспененных гранул, например популярный в строительстве пенопласт пенополистирол. Точнее будет называть пенопластом любой наполненный газом пластик, который был произведен вспениванием изначально вязко-текучей или жидкой композиции полимера с дальнейшим отверждением последней.

Технические характеристики

Популярность пенопласта обусловлена его техническими характеристиками, благодаря которым он является хорошим изолятором.

В частности это очень низкая теплопроводящая способность за счет изолированных друг от друга полистиролом мелких ячеек воздуха. Также пенопласт обеспечивает хорошую ветрозащиту и звукоизоляцию, опять же благодаря его структуре.

Чтобы обеспечить удовлетворительную звукоизоляцию помещения, достаточно 20-30 мм слоя пенопласта, а если сделать слой еще больше, то можно добиться полной звукоизоляции.

Пенопласт обладает хорошей влагоотталкивающей способностью. Даже при длительном прямом воздействии воды он отталкивает ее, и она проникает только в связанные между собой ячейки. Материал достаточно долговечен и долго не меняет со временем формы и физических свойств.

Срок службы пенопласта определяется правильностью его монтажа и толщиной листа. Является химически устойчивым веществом, не восприимчивым к воздействию кислот, щелочей, воды, гипса, цементных растворов, лаков и красок на водной основе, например, акриловых.

Подвержен воздействию растительных и животных жиров, органических растворителей, солярки, бензина, керосина, спиртов. При длительном воздействии ячеистая структура пенопласта разрушается, возможно даже полное его растворение.

Несомненными достоинствами пенополистирола являются малая масса материала, а также простота его монтажа, он легко режется и удобен в работе, кроме того, не токсичен, не имеет запаха, не вызывает аллергию и не образует пыль.

Диапазон эксплуатационных температур составляет от -60 до +95 градусов.

Производство вспененных пластмасс

Выпуск пенопластов в промышленных условиях заключается в том, что газ распределяется в полимере, который в данном случае является полуфабрикатом. Это может быть расплав, раствор, расплаве, дисперсия, жидкий олигомер и т.д. Либо в процессе производства газ не добавляется, а создаются условия для самостоятельного выделения необходимого объема газа в массе полимерного связующего. Это может происходить непосредственно в ходе синтеза или модификации исходного полимера, яркий пример такого материала – пенопласт ППУ (пенополиуретан).

Технологический процесс получения пенопластов использует разнообразные способы достижения эффекта вспенивания, их можно разделить на следующие виды:

• нагнетание газа под давлением в полимерную систему;
• добавление в полимерную систему химических агентов порофоров или газообразователей, которые при определенных условиях разлагаются с выделением газообразных соединений;
• добавление веществ, которые выделяют газ в ходе химической реакции между собой или с другими компонентами системы;
• перемешивание при помощи механических устройств в присутствии пенообразователей или так называемое «барботирование»;
• введение в полимерную матрицу легко испаряющихся жидкостей, создающих газовую фазу при повышении температуры;
• другие реже используемые операции.

Различные способы получения вспененной структуры позволяют варьировать свойства готовой продукции в зависимости от исходного состава системы и условий отверждения композиции. В частности, можно получить пенопласт более открытой или замкнутой структурой, разной плотности, различных размеров ячеек и т.п.

Фольгированный пенополистирол

Он представляет собой смешанный теплоизоляционный материал, который покрывают с двух или одной стороны полированной фольгой с алюминиевой прослойкой или металлизированной полипропиленовой плёнкой. Из-за металлических свойств покрытия, эффект отражения может достигать 97%. Выбор ФПС как решение для теплого пола — считают идеальной изоляцией. Слой фольги отражает тепловые лучи, тем самым улучшая работу изоляционных свойств материала. ФПС применяют также для изоляция труб тепловых сетей; теплоизоляции вентиляционных каналов, воздуховодов в системах вентиляции и кондиционирования; теплоизоляции стен; звуковой изоляции между этажами; используют в качестве технической изоляции технологического оборудования.

Производство пенопласта

Машины и оборудование для производства пенопластов делится на типы, которые зависят от метода получения конечного материала и технических характеристик начального полимера, предназначенного для вспенивания.

Виды пенопласта по методу производства. Экструдированный пенопласт, чаще всего встречается полиэтилен, производят из полимера вспениванием в цилиндре экструдера, либо в элементах формующей оснастки. Пенополистирол или ПСВ производится в виде бисерных гранул, содержащих легкокипящий пентан, которые затем для вспенивания обрабатываются горячим паром непосредственно в форме.

Уже упомянутый выше пенополиуретан получают и перерабатывают в изделия методом впрыска двухкомпонентной смеси на специальных заливочных машинах под давлением. Причем таким образом получают изделия и из мягкого (поролон) ППУ, и жесткого (изоляция труб, детали интерьера автомобиля), так называемого интегрального пенополиуретана. Компонентами для смеси являются полиол и изоцианат, реагирующие с выделением углекислого газа. Их химические особенности и соотношение при впрыске определяют свойства получаемых изделий. Смешение полиола и изоцианата из-за их высокой реакционной способности обычно происходит в головке высокого давления непосредственно перед впрыском в полость в формы.

Рис. 1 Мягкая мебель – основной рынок для эластичного ППУ (поролон).

Простейшие изделия из вспененных пластмасс можно получать и на стандартных машинах для переработки полимеров, например ТПА или экструзионных линиях. Для этого в состав композиции необходимо добавить специальные концентраты добавок веществ, разлагающихся в ходе техпроцесса, так называемых порофоров. Обычно при этом не достигается значительного вспенивания изделий, соответствующей экономии сырья и улучшения свойств готового продукта, однако на его поверхности могут появиться нежелательные следы выхода газа по полимерной массы – дефект «серебрения». Строго говоря, при этом методе получается слегка подвспененная монолитная деталь, а не пенопласт в классическом понимании.

Детали из поропластов можно также выпускать путем вымывания растворимого наполнителя из пластиковой заготовки. Другой редкий способ заключается в спекании порошкообразных пластмасс, причем он подходит и для других материалов, например некоторых металлов. Также пенопласт можно получать при конденсационном структурообразовании, возможного в растворах полимеров. Родственные пенопластам материалы получаются добавлением в полимерную матрицу полых наполнителей, заполненных газом, в том числе микрокапсул различной природы. Таким образом производят газонаполненные пластмассы.

Поливинилхлоридный

Поливинилхлорид — это термопластичный полимерный компонент, содержащий до 56% связанного хлора. Такой состав делает его стойким к возгоранию. Материал изготавливается прессовым и беспрессовым методами. По техническим характеристикам он аналогичен экструдированному пенополистиролу.

Поливинилхлоридные панели не содержат токсичные соединения. При открытом горении затухают самостоятельно. Обладают повышенной гибкостью, эластичностью, но могут стать причиной коррозии прилегающих металлоконструкций.

Полимеры, пригодные для вспенивания, и вспениватели

Большинство известных полимеров вполне можно наполнять газами, получая пенопласт. При этом крупнотоннажные пенопласты промышленность производит в основном на основе полистирола (вспененный полистирол, ПСВ), полиэтилена (вспененный ПЭ), поливинилхлорида (пеноПВХ), полиуретанов (ППУ), полипропилена (вспененный ПП). Реже используются полиреактивные, как и ППУ, материал, например эпоксидные, карбамидные, фенольные смолы, а также кремнийорганические полимеры.

Главным образом, при вспенивании в промышленности применяются следующие газообразователи: имеющие в составе азот (азосоединения, нитросоединения, карбонат аммония и т.п.) и легкокипящие жидкости — изопентан, разновидности фреона, метиленхлорид.

Что это такое?

Пеноизолом называется модифицированный пенопласт. Его консистенция напоминает пастилу. Материал представляет собой вспененный пластик с ячеистой структурой. Модифицированный пенопласт – современный теплоизолятор для утепления строительных сооружений.

Зачастую материал готовится прямо на стройплощадке. Жидкой смесью при помощи специализированного оборудования заполняются пустоты в стенах, перекрытиях, крышах и мансардах. Благодаря изготовлению утеплителя на строительном объекте экономятся денежные средства, временные затраты и силы на доставку обычного теплоизолятора и его погрузочно-разгрузочные работы. Не требуются дополнительные площади для хранения теплоизоляционных изделий.

Свойства изделий из пенопластов

Современная индустрия производит эластичные (мягкие) и жесткие (интегральные) пенопласты, имеющие ячейки размером 0,02—2 мм, максимум до 5 мм. Эти материалы обладают очень высокими теплоизоляционными и звукоизоляционными свойствами и очень низкой кажущейся плотностью (от 0,02 до 0,5 г/см2). Другие характеристики пенопластов, такие как механические и электрические свойства, газопроницаемость, водо- и химическая стойкость и т.п. зависят от химического состава и рецептуры изначальной полимерной системы и от метода производства и структуры изделия.

Детали из пенопласта, как правило, не нуждаются в дальнейшей постобработке. То есть количество отходов при производстве и эксплуатации таких изделий низкое. Этот факт вкупе с уже озвученными преимуществами делает пенопласт очень привлекательной для изготовителей изделий из пластиков.

Пеноплистерольные фольгированные маты

ФПС способен повышать общую энергетическую эффективность объекта, сохранять тепло, значительно снижать охлаждающие особенности цементного фундамента, на который монтируется напольное покрытие из-за своих высоких герметизирующих характеристик.

Фольгированный пенополистирол с разметкой

Решением задачи создания тёплого пола на сегодня стали профильные плиты ФПС. Они обладают высокой механической прочностью. Сверху они покрыты жёсткой пароизоляционной плёнкой. Их поверхность имеет специальную формовку, что позволяет надёжно и удобно закрепить греющие трубы разных диаметров. Укладываются они герметично, благодаря боковым замкам обеспечивается надёжное сцепление конструкции, чем исключается расхождение швов. По бокам плит дополнительно нанесена линейка для удобной подгонки элементов, рельефная нижняя поверхность сглаживает неровности настила и способствует поглощению шума.

Области применения пенопластовых изделий

Теплопроводность любых вспененных материалов очень низкая, что определяющих широкий спектр их применения в самых различных областях человеческой жизни.

Рис 2. Относительно новое применение пенопласта – одноразовые лотки для пищи.

Описываемые изделия широко применяются как утеплитель и звукоизоляционный материал в строительстве, теплоизоляции трубопроводов, в судостроении и самолётостроении, в машиностроении (изоляция холодильников и химических реакторов), автопроме и во многих других областях. Пенопласт применяют при производстве многослойных конструкций (сэндвич-панели), различных плавучих средств, изоляционных листов, амортизирующих прокладок. Широчайшую популярность завоевал вспененный полистирол в разнообразной таре и упаковки, в том числе для бытовой техники и электроники, а также в виде лотков для пищевых продуктов. Огромный объем производства эластичного пенополиуретана необходим для выпуска мягкой мебели, матрацев и зимней одежды. Срок эксплуатации таких изделий может достигать десятков лет.

Структура пенополистирола

Структура и задачи, в которых он применяется, нашли воплощение в форме, в которой он производится – реализация этого решения явилась форма плиты. Плиты могут быть разных размеров и толщины, но сама форма проста в монтаже, хранении и транспортировке.

Одними из основных характеристик полистирола, которые влияют на область его применения, являются его плотность и толщина.

Плотность бывает нескольких видов, в следующих пределах (единица измерения кг/м3 ): до 15, от 15 и до 25, от 25 до 35, от 35 до 50. Рассмотрим три плотности 15, 25 и 35.

15 – самая низкая. Очень редко применяется к фасадам, которые прилегают к зданию. Хорошо подходит для нежилых зданий.

25 – самый лучший выбор, исходя из вопроса цена-качество. Она – самая часто используемая.

35 – применяют при утеплении фасадов домов, откосов на дверях и окнах, можно использовать листы меньшей толщины, без ухудшения качества. Он более твердый, поэтому идеально подходит для подвалов, фундамента дома, и стен с высоким внешним воздействием.

Толщина начинается с 20 мм и идёт до 100 мм шагом в 10 мм, после ста миллиметров есть толщина 120 и 150 мм соответственно. Наиболее востребованная на рынке толщина 5 – 7 см., которая подходит для многих задач в большинстве своём. Иногда следует выровнять стену, этого результата можно добиться путём использования плиты в 15 см, обрезая её в под нужным углом или в местах впадин или выступов.

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.

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:

1. Выбрать подходящее место. Как вариант выберите гараж, склад, кладовку или сарай.
2. Установить дробилку, позаботившись о емкости под ней, куда и будет попадать крошка. Это может быть ведро, мешок или деревянный короб.
3. Пенопластовые листы дробить просто. А вот что касается фигурных изделий, то их лучше заранее разломить на куски руками.
4. 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.