Температура плавления и размягчения пластиков, температура эксплуатации пластмасс
В последнее время пластмассы и пластики находят широкое применение в промышленности и быту. Поэтому часто возникает проблема выбора конкретного пластика под заданные температурные условия его эксплуатации. При выборе пластика необходимо учитывать диапазон его рабочей температуры или температуру начала размягчения и плавления пластика. Приведенная ниже таблица содержит все необходимые для этого данные.
В таблице представлены значения плотности ρ, температуры плавления пластика t пл , температуры размягчения по Вика t разм , температуры хрупкости t хр , а также интервал рабочей температуры t раб при которой допускается эксплуатация пластмасс.
Значения в таблице даны для более 270 наименований пластика. Для каждого пластика указана как минимум одна температура, позволяющая оценить допустимые температурные условия его эксплуатации. Рассмотрены следующие типы пластика и пластмасс: полиолефины, полистиролы, фторопласты, ПВХ, полиакрилаты, фенопласты, пенопласты, АБС-пластики, полиуретаны, смолы и компаунды, антифрикционные самосмазывающиеся пластики, стеклопластики и др.
К пластикам с высокой температурой плавления можно отнести фторопласты и полиамиды, а также термостойкий пластик ниплон. Например, температура плавления фторопласта составляет 327°С (для фторопласта-4 и 4Д). Полиамиды (капролон, капролит) имеют температуру размягчения 190-200°С, а температура плавления такой пластмассы составляет величину 215-220°С. Стекло- и углепластик ниплон имеет температуру плавления выше 300°С.
Из всего многообразия полимеров для эксплуатации при высоких температурах подойдут пластики на основе кремнийорганических смол. Максимальная температура эксплуатации такого пластика может достигать 700°С.
Примечание: * — морозостойкость, ** — теплостойкость на воздухе, температура размягчения пластиков дана в воздушной среде.
Утеплитель пенополистирол – технические характеристики и нюансы применения
Выбираете энергоэффективные решения?
Обратите внимание на геотермальные тепловые насосы FORUMHOUSE
Геотермальный тепловой насос EU (старт/стоп)
Геотермальный тепловой насос IQ (псевдоинвертор)
Геотермальный тепловой насос IQ (инвертор)
Статья подготовлена при участии специалистов Ассоциации производителей и поставщиков пенополистирола
Рынок теплоизоляционных материалов представлен различными категориями, что значительно упрощает выбор подходящего утеплителя для конкретных задач. Один из самых востребованных в частной сфере изоляторов – пенополистирол, его популярность объясняется как высокими техническими характеристиками, так и доступностью. Тем не менее, вокруг него не утихают баталии между сторонниками и противниками, человеку, далекому от строительства, достаточно сложно разобраться, какие из свойств утеплителя реальные, а какие из разряда «страшилок». Мы попробуем облегчить задачу новичкам, да и более опытным умельцам нашего портала будет нелишне освежить информацию. А помогут отделить «зерна от плевел» специалисты Ассоциации производителей и поставщиков пенополистирола.
Что собой представляет пенополистирол
Зачастую пенополистирол (ППС) называют пенопластом, что вполне оправдано, так как пенопласт – это общее понятие, объединяющее группу вспененных пластических масс (полимеров), к которой и относится ППС.
ППС выпускается в виде плит различной плотности и толщины, сформованных из гранул одной фракции, однородного белого цвета без характерного химического запаха.
Если разломить плиту, линия отрыва должна проходить не только по границе спекания гранул, но и непосредственно через них.
Основные характеристики ППС
Так как ППС на 98 % состоит из воздуха и только на 2 % из оболочек вспененного полистирола, его главной характеристикой является минимальная теплопроводность – 0,032-0,034 Вт/(м·С). Кроме того, плиты паропроницаемы, но влагостойки, так как даже при полном погружении практически не впитывают воду. То есть, материал достаточно хорошо проводит пар, но не накапливает влагу, в отличие от некоторых других теплоизоляторов.
К отличной теплопроводности, паропроницаемости и влагостойкости стоит добавить устойчивость плит к биологическим поражениям.
Пенополистирол биологически нейтрален, это значит, что плесень и грибок не размножаются на поверхности вспененного полистирола, что доказано многочисленными исследованиями.
Не менее значим и большой срок службы с сохранением характеристик даже в суровых условиях применения.
Пенополистирол был подвергнут пятидесяти циклам замораживания/размораживания в четырехпроцентном растворе хлорида натрия. Раствор соли обеспечивал жесткие условия испытания. По результатам тестов не выявлено никакого влияния на целостность структуры. Сейчас блоки из пенополистирола широко используются в Норвегии для устройства дорог, тоннелей и искусственных насыпей. Наши же исследователи провели испытания с большим количеством циклов и прогнозируют долговечность пенополистирола не менее 100 лет.
Но кроме внешних воздействий, в процессе эксплуатации материал может подвергаться и другим угрозам, одна из них, волнующая наших умельцев – мыши.
Хотелось бы затронуть тему с мышами и пенопластом – слышал, что после посещения пенопласта мышами от него остается труха, правда ли это?
Что касается грызунов, то питательной ценности ППС для них не представляет, однако они могут в нем завестись, как и в любом другом теплоизоляционном материале. Поэтому необходимо выполнять мероприятия, ограничивающие грызунам доступ к утеплителю, и закрывать поверхность облицовочными слоями. Кроме того, мыши и крысы – это вопрос не строительного характера, а скорее гигиенического.
По поводу экологичности производных полистирола баталии не утихают с момента начала производства и по сей день: одни считают материал абсолютно безвредным и экологичным утеплителем, другие – настоящей миной замедленного действия. А истина, как обычно, посредине.
Ранее считалось, что все полимеры весь свой жизненный цикл эксплуатации выделяют вредные вещества, так как процесс полимеризации нельзя довести до конца на 100% молекулах. Это все от того, что когда все в Европе занимались в середине прошлого века химией, мы занимались «кукурузой». Современные технологии и оборудование мирового уровня (зарубежные линии) давно решили эту проблему. На заводе СИБУРа в Перми стоит лучшее по мировым меркам оборудование, применяется передовая на сегодня технология. В процессе сушки выводятся все не связанные в цепочки молекулы стирола. В процессе эксплуатации если он и выделяет что, то, конечно, в пределах, допустимых санитарными нормами. По нашим испытаниям в кубе изделия из пенополистирола менее 0.002 мг стирола (что соответствует нормам ПДК).
Мало кто знает, но стирол находится в таких распространенных продуктах, как орехи и клубника. Во всем мире упаковка из ППС очень востребована – рыбные ящики, стаканчики под горячее, лотки под мясо и т.д.
Еще один из важнейших параметров – горючесть, так как от пожара никто не застрахован, но желательно обойтись без трагических последствий. Пользователей волнует не только горючесть ППС, но и дымообразующая способность.
ППС – горючий материал (Г3), но он не поддерживает горения, так как содержит антипирены. То есть, если поднести горелку и убрать, то максимум через 4 секунды он потухнет. Это при испытаниях. А если пожар, как на заводе ЗИЛ, где горел металл, и температура зашкаливала за 1000⁰С, то сгорит абсолютно все. При горении ППС выделяется углекислый и угарный газы, те же самые, что и при горении дерева. Суть в том, что это количество дыма гораздо меньше, так как плотность ППС в среднем 15 кг/м³, что меньше, чем у других материалов. Но скорость дымообразования выше, чем у того же дерева, поэтому его никогда не применяют в открытых конструкциях. ППС закрывают штукатурным слоем. Например, фасадная система с пенополистиролом и фасадная система с минеральной ватой имеют один класс пожарной опасности – К0.
Виды пенопласта и их технические характеристики
Пенопласт на утепление мансарды пенопластом – на протяжении длительного времени был, и остается одним из самых востребованных теплоизоляционных материалов. Даже присутствие на рынке большого разнообразия минераловатных утеплителей, изделий из экструдированного пенополистирола, и других материалов, не повлияло на лидерство изолятора среди недорогих утеплителей.
В данной статье мы рассмотрим виды пенопласта, их технические характеристики, а также плюсы и минусы, которыми обладает данный материал.
1 Особенности материала
Использование пенопласта в качестве теплоизоляционного материала широко распространено, как в промышленном, так и в частном строительстве.
Главной причиной тому является стоимость данного материала с клеем для пенопласта, которая при сопоставимых с остальными утеплителями технических характеристиках, на порядок меньше. Проанализировав все особенности использования пенопласта в качестве утеплителя, можно сделать следующие выводы:
Посредством данного материала можно выполнять утепление любых поверхностей – стен, потолков, полов, фасадов, кровель, межэтажных перекрытий.
Пенопласт также нередко применяется как основной утеплитель внутри стен домов, построенных по каркасной технологии, и свободного пространства внутри полых кирпичных стен.
Дом утепленный с помощью пенопласта
2 Виды материала и их технические характеристики
Классификация пенопласта выполняется в зависимости от плотности материала, в соответствии с которой выделяют:
Также существует пенопласт повышенной твердости ПС-1 и ПС-4.
Технические характеристики пенопласта ПСБ следующие:
Шарики — составляющие пенопласта, удерживающие внутри воздух
Пенопласт класса ПС, обладающие повышенной плотностью, изготавливаются по технологии с использованием прессования, они могут обладать плотностью от 100 до 600 кг/м3. Сфера применения таких пенопластов – утепление пола под бетонные стяжки, прокладка под автомобильные дороги и любые конструкции, оказывающие на теплоизоляционный материал высокое механическое давление.
Технические характеристики прессованого плотного пенопласта, в целом, идентичны материалам, изготовленным по стандартной технологии.
2.1 Плюсы применения
Учитывая небольшую стоимость материала (пускай это даже армированный пенопласт для фасада), его преимущества, при использовании в качестве утеплителя, неоспоримы.
По правде говоря, откинув все рекламные уловки маркетологов, теплоизоляционные свойства пенопласта не сильно уступают характеристикам изделий, созданных на его основе, к примеру, пенополистирола, либо пенофола.
Качество утеплить фасад, чердак, либо потолок дома с помощью такого материала, кто бы, что не говорил, можно! Утепление пенопластом не будет казаться неполноценным, так как разница в теплопроводности материалов на уровне 0,03-0,05 Вт/мк, попросту не ощущается.
Среди сильных сторон изолятора, делающих его весьма неплохим утеплителем, можно выделить следующие основные факторы.
2.2 Низкий коэффициент теплопроводности
По теплоизоляционным свойствам материал не сильно отличается от утеплителей из экструдированного пенополистирола, либо минеральной ваты среднего качества, при этом, стоит он на порядок ниже.
Так, теплопроводность пенопласта, в зависимости от плотности материала, колеблется в пределах от 0,037 до 0,041 Вт/мк, что позволяет выполнить эффективное утепление помещений из любого материала – дерева, кирпича, керамзитоблока, либо газосиликатных блоков. Для таких же материалов можно применять карбамидный пенопласт.
Утепление фасада квартиры пенопластом
Низкая теплопроводность пенопласта дает возможность осуществить качественную теплоизоляцию здания при использовании сравнительно тонкого утеплителя, так, на практике, пенопласт, толщиною свыше 12 сантиметров, используется крайне редко.
Для сравнения, теплопроводность минеральной ваты составляет 0.035-0.04 Вт/мк, экструдированного пенополистирола – 0,039 Вт/мк. При этом, стоимость этих материалов превышает цену пенопласта как минимум в 2-2,5 раза.
2.3 Гидрофобность
Гидрофобность материала – это его способность к впитыванию жидкости. Чем меньшей гидрофобность обладает утеплитель тем лучше, так как при впитывании влаги теплоизоляционные материалы склонны к потере своих эксплуатационных характеристик, набору веса, вследствие чего происходит дополнительная нагрузка на несущие конструкции, и быстрому разрушению.
Пенопласт, ввиду своей закрыто-ячеечной структуры, обладает минимальной гидрофобностью. Как показывает практика, за 24 часа полного погружения в воду, материал способен впитать не больше 3% жидкости от своей массы. При этом, 3% — это максимальный показатель впитывания, он не линеен, и не увеличивается со временем.
Благодаря этому, с помощью пенопласта можно выполнять утепление поверхностей, подвергающихся постоянному контакту с водой. К примеру, посредством материала часто утепляют фундамент, либо цокольного этаж, на которые постоянно воздействуют грунтовые воды.
2.4 Шумоподавление
Шумоизоляция потолка пенопластом
Звукоподавляющие свойства пенопласта возникают благодаря его пористой структуре. Внутри многочисленных ячеек закрыт воздух, который глушит все проникающие звуковые волны.
Безусловно, для качественной изоляции ударного шума использования одного лишь пенопласта недостаточно, однако шум, передающийся по воздуху, данный материал глушит вполне эффективно.
2.5 Химическая инертность
Такой как показатель как химическая инертность является одним из основных факторов определяющих долговечность любого теплоизоляционного материала. У пенопласта с этим параметров все в порядке – он не подвергается разрушению под воздействием щелочных и солевых растворов, кислот, спиртов, и водорастворимых красок.
Пенопласт как утеплитель также обладает преимуществом микробиологической инертности – в нем не заводятся микроорганизмы, он не боится сырости и не плесневеет. Единственный минус – материалом очень любят полакомиться грызуны, поэтому выполняя утепление данным материалом, первоначально необходимо позаботиться об уничтожении мышей.
2.6 Соответствие санитарным нормам
Любой теплоизоляционный материал, которым выполняется внутреннее утепление жилого дома, в первую очередь должен быть экологически безопасным, так как в случае обратного, его испарениями будут постоянно дышать жильцы дома.
Соответствие пенопласта всем санитарным нормам подтверждено Московским Национальным Институтом Гигиены имени Эрисмана (заключение №03/ПМ8), согласно которому при пробах воздуха в помещениях, утепление которых выполнялось посредством пенопласта, никаких вредных для человеческого организма веществ не обнаружено.
Так выглядит структура пенопласта под микроскопом
2.7 Минусы применения
Существенные минусы, которые препятствуют использованию данного материала в качестве промышленного утеплителя, при бытовом утеплении не так уж и страшны.
В первую очередь стоит выделить подверженность горению, что не дает возможности использовать пенопласт как утеплитель изнутри промышленных зданий и других помещений с высокими требованиями к пожарной безопасности. По классу горючести пенопласт относится к категории Г3 или Г4, в зависимости от технологии изготовления.
Чтобы решить вопрос огнеупорности, при изготовлении пенопласта в его состав добавляется антпирен, благодаря которому материал приобретает способность самостоятельного затухания при отсутствии прямого контакта с огнем.
Практика показывает, что материал способен без потери эксплуатационных характеристик выдержать кратковременное повышение температуры до 110 градусов, например при контакте с расплавленной битумной мастикой, однако при долговременном воздействии температуры свыше 80 градусов возможна деформация пенопласта.
Средняя температура плавления пенопласта составляет 270 градусов. Температура возгорания – 440 градусов, при этом, если прямой контакт с огнем отсутствует, пенопласт затухнет в течении 4-5 секунд.
К примеру, температура воспламенения обычной бумаги составляет те же 440-450 градусов. Температура плавления пластика – 220 градусов.
Обзор преимуществ и недостатков утепления домов пенопластом (видео)
Полистирол
ПС и сополимеры стирола
Полистирол (ПС, PS, polystyrene) – это твердый, аморфный полимерный материал, получающийся путем полимеризации стирола и относящийся к категории термопластов. Полистирол бывает общего назначения (ПСОН, GPPS), ударопрочный, вспенивающийся, а также разработано большое количество прочих сополимеров стирола. Ударопрочный ПС (УПС, УПМ) является блоксополимером стирола и каучука. Полимер в чистом виде достаточно хрупок, нуждается в модификаторе ударной вязкости или других аддитивах.
Ударопрочный полистирол за счет включений каучуковых мономерных звеньев обладает большей гибкостью и ударной вязкостью. При этом он имеет более низкую прочность на растяжение и термостойкость, чем ПС общего назначения. Также каучуковые звенья в УПС снижают его хрупкость и ухудшают оптические свойства материала. Такой сополимер отлично подходит для получения листов с дальнейшим термоформованием продуктов.
Вспенивающиеся полистиролы (ПСВ) – группа материалов, в состав которых включены специальные вспенивающие агенты, они применяются для изготовления пенопластовых изделий. ПСВ имеют отличные теплоизоляционные характеристики, минимальный удельный вес и используются для производства упаковки и отделочных строительных материалов.
Полистиролы в России производят ОАО «Нижнекамскнефтехим», ООО «Газпром нефтехим Салават», ООО «Стайровит» (Группа «Пеноплэкс»), и СИБУР (выпускает ПСВ).
Как следует из названия полимера, полистирол получают путем полимеризации стирола или фенилэтилена, представляющим собой жидкое вещество, имеющее резкий запах. Синтез проходит в массе в присутствии катализатора. Схематически реакция полимеризации стирола показана на рис.1. Обычно ПС выпускают в форме гранул от 2 до 5 мм в диаметре, расфасованных в мешки по 25 кг.
ПС при нормальных условиях выглядит как аморфное стекловидное вещество. Примерно при 80 градусах С пластик становится высокоэластичным, при 239 градусах С плавится. Ниже приведены основные свойства ПС общего назначения (GPPS).
— плотность около 1060 кг/куб.м;
— максимальная температура эксплуатации +75 °С;
— невысокий коэффициент термического расширения;
— хорошая водостойкость и химстойкость, в том числе к кислотам и щелочам;
— хорошая стойкость к радиации;
— слабая стойкость к ультрафиолетовым лучам;
— сильные электроизоляционные свойства;
— экологически чистый, некоторые марки имеют пищевой допуск.
Разновидности стирольных пластиков
Помимо ПСОН промышленность производит большое количество других модификаций стирола и его сополимеров с другими мономерами. Рассмотрим наиболее часто применяющиеся из них.
ПС высокой ударной прочности, УПС
Переработка
Полистирол и сополимеры являются одной из самых крупнотоннажных групп полимеров, производимых в мире. Технология их переработки, как правило, не представляет большого труда. Полимеры стирольной группы могут перерабатываться всеми основными методами. Причем хуже всех поддается переработке именно самый простой ПСОН ввиду своей хрупкости, ломкости и склонности к растрескиванию при любых напряжениях (в том числе внутренних). Это связано с тем, что линейная усадка ПС при переработке может достигать трех процентов, тогда как относительная деформация до разрушения обычно меньше этого значения. Сополимеры стирола перерабатываются без каких-либо проблем.
Полистирольные листы и плиты (в том числе из вспененного ПС или EPS) получают методом экструзии на плоскощелевых экструзионных линиях, это касается и вспененного ПС. Зачастую, лист не является самостоятельным изделием и отправляется на дальнейшую переработку методом пневмо- или вакуумформования (термоформования) в упаковочные продукты или одноразовую посуду. Термоформование производится либо на специальных машинах периодического действия, либо на автоматических термоформовочных линиях высокой производительности.
Рис.2. Виды вспененного материала EPS
Литьем под давлением из ПС производят товары для дома, кухни (масленки, хлебницы, баночки для хранения сыпучих и т.п.), автомобильные и строительные изделия и т.д. Для переработки полистирольных пластиков литьем нет необходимости в специальном оборудовании. Можно применять стандартные термопластавтоматы и использовать любые разновидности форм, в том числе горячеканальные, запорные, многокомпонентные и т.п. Важно иметь ввиду, что литьевые уклоны для ПСОН желательно проектировать больше, чем для других термопластов (не менее 2 градусов). Это связано с описанной выше совсем небольшой относительной деформацией при разрушении. Кроме того, отливку в форме нельзя сильно охлаждать, желательно извлекать изделие как можно более горячим.
Для окраски изделий из ПС в массе существуют специальные суперконцентраты пигментов на основе полистирола. Также при малом процентном вводе и невысоких требованиях к прозрачности, полистирольные изделия можно окрашивать СКП на основе полиолефинов.
Вспенивающийся ПС (не путать со вспененным) перерабатывается на специальных машинах, где вспенивание происходит при помощи горячего пара. Таким образом выпускают защитную пенопластовую упаковку и строительные отделочные плитки, профили, панели.
Применение
Уникальные свойства ПС и пластиков полистирольной группы, вариативность их свойств, относительная простота и доступность привели к тому, что стирольные полимеры стали очень популярны в различных областях применений. Их используют в том числе:
В домашнем хозяйстве, прежде всего на кухне. ПС применяется для производства многочисленной недорогой кухонной утвари и посуды, например всем известных недорогих пластиковых кружек с печатью. Практически все изделия с высокой степенью прозрачности и твердости в наших домах изготовлены из полистиролов, таких как САН и т.п. ПС – безусловный лидер по выпуску посуды и столовых приборов однократного применения, которые, однако, переживают не лучшие времена и подвергаются ограничениям и запрету во многих странах.
Рис.3. Хлебница – классическое ПС изделие для кухни
Для строительной индустрии из полистирола и его производных выпускают теплоизолирующие и мембранные материалы, сэндвич-панели, отделочные материалы, остекление, звукоизоляцию, клеи и краски и т.п. Полистирол в форме прозрачных или цветных листов применяют внутри зданий и даже снаружи вместо неорганического стекла, для изготовления вывесок, душевых, теплиц, перегородок, дверей.
В медицине из ПС состоят корпуса медоборудования, посуда, компоненты одноразовых изделий и т.д.
В светотехнике из полистиролов изготавливают рассеиватели недорогих светильников. Особенно это направление обрело популярность в последние годы ввиду распространения светодиодов, которые не нагревают светильник так сильно, как лампы накаливания.
В электротехнике ПС используют для производства фильтров, элементов электроизоляции, и других деталей.
Широчайшее значение материал имеет в упаковке. ПС пленка в огромных количествах применяется для изготовления контейнеров, лотков (используется также вспененный полистирол), коррексов и проч. Кроме того ПС используют наряду с ПВХ для выпуска все более популярной блистерной упаковки.
Кроме того, полистирол используют для производства пластиковых карт, канцтоваров, детских товаров, корпусных деталей, сантехнических компонентов, в дизайне и рекламной индустрии и т.д.
Экология и вторичная переработка
Полистирол безопасен для здоровья человека и живых организмов. Однако, мономер, из которого получается пластик – стирол вещество достаточно опасное. В случае деструкции ПС (например, при горении или даже при переработке) он может выделяться вкупе с некоторыми другими ядами. Нужно иметь этот факт в виду, и принимать меры против возгорания в помещениях, отделанных полистиролом.
Вторичная переработка ПС аналогична переработке других полимеров. Полистирольные изделия собирают, моют, сушат, а затем регранулируют на грануляторах экструзионного типа. Проблему составляет отделить стирольные пластики от других полимеров похожего внешнего вида и плотности. Также дело портит большое разнообразие самих сополимеров стирола и небольшой объем применения каждого из них по сравнению с общей массой полимеров.
Объявления о покупке и продаже оборудования можно посмотреть на
Обсудить достоинства марок полимеров и их свойства можно на
Зарегистрировать свою компанию в Каталоге предприятий
