ПЕНОПОЛИСТИРОЛ

Пенополистирол — один из самых знакомых нам материалов.

Задолго до того, как Вы впервые услышали термин «пенополистирол», Вы активно использовали его в быту уже много лет. Ваши ноутбук, мобильный телефон, телевизор и другие аппараты имеют полистирольный корпус; свежая рыба, овощи или фрукты часто продаются в контейнерах из пенополистирола; из этого же материала изготовлена одноразовая посуда, а также тары медицинского назначения, включая контейнеры для донорских органов. Не говоря уже о том, что многие ценные покупки были доставлены Вам в целости и сохранности благодаря полистирольным элементам. Кроме того, пенополистирол — один из самых популярных в мире утеплителей (многие ещё называют его пенопластом, хотя пенопласт — общий термин вспененных пластических масс). С химической точки зрения пенополистирол — лёгкий газонаполненный материал класса пенопластмасс на основе полистирола, его производных (полимонохлорстирол, полидихлорстирол) или сополимеров стирола.

Что служит сырьем для производства пенополистирола?

История производства пенополистирола насчитывает уже более 50 лет, и за это время в технологии производства пенополистирола происходили значительные изменения, поэтому современный пенополистирол по своим свойствам и химическому составу существенно отличается от аналогов середины XX века. Сырьем для производства вспененного полистирола служат полистирольные гранулы, которые в свою очередь являются продуктом нефтепереработки. Таким образом, пенополистирол — природный материал и одновременно результат достижения химической индустрии.
вещество, которое естественным образом в критически малых количествах содержится во многих продуктах питания (сыре, вине, клубнике, корице, кофе, пиве и пр.).  Европейским Химическим Агентством в соответствии с регламентом REACH стирол был классифицирован как немутагенное, неканцерогенное и не обладающие репродуктивной токсичностью вещество. К такому же выводу пришли министерства здравоохранения Канады и Америки. Ученые постоянно работают над совершенствованием свойств и процесса производства пенополистирола. Сегодня содержание стирола в готовом продукте не превышает 0,002 мг/м3, хлоросодержащие антипирены (противопожарные добавки) заменены на более безопасные, и процесс их доработки продолжается и сегодня для того, чтобы качество и характеристики пенополистирола соответствовали современным экологическим требованиям.

Как производят пенополистирол?

Технология производства вспененного пенополистирола заключается в многократном расширении (вспенивании) и спекании гранул полистирола. Гранулы наполняются пентаном (безвредным конденсатом природного газа) и подогреваются паром, вследствие шарики полистирола «надуваются» в 20–50 раз, как надувается гелием воздушный шарик. Ячейки в каждом шарике наполняются воздухом и приобретают упругость, после чего склеиваются под действием пара, образуя легкий, однородный, устойчивый к сжатию и сохраняющий свои размеры изоляционный материал.                                                                                   Этот процесс позволяет сделать два вывода:

1. Пенополистирол на 98% состоит из воздуха, и большинство его свойств обусловлены природой самого воздуха. Никакого другого газа для заполнения ячеек при производстве вспененного полистирола не используется.
2. Для удержания гранул рядом друг с другом не применяют ни одного вредного химического связующего вещества (например, фенолформальдегида или акриловых смол), только механическая сила удерживает их вместе. Целостность и долговечность материала во многом определяется уровнем производства и соблюдением технологии. Процесс производства пенополистирола позволяет ученым называть его чистым полимером. Постоянно обновляются технические мощности ведущих производителей пенополистирола, которые оставляют примитивные приспособления далеко в прошлом, обогащая процесс производства европейскими ноу-хау и высоко-технологичным и безопасным оборудованием. 

Свойства пенополистерола.

В строительстве или пищевой упаковке, медицине или декоре пенополистирол демонстрирует прекрасные свойства и помогает человечеству совершенствовать экологичные и эффективные технологии. Он одинаково успешно используется для сохранения свежести продуктов питания и создания изысканной лепнины. В строительстве вы сможете по достоинству оценить его универсальность и теплопроводность. В разных областях применения наиболее востребованы разные характеристики пенополистирола, однако везде он демонстрирует:

• Превосходную теплопроводность
• Влагостойкость
• Биологическую нейтральность
• Удобство монтажа
• Стабильность и долговечность
• Безопасность и экологичность

Пенополистирол — прекрасный утеплитель. Ключевой характеристикой теплоизоляции является коэффициент теплопроводности (λ —лямбда). Чем он ниже, тем лучше материал обеспечивает теплозащиту. Средний коэффициент теплопроводности у вспененных полистиролов (λ10) составляет 0,035 — 0, 040 Вт/(м.К). Достаточно ли этого? Судите сами: 12 см вспененного полистирола по теплозащите заменят:

• 18 см шлаковаты
• 45 см дерева
• 90 см керамзитобетона
• 2 м 10 см кирпича
• 4 м 20 см железобетона

Однако чтобы обеспечить рекомендованную теплозащиту здания, необходимо следовать действующим в России строительным нормам и правилам, согласно которым толщина пенополистирольной теплоизоляции должна составлять от 100 до 200 мм в зависимости от региона и типа конструкции.

Пенополистирол не боится воды. Одно из самых замечательных свойств пенополистирола — влагостойкость. Он не имеет волокон, которые могли бы напитаться водой, и способен впитать не более 4% влаги, практически не изменяя при этом теплотехнических свойств.Это означает, что:

• материал пригоден для монтажа и эксплуатации во влажной среде;
• заявленные производителем качества под воздействием влаги существенно не ухудшатся.

Пенополистирол не содержит питательных веществ и биологически нейтрален. Отсутствие питательных веществ делает вспененный полистирол абсолютно не привлекательным для грызунов в качестве корма. Многочисленные испытания показывают, что даже в условиях недостатка еды и воды мыши и крысы не употребляют пенополистирол в пищу (однако способны прогрызать его, как и любой другой строительный материал, прокладывая себе путь к еде, поэтому при проектировании и строительстве должны соблюдаться и выполняться мероприятия, ограничивающие доступ грызунов внутрь конструкции).Биологическая нейтральность означает, что плесень и грибок не размножаются на поверхности вспененного полистирола, что доказано многочисленными зарубежными исследованиями.Именно поэтому Европейский союз в 2009 году признал вспененный полистирол единственным материалом, рекомендованным для длительного контакта с продуктами питания и, соответственно, производства пищевых контейнеров.

Пенополистирол — долговечен и стабилен. Долговечность материала в лабораторных условиях проверяют, воспроизводя его естественные погодные и температурные нагрузки.В 2001 году в лаборатории НИИСФ РФ образцы пенополистирола подверглись 80 циклам испытания, включавшим двукратное понижение температуры до −40 °С, последующее нагревание до + 40 °С и выдержку в воде, аналогичную 1 условному году.Образцы прекрасно выдержали эти испытания и не продемонстрировали значительного ухудшения свойств. Это значит, что качественный пенополистирол при правильном применении прослужит не менее 80 лет в конструкциях с амплитудой температурных воздействий ±40 °С!

Как определить качество.

Относительная простота производства пенополистирола, к сожалению, часто приводит к присутствию в продаже некачественных материалов. Однако отличить качественные изделия из вспененного полистирола от дешевых, неэффективных аналогов можно с помощью простых правило:

• внешний вид: материал должен быть однородного белого цвета, без сколов и повреждений, без отслаивающихся гранул;
• запах: материал не должен иметь постороннего или химического запаха. Если таковой присутствует, технология производства была нарушена или материал не был выдержан необходимое время после производства;
• структура: гранулы должны быть примерно одинакового размера, хорошо спеченными, при сломе линия разлома должна проходить не только между гранул (то есть в местах их спекания), но и прямо внутри их;
• место продажи: любые строительные материалы нужно покупать в легальных и заслуживающих доверие местах продаж с крытым складом. Хранение ЛЮБОГО утеплителя под открытым воздухом отрицательно сказывается на его теплоизоляционных свойствах.

Надежные производители также снабжают свою продукцию сертификатами и заключениями. 

Экологичность и пожарная безопасность.

Огромный ассортимент материалов различного вида и происхождения осложняет получение объективной и проверенной информации о каждом из них. Однако выбирая пенополистирол для строительных или бытовых нужд, вы опираетесь не только на результаты отечественных испытаний и исследований, но и на многолетний европейский опыт, который является гарантом безопасности и востребованности пенополистирола. Статистика Европейской Ассоциации «Association pour la promotion du PSE dans la construction» показала, что 8 из 10 частных домов в Европе утеплены качественным вспененным и формованным полистиролом. В Германии, где экологичность и энергоэффективность — обязательные характеристики строительства и ремонта, доля потребления вспененного полистирола достигает 4 кг на человека, в то время как в России не доходит даже до 1 кг.

Экологичность пенополистирола подтверждается современными отечественными исследованиями.

Доверие к пенополистиролу обусловлено тем, что процесс его производства не задействует токсичных или ядовитых веществ, ограничиваясь пентаном (вещество наименьшего, 4 класса, опасности), гранулами полистирола (при этом содержание самого стирола не превышает 0, 002 мг/куб.м.) и обычным паром. Безопасность пенополистирола для здоровья подтверждается его использованием для пищевой упаковки в соответствии с ГН 2.3.3.972-00. Многочисленные испытания подтверждают, что современный пенополистирол не содержит ни хлора, ни гидрохлорида, а значит безопасен не только при нормальных условиях эксплуатации, но и при термических реакциях( при нагревании не выделяется фосген,цианиды и синильная кислота). (Протокол № 37-2010 от 02.04.2010 МГУ им. Л.В. Ломоносова, Химический факультет; Протокол исследования состава № 338/10 от 24.03.2010 ФГУП ВНИИМ им. Д.И. Менделеева); Данные испытаний Московского научно-исследовательского института гигиены им. Ф.Ф.Эрисмана показывают, что в пробах воздуха в присутствии стеновых панелей со средним слоем из пенополистирольного утеплителя не обнаруживается стирол, что опровергает миф о возможности выделения стирола в воздух (согласно заключению Московского НИИ Гигиены им. Ф.Ф. Эрисмана № 03/ПМ8).

Экологичность пенополистирола подтверждается международными экологическими аудитами.

Международный строительный код (IRC) классифицирует пенополистирол как один из наиболее энергоэффективных и экологически чистых утеплителей.

Британский рейтинг BRE* присваивает пенополистиролу высший класс экологичности А+.

Французская Ассоциация производителей пенополистирола ECOPSE стимулирует производителей к совершенствованию производственных технологий с помощью введения «зеленого» лейбла — «Uni’vert PSE». Лейбл «Uni’ vert PSE» присуждается по результатам эко-аудита при условии соответствия кандидата строгим требованиям, ежегодно французские производители успешно проходят этот аудит, подтверждая безопасность пенополистирольной продукции.

Пожарная безопаность применения пенополистирола.

Что общего между всем известной древесиной, теплым шерстяным свитером и пенополистиролом? Тепло... и горючесть. Как и многие другие бытовые объекты и строительные материалы, пенополистирол, применяемый в качестве теплоизоляции, должен быть корректно использован для того, чтобы обеспечивалась необходимая пожарная безопасность в помещении.

ГОСТ 15588-86 четко определяет сферу и способ его применения — «в качестве среднего слоя строительной ограждающей конструкции».

А строительная практика подсказывает ещё несколько правил:

1. Выбирайте пенополистирол типа ПСБ-С (самозатухающий). В составе такого материала — специальные противопожарные добавки — антипирены, благодаря которым он не поддерживает горения и затухает, как только теряет контакт с открытым пламенем.
2. Используйте пенополистирол в специально разработанных конструкциях, где исключается контакт материала с воздухом или с открытым огнем.
3. Помните о том, что предельная рекомендованная температура эксплуатации пенополистирола +80 °С, 
4. следовательно, этот материал не рекомендован для теплоизоляции саун, бань или теплотрасс.

Если все-таки случился пожар, как поведет себя полистирол?

Прежде всего надо помнить, что по статистике почти 100% пожаров начинаются внутри помещения из-за неосторожного обращения с огнем или бытовыми приборами, в то время как теплоизоляция обычно располагается снаружи помещения. Многочисленные натурные огневые испытания, которые проводят производители пенополистирола в соответствии с ГОСТ, доказывают, что большинство конструкций с пенополистиролом (который по текущей классификации относится к группе горючести Г3, «нормальногорючиие») способны выдерживать от 15 до 40 минут воздействия пламени без обрушения и имеют высший класс пожарной опасности К0 (кА-ноль). Таким образом, остается достаточно времени для эвакуации людей. Пенополистирол типа ПСБ-С при длительном воздействии пламени на конструкцию теряет форму, становится жидким и буквально стекает внутри строительной системы. Капли качественного полистирола даже не поджигают бумагу. При этом продукты горения пенополистирола — характерные для группы полимеров, однако менее опасные, чем продукты горения ПВХ, ППУ и даже дерева: доказывающие это испытания проводилось в Европе в соответствии с методикой DIN 53436, результаты которой вполне сопоставимы с условиями реального пожара. При проведении данного испытания образцы нагреваются до температур 300, 400, 500 и 600 °C.

Образец	Продукты горения	Испускаемые частицы	(в объемном отношении)	(в объемном отношении)	при различных температурах
		300 °C	300 °C	500 °C	600 °C
ПСБ	Моноксид углерода; Моностирол; Прочие ароматические соединения; Бромоводород	50*;200;следы;-;0	200*;300;10;-;0	400*;500;30;-;0	1,000**;50;10;-;0
ПСБ-С	Моноксид углерода; Моностирол; Прочие ароматические соединения; Бромоводород	10;50;следы;-;10	50;100;20;-;15	500*; 500;20;-;13	1,000*;50;10;-;11
Хвойная древесина	Моноксид углерода; Ароматические соединения	400*; —	6,000**;—	12,000**;—	15,000**;300
ДСП	Моноксид углерода; Ароматические соединения	14,000**; следы	24,000**;300	59,000**; 300	69,000*; 1000
Вспученная пробка	Моноксид углерода; Ароматические соединения	1,000*; следы	3,000**; 200	15,000**;1000	29,000**;1000

 

Как видно из таблицы, дым от ППС в худшем случае имеет ту же токсичность, а в большинстве случаев — меньшую токсичность по сравнению с токсичностью дыма от сгорания природных материалов по всему температурному диапазону. Пояснения: условия испытания указаны в DIN 53 436; скорость потока воздуха 100 1/ч; Образец для испытаний размерами 300мм x 15мм x 20 мм, который сравнивается с другими образцами при обычных условиях конечного использования Доверяя строительные работы с применением пенополистирола и выбирая нужный вид строительного пенополистирола, Вы обеспечиваете безопасность применения этого высокоэффективного материала.

Пенополистерол как утеплитель.

Энергоэффективные материалы и технологии — уже сейчас неотъемлемая часть жизни любого человека, что объясняется и стремлением снизить расходы на отопление зданий и сохранить окружающую среду для будущих поколений. Теплопотери в России сегодня носят сверх-масштабный характер и составляют в расчете на один квадратный метр жилья в среднем 600 Гкал, в то время как благодаря применению теплоизоляционных решений в США они не превышают 30 Гкал, а в Германии варьируются от 40 до 60 Гкал в Германии. Именно поэтому европейские страны — основной источник знаний о новейших технологиях утепления, в том числе с пенополистиролом, который занимает среди других теплоизоляционных материалов нишу в 27%. Для достижения значительного снижения энергопотерь проводят комплексную теплоизоляцию здания. В течение более чем 40 лет вспененный пенополистирол активно применяется при утеплении фасадов как часть фасадных теплоизоляционных композиционных систем с наружным штукатурным слоем (сокр. СФТК (рус.), ETICS (англ.), WDVS (нем.). Применение этих систем изначально получило широкое распространение в Германии, Австрии, Польше и Италии, где они позволили существенно снизить энергозатраты на отопление зданий. Мартин Берниггер, архитектор Sunpor Kunstoff GmBH (Австрия) заявляет: «Если раньше мы тратили 180 киловатт энергии, то теперь около 50». По данным Института Строительной Физик Фраунгофера, (г. Хольцкирхен, Германия), опубликованным в журнале Architectura 5 (1),2006 (11-24), с начала 1960х годов, более 500 миллионов квадратных метров штукатурных фасадных систем «мокрого типа» было использовано для теплоизоляции зданий в Германии. С 1975 года состояние утепленных пенополистиролом фасадов регулярно проверялось и, несмотря на потребность в реновации штукатурного слоя, замены утеплителя не производилось. Таким образом, немецкими исследователями доказана долговечность и эффективность пенополистирола. Необходимо также заметить, что в Германии пенополистирол стабильно является приоритетным материалом для теплоизоляции зданий, покрывая 87 % всех теплоизоляционных нужд этой развитой европейской страны. По данным Ассоциации PROMO PSE (Франция), 8 из 10 частных домов Франции утеплены качественным вспененным и формованным полистиролом. Широкое распространение получают в том числе кровельные конструкции. В 2011 году на крупнейшей строительной выставке Европы BATIMAT-2011 (г. Париж) кровельные конструкции с пенополистиролом были представлены целым рядом производителей. Среди новейших теплоизоляционных решений — скатные, плоские, а также инверсионные кровли, позволяющие не только снизить теплопотери, но и осуществить озеленение этой конструкции, что очень популярно в Европе. Превосходные свойства пенополистирола: теплопроводность, долговечность, экологичность и удобство монтажа позволяют проводить комплексное утепление здания, добиваясь минимального и даже нулевого энергопотребления. Такие дома называют пассивными. Во время поездки на 15-ую международную конференцию по «пассивным» домам в г.Инсбрук (Австрия) участникам российской делегации Ассоциации производителей и поставщиков пенополистирола продемонстрировали технологии снижения энергопотребления индивидуальных и многоквартирных домов на 90% с помощью теплоизоляции из вспененного полистирола. Пассивные дома потребляют менее 1,5 литра (15 кВт*ч) условного топлива в год, что достигается и за счет современных инженерных решений и утепления зданий качественным пенополистиролом. Для сравнения: энергозатраты на отопление среднестатистического частного дома из кирпича в России в 10 раз больше и составляют около 250-350 кВт*ч на 1 кв. м в год.Коммунальное обслуживание «пассивных» домов, включая платы за уборку , озеленение территории и утилизацию мусора, составляет всего 180 евро (7200 рублей ) в год — фантастически низкая для России цифра. Несмотря на то, что строительство таких домов с учетом использования современных коммунальных систем примерно на 10% дороже традиционных зданий, реальное снижение энергопотребления достигает 10 раз, что и объясняет растущий интерес к пассивному строительству среди специалистов по всему миру. Принятие в России ряда законов о постепенном снижении энергопотерь при эксплуатации зданий открыло новую эпоху в строительной практике нашей страны. В самых разных регионах — от Казани до Сочи, от Екатеринбурга до Мурманска качественный пенополистирол сохраняет тепло зданий, увеличивает срок службы строительных конструкций, создает комфорт и уют в домах и квартирах.