Преимущества применения пенополистирола, как утеплителя. Производство изделий из полистирола, вариант для нового бизнеса. Ульи из вспененного полистирола

Вспененный полистирол сегодня активно используются в быту и строительстве. Это могут быть корпуса бытовой техники, а также посуда и утеплительные материалы. Пенополистирол считается одним из самых распространенных материалов для проведения утеплительных работ. В этой статье мы поговорим о его производстве, характеристиках и применении.

Безопасность материала

С химической точки зрения данный материал представляет собой газонаполненную структуру. Производство пенополистирола налажено уже более 50 лет, за это время технология претерпела значительные изменения. В качестве сырья при изготовлении данного теплоизолятора выступают полистирольные гранулы, которые являются продуктами нефтепереработки. Вспененный полистирол представляет собой природный материал и одновременно результат химической промышленности. Сегодня содержание стирола в материале не превышает норму в 0,002 миллиграмма на метр кубический. Помимо прочего хлорсодержащие антипирены заменены на наиболее безопасные элементы.

Особенности производства

Вспененный полистирол изготавливается методом расширения и последующего спекания гранул полистирола. В процессе производства гранулы наполняются пентаном, который выступает в качестве безвредного конденсата природного газа. Гранулы проходят этап подогрева под воздействием пара. Это приводит к тому, что шарики полистирола увеличиваются в размерах в 50 раз. Внутреннее пространство каждого такого шарика наполняется воздухом, что позволяет ему обрести качество упругости. После данные ячейки склеиваются под воздействием пара. Таким образом получается однородный, легкий устойчивый к сжатию материал, который способен сохранять свои первоначальные размеры.

Характеристики воздуха присущи полистиролу

Вспененный полистирол в процессе производства становится материалом, который состоит на 98 процентов из воздуха. Большинство качественных характеристик обусловлены его природой. Никакой другой газ для ячеек при производстве не используется. Для того чтобы удержать гранулы, не применяются химические связующие по типу фенола, формальдегида или акриловых смол, используется исключительно механическая сила.

Область использования вспененного полистирола

На основании ГОСТа материал применяется для проведения ремонтных работ при необходимости обустройства среднего слоя несущих наружных стен. Этот вид утеплителя используется при монтаже вентилируемых фасадов и чердачных перекрытий. Сегодня его достаточно активно применяют при обустройстве плоских кровельных систем, которые опираются на негорючие основания. Подложка из вспененного полистирола встречается наиболее часто, кроме того, эти полотна используются в системах водяного и электрического типа. Незаменим этот материал при утеплении и обустройстве подвальных помещений, изоляции цоколя и фундамента, которые находятся в зоне периодического или постоянного воздействия подземных вод. Экструзионный вспененный полистирол считается универсальным утеплителем, который применяется для повышения теплотехнических характеристик почти всех элементов постройки любого назначения.

Эксплуатационные и технические преимущества пенополистирола

Этот материал значительно отличается от минеральной ваты, а также материалов волокнистого типа своей жесткостью и прочностью. Он способен претерпевать довольно внушительные нагрузки, качественные характеристики материала при этом не изменяются. Полотно не просаживается, кроме того, теплоизолятор имеет максимальные теплотехнические показатели, которые обоснованы его структурой. Благодаря тому, что данный утеплитель обладает уникальными изоляционными характеристиками, с его помощью можно сократить расходы на отопительные ресурсы на 30 процентов.

Плиты из вспененного полистирола не впитывают влагу. По этой причине их довольно часто используют для обустройства подземных конструкций, которые постоянно подвергаются воздействию влаги. Ввиду того что пластиковые ячейки закрыты и изолированы друг от друга, в них не способна проникнуть вода. Материал можно использовать при широком диапазоне температур. Он почти не обладает температурными ограничениями, именно поэтому его можно применять для подсобных и жилых зданий, которые эксплуатируются при любых условиях.

Длительность срока жизнедеятельности

Использование теплоизоляционных плит из вспененного полистирола сегодня крайне распространено в области проведения утеплительных работ внешних стен. Это происходит по той причине, что они отлично противостоят морозам. При этом структура плит совершенно не нарушается, они могут претерпевать до 120 циклов периодического замораживания и оттаивания. К тому же гранулы вспененного полистирола не изменяют своих линейных размеров, а сам материал может прослужить в течение 60 лет, не требуя при этом замены или ремонта.

Помимо своих основных характеристик пенополистирол способствует повышению характеристик звукоизоляции. Полотна этого материала отличаются еще и тем, что они остаются инертны к воздействию ряда агрессивных химических веществ по типу солевых растворов, кислот, спиртов и красителей. При этом структура материала не будет повреждена, как и при воздействии хлорной извести, газобетона, а также краски и штукатурки. Материал совершенно инертен и не подвергается биологическому воздействию, а также гниению. Производство вспененного полистирола обеспечивает получение плит, которые можно использовать практически во всех условиях.

Технологические достоинства

Описываемый материал сочетает в себе прочность и отсутствие хрупкости, кроме того, он обладает незначительным весом, что обеспечивает преимущества при проведении его установки. Пенополистирол достаточно легко поддается обработке, для этого достаточно будет использовать ручную пилу или обычный нож. Рабочей поверхностью таких инструментов без труда можно будет пилить его.

Достаточно часто при проведении строительных работ учитывается вес материала, так как он может оказать дополнительную нагрузку на фундамент постройки. Легкие плиты пенополистирола не обладают этим недостатком. Это не только упрощает проведение работ, но и не предполагает осуществления укрепления и усиления основания, если работы ведутся в области фасада. При строительстве не нужно будет думать о том, чтобы сооружать мощное фундаментное основание. Если использовать плиты в тандеме со слоем штукатурки, то они незначительно увеличат внешний периметр здания, что указывает на то, что не придется производить работы по расширению кровельной системы. Ведь это очень трудоемко и затратно.

Натуральность

Производить работы пенополистиролом можно, не используя специальных защитных средств. Это обусловлено тем, что материал не вызывает раздражения, покраснение на коже, аллергических или любых других болезненных реакций. Не будет у мастера и экземы, а также поражения дыхательных путей и глаз.

Недостатки материала

Как у всего остального, у вспененного полистирола есть свои минусы, один из которых выражен в том, что с его помощью нельзя утеплять конструкции, возведенные из дерева. Это указывает на то, что материал запрещено использовать при утеплении стен из бруса или бревна. Это обусловлено обстоятельством, которое заключается в том, что пенополистирол будет мешать естественному воздухообмену. Если использовать такой материал в тандеме с древесиной, то последняя со временем покроется конденсатом и станет гнить, что непременно приведет к началу процессов разрушения, а также развития вредоносных бактерий. Такие явления со временем непременно станут уничтожать древесину, которая выйдет из строя раньше отведенного ей времени.

Еще одна отрицательная особенность пенополистирола заключается в том, что с его помощью нельзя обустраивать кровельные системы, которые имеют стропила, выполненные из дерева.

Необходимость защиты от солнца

Нельзя использовать пенополистирол в том случае, если его поверхность может подвергаться воздействию прямых солнечных лучей. Чем это обусловлено? Материал под воздействием ультрафиолета и рентгеновского излучения, а также значительной температуры может разрушаться. Если вы используете пенополистирол в качестве внешнего утеплительного слоя для стен, то его обязательно нужно будет защитить штукатуркой, которая наносится на специальную армирующую сетку. Это, конечно, увеличивает стоимость проведения работ. Поверх утеплительного материала можно будет нанести обычную краску. Такая технология не позволит получить интересного решения для фасада, но зато будет являться выгодным и эффективным подходом к проведению утепления и ремонтных работ.

Этот материал не может быть использован и при обустройстве системы утепления колодезного типа. Допустимо крепить любой вид утеплителя после слоя пароизоляции. Это указывает на то, что для начала нужно будет зафиксировать пароизоляцию и только после переходить к креплению слоя утеплителя.

В заключение

Описываемый материал используется сегодня во множестве областей, среди которых можно выделить производственную и бытовую сферу. Изготавливаются из него и лотки, из вспененного полистирола производится одноразовая посуда и некоторые части оборудования. Ввиду этого данный материал обрел наибольшую популярность среди всех остальных, ведь ко всему прочему он является еще и безопасным для здоровья человека и животных.

Современная технология

Технология получения вспенивающегося полистирола – достаточно современное изобретение. Данная технология революционным образом снизила барьеры входа на рынок изолирующих материалов, сделав данное производство дешевым и доступным. Организация производства изделий из вспенивающегося полистирола требует несколько десятков тысяч долларов, а технологический процесс прост и понятен. Поэтому практически в каждом населенном пункте можно встретить подобные производства.

Каждая гранула состоит из равномерно распределенных микроскопических плотных клеток заполненных воздухом. В результате образуется равномерновспененная масса с очень тонкой замкнуто-ячеестой структурой. 1 м 3 такого материала на 98% заполнен воздухом, заключенным в 3-6 миллиардах закрытых ячеек. Благодаря внутренней структуре обладает очень низкой теплопроводностью, близкой к теплопроводности неподвижного воздуха (коэффициент теплопроводности воздуха около 0,00006 кал/см. сек. град., т.е. через каждый квадратный сантиметр при разности температур 1 о С и при толщине 1 см. передается 0,00006 калорий в течение 1 секунды). Таким образом, полистирол представляет собой застывшую при охлаждении жесткую вспененную полистирольную массу с замкнутыми ячейками, заполненными воздухом и является экологически безопасным строительным материалом.

Продукция из вспенивающегося полистирола

В производстве пенополистирольных блоков и плит различной конфигурации для тепло-звукоизоляции зданий и помещений любого назначения (стены, крыша, пол, склады, павильоны, жилые дома, гаражи, подвалы, лоджии);

В изготовлении упаковки сложной формы для различных приборов, требующих защиты от удара при хранении и транспортировке;

В изготовлении комплектующих деталей автомобилей, плавучих средств, декоративных изделий интерьера;

В получении полистиролбетона - легкого бетона на цементном вяжущем и вспененном полистирольном наполнителе, применяемого в изготовлении теплоизоляционных блоков и плит, монолитной теплоизоляции чердаков, кровель, наружных стен, полов и др.;

Для изготовления отделочных материалов для потолка – плиток, плинтусов, розеток;

Достаточно новыми областями применения вспенивающегося полистирола являются производства несъемной опалубки для монолитного домостроения и скорлупы для теплоизоляции трубопроводов.

Две технологии производства – полимеризация в массе и суспензионная полимеризация

При производстве вспенивающегося полистирола основными являются способы суспензионной полимеризации и полимеризации в массе. Наиболее современным и эффективным является второй способ получения ВПС. Помимо того, что полимеризация в массе является более экономичным способом производства, качество конечной продукции очень сильно отличается. Вспенивающий полистирол, произведенный методом полимеризации в массе, позволяет изготавливать более качественную и сложную продукцию.

Полимеризация в массе

Метод производства полистиролов полимеризацией в массе с неполной конверсией мономеров является в настоящее время одним из наиболее распространенных в силу высоких технико-экономических показателей. В отечественной промышленности метод полимеризации в массе был выбран в качестве преимущественного в 70-х годах, и в настоящее время по этому методу выпускается около 50% продукции. Этот метод имеет оптимальную схему технологического процесса. Процесс осуществляется по непрерывной схеме в системе последовательно соединенных 2-3 аппаратов с мешалками; заключительную стадию процесса часто проводят в аппарате колонного типа. Начальная температура реакции 80-100°С, конечная 200-220 °С. Полимеризацию прерывают при степени превращения стирола 80-90%. Непрореагировавший мономер удаляют из расплава полистирола под вакуумом, а затем с водяным паром до содержания стирола в полимере 0,01-0,05%. В полистирол вводят стабилизаторы, красители, антипирены и другие добавки и гранулируют. Блочный полистирол отличается высокой чистотой. Эта технология наиболее экономична (в ней отсутствуют операции промывки, обезвоживания и сушки мелкодисперсных продуктов) и практически безотходна (непрореагировавший стирол возвращается на полимеризацию). Проведение процесса до неполной конверсии мономера (80-90%) позволяет использовать высокие скорости полимеризации, контролировать температурные параметры, обеспечивать допустимые вязкости полимеризуемой среды. При проведении процесса до более глубоких степеней превращения мономера, затрудняется отвод тепла от высоковязкой реакционной массы, становится невозможным вести полимеризацию в изотермическом режиме. Эта особенность процесса полимеризации в массе привела к тому, что все большее внимание уделяется другим способам производства, и, в первую очередь, суспензионному методу.

Суспензионная полимеризация

Полимеризация в суспензии – конкурирующий технологический процесс, который развивается параллельно с полимеризацией в массе, основан на малой растворимости виниловых мономеров в воде и на нейтральности последней в реакциях радикальной полимеризации. Процесс используется для получения продукта специальных марок, главным образом, пенополистирола. Суспензионный метод производства – полунепрерывный процесс – характеризуется наличием дополнительных технологических стадий (создание реакционной системы, выделение полученного полимера) и периодическим использованием оборудования на стадии полимеризации. Процесс проводится в реакторах объемом 10-50 м 3 , снабженных мешалкой и рубашкой. Стирол суспендируют в деминерализованной воде, используя стабилизаторы эмульсии; инициатор полимеризации (органические пероксиды) растворяют в каплях мономера, где и происходит полимеризация. В результате образуются крупные гранулы в суспезии полимера в воде. Полимеризацию ведут при постепенном повышении температуры от 40 до 130°С под давлением в течение 8-14 часов. Из полученной суспензии полимер выделяют центрифугированием, после чего его промывают и сушат. Закономерности суспензионной полимеризации близки к закономерностям полимеризации в массе мономера, но существенно облегчены теплоотвод и перемешивание компонентов системы.

В России устаревшие технологии

Как уже отмечалось, в России вспенивающийся полистирола производится пока устаревшим на сегодняшний день способом - методом суспензионной полимеризации стирола в присутствии порообразователя. (Исключение составляет линия, установленная на «Салаватнефтеоргсинтез» мощностью 10 тыс.тонн в год).

На мировом рынке уже несколько десятилетий преобладающим способом производства вспенивающегося полистирола является метод непрерывной полимеризации в массе, что позволяет получать более совершенную продукцию с более высокими эксплуатационными показателями.

Вспенивающий полистирол, получаемый методом непрерывной полимеризации в массе, при использовании дает лучший выход готового материала (цвет, четкость границ, гибкость, плотность) и позволяет значительно снизить нормы расхода сырья. Главное преимущество первого суспензионной полимеризации – более продолжительный срок хранения гранулята, что обуславливается нахождением малекул изопентана внутри гранулы.

Поэтому, несмотря на более половины потребляемого в России ВПС поставляется из-за рубежа, мощности отечественных производителей простаивают.

Отечественные производители

Производство вспенивающегося полистирола в России осуществляется на трех предприятиях:

1. ОАО «Салаватнефтеоргсинтез», г. Салават
2. ОАО «Пластик», Узловая
3. ОАО «Ангарский завод полимеров» (Иркутская область)

Прогноз объемов производства в 2006-2010 гг.

Прогнозирование объемов внутреннего производства вспенивающегося полистирола связано исключительно с вводом в строй новых мощностей. Возможность загрузки установленных мощностей остается еще очень значительной. Простаивает линия на «Ангарском заводе полимеров», есть возможности производства ВПС у «Омской Химической Компании». Однако суспензионные технологии производства ВПС безнадежно устарели и реанимация отживших технологий навряд ли может быть перспективной.

В настоящее время организация производства вспенивающегося полистирола рассматривают две нефтехимические компании – «Сибур» и «Нижнекамснефтехим».

1. ОАО «Пластик», Узловая

Руководство «СИБУРА» обозначило амбициозные планы по реорганизации производства на ОАО «Пластик» (Узловая). На 2006 год запланирована реконструкция действующей установки для суспензионной полимеризации. Плюс к этому планируется приобретение оборудования для получения вспенивающегося полистирола путем непрерывной полимеризации в массе. Объем планируемых к установке линий пока не утвержден. Можно предположить, что в планы «Сибура» входит организация нового производства на уровне 50 тыс.тонн в год.

Производство вспенивающегося полистирола «Сибур» планирует также организовать в Перми на площадке «Сибур-Химпром». Предполагаемая мощность будущего производство – 50 тыс.тонн в год.

2. ОАО «Нижнекамскнефтехим»

Нижнекамское предприятие заключило с соглашение с корейской компанией LG International Cor. качестве лицензиара процесса ВПС выступает корейская компания LG Chem. при участии LG International. Мощность производства составит 37,8 тыс. тонн в год.

Предыстория вопроса состоит в том, что осенью 2003 года корейская компания LG International Corp . совместно с акционерными обществами «Татнефть», «Нижнекамскнефтехим» и «Связьинвестнефтехим» (все – Татарстан) подписали соглашение о создании акционерного общества «Татаро-корейская нефтехимическая компания» (ТКНК), цель которой - строительство в Нижнекамске крупного нефтеперерабатывающего и нефтехимического комплекса. Предметом переговоров стало создание в Нижнекамске (Республика Татарстан) крупнейшего нефтехимического и нефтеперерабатывающего комплекса проектной стоимостью 1 миллиард 300 млн. долларов США, а также участие южнокорейской корпорации в проектировании и строительстве двух производств – вспенивающегося полистирола и линейного полиэтилена. Планируемый запуск линии для производства вспенивающегося полистирола намечен на 2007 год.

Производство в странах СНГ

Помимо трех российских предприятий – ОАО «Салаватнефтеоргсинтез», ОАО «Пластик» (Узловая), ОАО «Ангарский завод полимеров», - вспенивающий полистирол на территории СНГ производят ОАО «Концерн «Стирол» (Горловка, Украина) и «Завод пластических масс» (Актау, Казахстан).

ОАО «Концерн «Стирол» (Горловка, Украина)

Производство вспенивающегося полистирола было введено в действие на предприятии еще в 1965 году. Изначальная проектная мощность составляла 16 тыс. тонн в год (реконструкции позволили увеличить мощность до 17,8 тыс. тонн в год). Тогда это еще был Горловский азотно-туковый завод. Название «ПО Стирол» предприятие получило в 1976 году. Как акционерное общество «Концерн Стирол» было зарегистрировано 1 сентября 1995 года.

В сентябре 2002 года открыт новый цех по производству вспенивающегося полистирола (на месте старого оборудования, которое было демонтировано), мощностью 24 тыс. тонн в год, состоящий из четырех технологических линий. Проект был осуществлен за счет собственных средств концерна. Общий объем средств, инвестированных в приобретение оборудования и производство строительно-монтажных работ, составил чуть больше 16 млн. гривен.

Проектную часть работ выполнил «Стиролинжпроект», монтаж оборудования и коммуникаций - строительно-монтажное управление «Стиролхиммонтаж» треста «Стиролхимремстрой», тогда как технологию, базовый инжиниринг, полимеризационное оборудование и четыре реактора поставили венгерская фирма Inter-Kemikal KFT и американская компания PST International.

Новое производство позволило сократить время одного цикла полимеризации до 12 часов (до этого было 28 часов), сократить число обслуживающего установку персонала, но, главное, улучшились физико-механических свойств полистирола, (выход гранул основной фракции размером от 0,5 мм до 2 мм составляет 99,5 %).

ТОО «Sat Operating Aktau» (г. Актау, Казахстан)

ТОО «Sat Operating Aktau» - бывший «Завод пластических масс», г.Актау, Республика Казахстан - последнее из промышленных производств полистирола, введенных в эксплуатацию в еще в бывшем СССР. Производство было запущено в 1981 году. Тогда предприятие называлось Шевченковский завод. На сегодняшний день наряду с «Омской химической компанией» - это самое мощное и современное производство полистирола, доставшееся с советских времен.

Завод сооружен в 1976-1980 годах на базе комплектного импортного оборудования. Огромное производство, построенное Советским Союзом в 1980 году при участии французских специалистов (фирма "Литвин"), было организовано по полной технологической схеме – от синтеза мономера стирола до выпуска готовых форм полистирола. Причем рентабельность достигалась за счет использования при первичном синтезе местного углеводородного сырья. В год АКПО выпускал по 100 тыс. тонн вспенивающегося и 110 тыс. тонн ударопрочного полистирола, что составляло более половины общего производства этой продукции по СССР. С распадом Союза спрос на продукцию АКПО не ослаб, причем он стабилен не только внутри СНГ, но и в мире.

С 1994 по 2000 годы завод работал по укороченной схеме в связи с произошедшей в декабре 1993 года аварией на установке этилбензола. Был утрачен уникальный технический комплекс по синтезу стирола, а закупать мономер за рубежом – экономически бессмысленно: в этом случае себестоимость готового продукта превышала его рыночную стоимость. Реанимировать разрушенный комплекс самостоятельно ни область, ни республика были не в состоянии.

В 2001 году завод пережил второе рождение, когда после приобретения Торговым домом "Экстрапласт" на аукционе (на конкурсной основе) имущественного комплекса завода, было восстановлено производство полистиролов. ООО «Экстрапласт » возглавляет группу промышленных предприятий, объединенных в общую финансовую структуру, работающих в сфере химической промышленности России и Казахстана.

Таким образом, было создано крупнейшее в СНГ химическое объединение, состоящее из двух российских (“Томский завод композитных материалов и пластических масс” и Томский Нефтехимический завод) и двух казахстанских (Атырауский нефтехимический завод и Актаусский "Завод пластических Масс") заводов. Для возобновления производства материнская компания выделяет заводу более 15 млн. долл., при этом около половины из этой суммы предназначено для пополнения оборотных средств ЗПМ. Высокое качество продукции обеспечивается использованием современных процессов ведущих мировых фирм - Emejota (США), Rhone Pнojil (Франция). В декабре 2001 года была запущена только одна линия. Ее производительность - 2,5 тыс. тонн полистирола в месяц. В 2002 году была пущена вторая линия.

Однако этим планам не суждено было сбыться. Устойчивый выпуск полистиролов так и не был налажен. С августа 2003 года завод практически не работал, не выплачивалась заработная плата, не погашались налоговые платежи. Главная проблема - ООО "Торговый дом "Экстрапласт" не смог решить проблему поставок сырья. В 2005 году ООО "Торговый дом "Экстрапласт" был вынужден отказаться от завода. Владельцем стала казахстанская компания, близкая к государству - акционерное общество «Атолл», дочернее предприятие «SAT&Co» и АО «Разведка Добыча «КазМунайГаз»,

Дальнейшее развитие предприятия связано с реализацией Государственной программы развития нефтехимической промышленности Республики Казахстан. К 2010 году планируется увеличить производство всех видов полистирола на ЗПМ до 150 тыс. тонн в год. Столько смелые заявления основаны на планах Правительства по открытию газоперерабатывающих производств, которые должны будут решить сырьевую проблему. Себестоимость получаемого на последнем полистирола существенно ниже цен стран СНГ благодаря высоким мощностям технологической линии (при условии загрузки на 70-100%) и будет еще ниже при обеспечении предприятия отечественными сырьевыми ресурсами вблизи производства.

Импортные поставки

В настоящее время в Россию импортируется более половины потребляемого объма данного полимера. Как уже говорилось, импортируемый вспенивающийся полистирол значительно отличается от отечественного. Импортируется ВПС, изготовленный методом полимеризации в массе, и имеющий несравнимые потребительские преимущества. В России же пока ВПС производится методом суспензионной полимеризации. (Линия, установленная на «Салаватнефтеоргсинтез», пока в промышленном режиме не работает). Исключением составляют поставки из Украины и Казахстана. «Концерн «Стирол» также производит ВПС методом суспензионной полимеризации. Сегодня это самое современное производство ВПС на территории СНГ и по своим свойствам ВПС производства «Концерна «Стирол» значительно превосходит продукцию российских заводов. В 2006 году вновь были возобновлены поставки ВПС с «Завода пластических масс» в Актау (Казахстан).

Пенополистирол – строительный изоляционный материал, получаемый путем вспенивания полистирола.

Этот материал бывает разного цвета, но в основном его цвет белый. Основной состав это: полистирол с добавками — 2% и газа — 98%.

Общая информация о пенополистироле

Пенополистирол состоит из:

• основного компонента (полистирол);
• вспенивателя;
• красителя;
• пластификатора и других добавок.

Основным компонентом в большинстве случаев является полистирол. Может также использоваться:

• полидихлорстирол;
• полимонохлорстирол;
• сополимер с акрилонитрилом;
• сополимр с бутадиеном.

Вспениватели для изготовления пенополистирола используют следующие:

• пентан, C 5 H 12 ;
• петролейный эфир;
• дихлорметан CH 2 Cl 2 ;
• изопентан.

Основные характеристики пенополистирола, область применения, достоинства и недостатки

Пенополистирол является очень легким материалом, который имеет низкую теплопроводность и паропроницаемость. Благодаря такому составу (всего 2% сырья), он считается, по сравнению с аналогами, относительно дешевым материалом.

В основном пенополистирол предназначен для теплоизоляции ограждающих конструкций зданий и сооружений. Например, в Европе из всего произведенного пенополистирола 60% применяется в строительной отросли для утепления ограждающих конструкций.

Изготавливается пенополистирол в виде листов 1000х1000 мм; 1000х1200 мм; 2000х1000 мм; 2000х1200 мм.

Толщина листов 20, 30, 40, 50, 100 мм. Под индивидуальный заказ также могут изготавливаться изделия другой толщины.

Изготовление пенополистирола и его разновидности

Частицы полистирола бомбардируют чистым углеводородом (пентаном) и подогретым паром, вследствие чего происходит химическая реакция вспенивания и расширения. Таким образом, полистирол увеличивается в объеме в 40…50 раз, заполняя форму. Сам же полистирол, как сырье изготавливается из нефти.

Это интересно! Согласно нормативным документам при сравнении теплотехнических свойств пенополистирола и других строительных материалов, стенка из пенополистирола толщиной 10 см по теплопроводности эквивалентна стене из:

• железобетона толщиной 4,8 м;
• кирпича глиняного сплошного толщиной 1,75 м;
• кирпича глиняного пустотного толщиной 1,45 м;
• кирпича силикатного сплошного толщиной 1,9 м;
• керамзитобетона толщиной 0,5 м;
• дерева толщиной 0,35 м.

Бывают такие разновидности пенополистирола:

1. Прессовый пенополистирол (ПС)
2. Беспрессовый пенополистирол (ПСБ)
3. Экструзионный пенополистирол (ЭПС)
4. Автоклавный пенополистирол
5. Автоклавно-экструзионный пенополистирол

Разновидности пенополистирола отличаются друг от друга только разными добавками, такими как антипирены, пластификаторы, парообразователи и др. Применение тех или других добавок и их количество обуславливает существенные отличия в физико-механических свойствах.

Рассмотрим некоторые виды пенополистирола

Прессовый пенополистирол. Само слово «прессование» в названии пенополистирола говорит о методе его получения. Прессование выполняют для того, чтобы получить более плотный и прочный материал. Прессовый пенополистирол по теплоизоляционным свойствам практически не отличается от беспрессового.

Маркируется буквами ПС (например, ПС-1, ПС-4). Широкого распространение ПС не получил, так как технологический процесс производства более сложный чем у беспрессового (повышается стоимость, а эффект от этого незначительный).

Эта наиболее распространенная разновидность пенополистирола. Такой материал обладает целым рядом преимуществ и достоинств. Маркировка беспрессового пенополистирола обозначается — ПСБ . Стоимость бесперссового пенополистирола ниже по сравнению с ПС , так как технология его получения намного проще.

Согласно ГОСТ-15588-86 «Плиты пенополистирольные технические условия» пенополистирольные плиты делятся на следующие марки — 15, 25, 35, 50 .

В табл. 1 приведены данные основных характеристик, по которым определяется марка пенополистирольных плит. Хотелось обратить внимание, на один нюанс – в марке пенопласта фигурирует верхний предел плотности материала, а не фактическое значение плотности. Фактическое значение плотности пенопласта примерно составляет среднее значение предела указанного в табл. 1.

Основные характеристики пенополистирола в зависимости от его марки по плотности (ДСТУ Б.В.2.7.-8-94), смотри табл. 1.

Таблица 1

Характеристики беспрессового пенополистирола

Примечание: буква «С» в марке пенополистирола обозначает – самозатухающий, т.е. при изготовлении в материал добавляют антипирены, при помощи которых при отсутствии прямого воздействия огня материал затухает и перестает гореть (затухает и не поддерживает горение).

Где применяют пенополистирол?

В зависимости от плотности пенополистирола его используют:

ПСБ С-15 – применяется для утепления и звукоизоляции конструкций, которые не подвергаются механическим воздействиям. Также используют для утепление скатных крыш. Недопустимо использовать для утепления фасадов капитальных жилых зданий и для выполнения внутренней прослойки наружных стен.

ПСБ С-25 – применяется для утепления стен, полов, кровель зданий и сооружений (больше всего используется). Может используется как звукоизоляция.

ПСБ С-35 – применяется для изготовления сэндвич панелей, утепления полов и плоских крыш.

ПСБ С-50 – для изоляции складских промышленных холодильных помещений, для утепление фундаментов, подвалов, полов, крыш, особенно там, где есть повышенная влажность.

Экструзионный (экструдированный) пенополистирол (ЭППС)

Экструзионный пенополистирол (ЭППС или ХРS) – имеет по сравнении с другими очень мелкую структуру замкнутых пор и пустот диаметром – 0,1…0,2 мм. Получается материал методом экструзии – при высокой температуре расплавляется полистирол, затем добавляется вспениватель и под давлением выдавливается (экструдируется) в форму.

Такой пенополистирол обладает повышенной прочностью на сжатие при плотности всего лишь 25…45 кг/м 3 ; материал имеет низкую теплопроводность 0,029…0,034 Вт/(м·°C) и практически водонепроницаем (водопоглощение составляет 0,2…0,4%). За счет того, что экструзионный пенополистирол очень плотный, его паропроницаемость весьма низкая 0,013 Мг/(м·ч·Па) – в 4 раз ниже чем у пенополистирола марки ПСБ.

ЭППС обладает очень высокой степенью горючести – класс горючести Г3, Г4. Долговечность его составляет свыше 60…80 лет. Из-за его недостатков (высокая горючесть, низкая паропроницаемость) его применяют в основном для утепления подземных сооружений – утепления фундаментов, подвалов, цокольных помещений. Также утепляют фасады зданий.

Выпускают экструзионный пенополистирол следующих марок: ХРS 25, ХРS 30, ХРS 35 и ХРS 45 (цифра обозначает плотность материала в кг/м 3).

Преимущества пенополистирола

1. Долговечность – не гниет, в нем не образуются трещины, не является пищей для грызунов и насекомых. Через длительное время эксплуатации (10…50 лет) сохраняет все свои основные свойства.
2. Очень низкое водопоглощение (негигроскопичен) – 0,5…4% по объему. Влажность практически не влияет на теплопроводность плотного пенополистирола.
3. Легкий материал, прост в применении, не требует серьезных навыков при работе с ним.
4. Невысокая стоимость и хорошая окупаемость. При утеплении дома с помощью пенополистирола сразу ощущается эффект – значительно уменьшаются затраты на отопление и кондиционировании (примерно в 3…4 раза).

Недостатки пенополистирола

У пенополистирола существует целый ряд недостатков:

1. Ультрафиолетовые лучи приводят к диструкционным изменениям и старению материала с последующим его разрушением.
2. Разрушающее воздействие оказывают следующие вещества: ацетон, бензин, растворитель красок, керосин, скипидар, толуол.
3. Пенополистирол не является пищей для насекомых и грызунов, но они могут легко в нем прокладывать себе путь к еде. Поэтому требуется дополнительная защита этого материала.
4. Пенополистирол это пожаробезопасный материал. Обычный не сертифицированный пенополистирол является легко воспламеняющим материалом (температура возгорания 210…440°C) и при горении выделяет дым и токсичные вещества (фосген, бромводород), которые являются опасными для жизни и здоровья человека. Не сертифицированный (или не модифицированный) запрещено применять для утепления зданий. Для безопасной эксплуатации данного материала при его изготовлении применяют различные антипирены, которые обеспечивают самозатухание и пожаробезопасность изделия. Для уменьшения вероятности возгорания пузыри пенополистирола наполняют не воздухом, а углекислым газом. Согласно с ДБН В.1.1-7-2002 «Пожарная безопасность объектов строительства» такой сертифицированный пенополистирол относиться к группе горючести Г1.
5. В очень пористом пенополистироле (марки с низкой плотностью), водяной пар может проходить через материал и конденсироваться в нем, тем самым повышая его теплопроводность на 5…10%. А при отрицательных температурах образовавшийся конденсат замерзает и тем самим разрушает материал.

Конев Александр Анатольевич

Прозрачные гранулы полистирола перерабатывают в изделия методом экструзии или литья под давлением. Цена сырья невысока, что стало причиной широкого использования этого материала. При этом ассортимент марок полистирола позволяет выбрать оптимальный вариант с требуемыми характеристиками для выпускаемой продукции.

Ударопрочные сополимеры стирола в различных модификациях наиболее востребованы в промышленности. Области применения – предметы обихода для быта, теплоизоляция и облицовочные материалы в строительной сфере, инструменты и оборудование в медицине, производство электротехнических изделий. Корпуса для бытовой техники и компьютеров делают из этого замечательного материала. Интересно применение полистирола для изготовления напалма в военной индустрии.

Одно из направлений использования – производство вспененного полистирола .

Что он из себя представляет?

Легкие, почти невесомые шарики вспененного полистирола, используются в качестве наполнителей для популярной бескаркасной мебели, ортопедических матрасов и подушек, утеплителей. Даже на ощупь вы ощутите тепло, исходящее от них. Спеканием шариков вспененного полистирола получают плиты разной толщины, которые используют как утеплители потолков, полов и стен зданий. Лист с толщиной 10 см по своим теплоизоляционным свойствам аналогичен стене из бревен 40 сантиметрового диаметра. Легкость материала позволяет провести процедуру утепления здания одному человеку, без помощников.

Технология производства

В общем виде технологию производства можно представить так: Гранулы сырья полистирола насыщают конденсатами природного газа (пентанами) и подвергают нагреванию паром. В результате сырьевые гранулы приобретают форму шариков и очень сильно увеличиваются в размере. В составе шариков воздуха получается больше, чем самого полистирола. В качестве утепляющих наполнителей или для наполнения бескаркасной мебели их используют в виде легкой сыпучей массы. Дальнейшее воздействие паром и прессование приводит к склеиванию шариков в сплошной листовой материал, который широко применяется в качестве утеплителей, несъемной опалубки бетонных строений, защитной упаковки электроники и бытовой техники.

Плиты из вспененного полистирола не впитывают влагу, легкие, легко раскраиваются обычным ножом. Материал безопасный для жизнедеятельности человека, допущен к использованию в упаковке пищевых продуктов.

Производство изделий из полистирола, вариант для нового бизнеса

Производственный цикл по выпуску шариков вспененного полистирола простой, оборудование доступно по стоимости и поэтому интересно для индивидуальных предпринимателей. А если учесть, что купить гранулы полистирола разных марок можно совсем недорого, то для тех, кто только задумывается об открытии своего дела с небольшими вложениями, этот вариант представляет интерес. Востребованность готовой продукции также является гарантией успеха.Какие изделия из полистирола пользуются спросом?

Полноценный дом за две недели

Строители успешно используют технологию строительства зданий из блоков вспененного полистирола. Блоки представляют собой пустотелую конструкцию и снабжены замковыми соединениями, которые облегчают сборку. Материал легкий и достаточно прочный, собирается по принципу детского конструктора. Основное требование к строителям – не допустить перекоса при сборке. После сборки нескольких рядов производят заливку пустот раствором бетона. Металлическая арматура добавит жесткости, а несъемная опалубка из полистирола выполняет дополнительные функции по шумо- и теплоизоляции.Готовое здание снаружи штукатурят, а внутри помещения декоративную отделку можно наносить прямо на блоки.

Преимущества данной технологии – быстрая скорость возведения, возможность создания любых архитектурных форм, долгий срок службы готовых строений. Из недостатков блоков вспененного полистирола следует отметить тот факт, что они не пропускают воздух, стены зданий из этого материала «не дышат». Этот недостаток легко устранить с помощью создания системы вентиляции.

Бескаркасная мебель

Кресло или кровать, подстраивающиеся под анатомические особенности человеческого тела, обрели большую популярность. А наполнителем для чехлов такой мебели используют шарики вспененного полистирола, малый вес которых и «сыпучесть» в массе идеально подходят для этих целей. Следует отметить то, что производственный цикл по выпуску этих шариков очень прост и многие мебельные фабрики открывают дополнительные цеха, чтобы самостоятельно обеспечить себя нужным сырьем. Гранулы вспенивающегося полистирола имеют невысокую стоимость, поэтому собственное производство шариков выгодно.

Потолочная плитка

Быстрый косметический ремонт потолков с использованием плитки из вспененного полистирола доступен каждому. Даже человек, никогда прежде не занимавшийся наклеиванием этого материала, без труда справится с задачей. Сама плитка отличается по качеству и внешнему виду. Дешевые марки очень непрочные и легко ломаются, крошатся. Использование оправданно в случае, когда требуется срочный косметический ремонт на небольшой период, например, во временных строениях. Самая качественная потолочная полистирольная плитка имеет ламинированное покрытие, красива и легка в обслуживании, легко моется. По цене – дороже всех прочих, но результат того стоит.

Ульи из вспененного полистирола

Пчелы – индикатор безопасности данного материала. Если поставить рядом традиционные деревянные ульи и ульи из полистирола, то рой чел, ищущий жилье, предпочтет второй вариант. Что является причиной такого их выбора? Несомненно, экологическая безопасность здесь стоит на первом месте. Отличная изоляция от внешнего шума, теплозащитные свойства и неподверженность процессам гниения – именно то, что требуется для пчелиных домиков. По каким причинам они делают свой выбор в пользу полистирола, нам сложно понять, но доверять их выбору мы можем однозначно.

Вышеописанные примеры использования вспененного полистирола – не исчерпывают всех возможностей этого материала.Потенциал велик, возможно, в скором времени мы узнаем о совершенно новых способах его применения.

Изобретение направлено на повышение производительности процесса и кратности вспенивания полистирола ПСВ. Технический результат достигают тем, что способ сухого вспенивания полистирола включает кратковременный нагрев гранул ПСВ в воздушной среде, последующее кратковременное воздействие вакуума на нагретые гранулы, последующее охлаждение гранул под вакуумом ниже температур вязкотекучего состояния полистирола и после охлаждения снятие вакуума. Сухой нагрев гранул ПСВ осуществляют в герметичной емкости, заполненной горячим воздухом. При этом вакуум создают откачкой воздуха из герметичной емкости. Охлаждение гранул осуществляют преимущественно за счет излучения тепловой энергии гранул. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

Способ сухого вспенивания полистирола ПСВ относится к технологии получения гранулированного пенополистирола для строительства.

Гранулы пенополистирола получают из сырьевых гранул полистирола ПСВ (полистирол суспензионный вспенивающийся), выпускаемого химической промышленностью. Сырьевые гранулы насыщены молекулами легкокипящего продукта изопентан с температурой кипения 28°С. При нагревании гранул полистирол гранул переходит постепенно в вязкотекучее состояние, а изопентан вскипает и давлением своих паров расширяет материал гранул; происходит вспенивание (вспучивание) полистирола. В технологии применяется температура около 100°С; это - естественная привязка к температуре кипения воды и к температуре водяного пара при нормальном атмосферном давлении. Сырьевые гранулы имеют малые размеры: в основном от 0,5 до 2,0 мм и при вспенивании многократно увеличиваются в объеме. Из вспененных гранул изготавливают формованные теплоизоляционные изделия в виде плит и сегментов, а также гранулы добавляют в бетон в качестве легкого заполнителя с получением полистиролбетона - малотеплопроводного, легкого и достаточно прочного материала для строительства домов.

Известен способ вспенивания полистирола горячей водой [А.с. 1578020 А1, кл. В29С 67/22, опубл. 15.07.90]. Этот способ дает хороший результат по кратности вспенивания гранул. Способ прост, несложно и технологическое оборудование. Преимуществом способа является возможность получения низкой скорости вспенивания полистирола при температуре воды ниже 100°С с контролируемым получением плотностей продукта в интервале от 200 до 20 кг/м 3 . Недостатком способа является так называемые «мокрые процессы» (применение воды, испарение воды, необходимость сушки гранул). Кроме того, гранулы, получаемые этим способом, необходимо не только высушить, но и выдержать после сушки до 24 часов в воздушной среде нормальной температуры и влажности для снятия вакуума в них, иначе они легко сплющиваются при механических воздействиях. До сих пор не удалось создать высокопроизводительное технологическое оборудование, реализующее этот способ, поэтому способ в настоящее время в производстве не применяется.

Известен способ вспенивания полистирола ПСВ в среде горячего водяного пара [А.с. 1458244 А1, кл. В29С 67/20, опубл. 15.02.89]; этот способ повсеместно применяется в строительном производстве. По этому способу получают вспененные гранулы пенополистирола с насыпной плотностью от 8 кг/м 3 и выше. Промышленностью выпускаются вспениватели малой и большой производительности. Недостатком способа является так называемые «мокрые процессы» (применение воды, генерация из нее пара, необходимость сушки полученного материала). Кроме того, гранулы, получаемые этим способом, необходимо не только высушить, но и выдержать после сушки до 24 часов в воздушной среде при нормальных температуре и влажности для снятия вакуума в них, иначе они легко сплющиваются при механических воздействиях. Ведение процесса требует генерации значительного количества горячего водяного пара, на что затрачивается большое количество тепловой энергии.

Реальным недостатком способа является очень быстрое вспенивание в зоне плотностей продукта от 200 до 20 кг/м 3 , что затрудняет получение продукта с заданной плотностью в этом интервале. Это усугубляется невозможностью быстро определить плотность получаемого продукта по ходу этого быстрого процесса вспенивания, исчисляемого секундами, так как для определения плотности мокрого продукта требуется сначала высушивать его пробу в течение нескольких часов.

В связи с тем, что значительное количество гранулированного пенополистирола применяется в качестве легкого заполнителя бетона, в технологии полистиролбетона актуально упрощение и удешевление технологии, снижение энергозатрат, снижение насыпной плотности гранулированного пенополистирола для удешевления изделий из полистиролбетона.

Известен способ, взятый за прототип изобретения, А.С. 680628, МКИ 3 В29D 27/00, опубл. 25.08.79, и устройство сухого вспенивания полистирола горячим воздухом. При этом не требуется ни горячая вода, ни горячий водяной пар, не требуются сушка вспененных гранул и длительная выдержка, т.к. вакуум в них снимается по ходу процесса вспенивания. Соответственно, требуется меньше технологического оборудования, снижаются энергозатраты, экономятся производственные площади и пр. Вспенивание происходит более плавно, чем при вспенивании водяным паром, и это полезно при получении продукта повышенной плотности. Снизить скорость вспенивания легко за счет снижения температуры воздуха. Сухое вспенивание позволяет оперативно контролировать текущую плотность продукта по ходу процесса и своевременно регулировать его. Однако при сухом вспенивании затрачивается в 3-4 раза больше времени, чем при мокром вспенивании, а повышение температуры воздуха приводит к оплавлению гранул. Также не удается изготовить гранулированный пенополистирол плотностью ниже 16 кг/м 3 .

Автор предлагаемого изобретения длительное время занимается исследованием способа сухого вспучивания полистирола, разработкой и изготовлением суховоздушных вспучивателей, научно-технические отчеты имеют государственную регистрацию, получены патенты на суховоздушные вспучиватели. Вспучиватели, изготовляемые предприятием автора, более совершенны, минимальная плотность вспученного продукта, получаемого на этих вспучивателях в процессе однократного непрерывного вспучивания, достигает 10 кг/м 3 . Термины вспенивание и вспучивание в настоящее время, по последним публикациям, считаются однозначными. Более распространен термин вспенивание, поэтому далее применяется именно он. В процессе исследований попутно изучены и процессы вспенивания полистирола горячей водой и горячим водяным паром. Выявлено, что вспенивания горячей водой и горячим водяным паром дают продукт минимальной плотности, равной 15 кг/м 3 . И только вторичное вспенивание уже вспененного продукта после его сушки и суточной вылежки позволяет достичь плотности 8 кг/м 3 .

Это объясняется следующим. Давление паров изопентана при 20°С (293 К) равно 79 кПа, что меньше давления окружающего воздуха (техническая атмосфера 98 кПа, физическая атмосфера 101 кПа). За счет нагрева до 100°С давление паров несколько увеличится. К сожалению, отсутствуют данные о давлении паров изопентана при температуре около 100°С. Если бы изопентан был при этой температуре газом, то давление его повысилось бы при нагреве от 20°С (293К) до 100°С (373°С) в 373/293=1,27 раза и достигло 79 1,27=100,33 кПа. Это близко к атмосферному давлению, т.е. распирающее избыточное давление не преодолело бы сопротивление полимера. Вероятно, давление паров изопентана все же несколько выше атмосферного давления, поэтому в действительности гранулы все же вспениваются, хотя и не очень активно в конце процесса - в области низких плотностей продукта.

Цель изобретения - создать технологию изготовления гранулированного пенополистирола способом сухого вспенивания с получением продукта минимальной плотности при минимальной длительности процесса, что соответствует максимальной производительности технологии.

Поставленная цель достигается тем, что в способе сухого вспенивания полистирол ПСВ нагревают кратковременно и затем кратковременно воздействуют на него вакуумом, после чего охлаждают, не снимая вакуум, а после охлаждения гранул ниже температур вязкотекучего состояния полистирола снимают вакуум.

Сухой нагрев гранул осуществляют в герметичной емкости, заполненной горячим воздухом, а вакуум создают откачкой воздуха из емкости.

Охлаждение гранул осуществляют преимущественно за счет излучения тепловой энергии гранул.

В результате устранения наружного атмосферного противодавления давление паров изопентана реализуется в максимально возможной мере - в максимальной кратности и максимальной скорости вспенивания гранул. Увеличение (вспенивание) гранул продолжается до тех пор, пока давление паров изопентана, уменьшающееся из-за его расширения и частичной диффузии из гранул, не уравновесится упругими противодействующими напряжениями материала гранул. При этом минимальная длительность процесса вспенивания способствует снижению потерь изопентана, соответственно - максимальной кратности вспенивания. Кроме того, сохранение максимально возможного количества изопентана существенно для технологии формования пенополистирольных изделий, где формование изделий осуществляется путем вторичного вспенивания пенополистирольных гранул за счет остаточного изопентана и проникшего в гранулы воздуха.

Охлаждение гранул фиксирует структуру материала гранул, а действие вакуума во время охлаждения гранул не позволяет им сжаться, благодаря этому увеличенные размеры гранул сохраняются и после снятия вакуума.

Снижение плотности продукта и повышение производительности процесса приведет к снижению стоимости гранулированного пенополистирола и к реализации в полной мере всех указанных преимуществ процесса сухого вспенивания ПСВ.

На фигуре 1 представлена фотография гранул, полученных различными способами:

Верхний ряд гранул получен традиционным способом вспенивания сырьевых гранул полистирола в среде горячего водяного пара (над зеркалом кипящей воды);

Средний ряд гранул получен вспениванием сырьевых гранул полистирола в кипящей воде;

Нижний ряд гранул получен предлагаемым способом сухого вспенивания сырьевых гранул полистирола (сухой нагрев в среде горячего воздуха с последующим вакуумированием).

На фигуре 2 представлена фотография лабораторного устройства для реализации предлагаемого способа на одиночной грануле, которая отмечена позицией 1, в положении, когда гранула находится в зоне нагрева.

На фигуре 3 представлена фотография лабораторного устройства для реализации предлагаемого способа на одиночной грануле, которая отмечена позицией 1, когда гранула выведена из зоны нагрева для охлаждения.

Устройство позволяет нагревать отдельную гранулу ПСВ, находящуюся на выдвижном поддончике, в среде горячего сухого воздуха. Нагреватель выполнен в виде скобы, охватывающей некоторое пространство объемом около 50 см 3 вокруг поддончика с гранулой.

Нагреватель гранулы размещен в съемном стеклянном колпаке, как это видно на фотографиях, устройство выполнено герметичным с подводкой к вакуум-насосу. Нагреватель управляется автоматически электронным прибором, позволяющим задавать и удерживать заданную температуру нагревателя в определенных пределах.

Пробными экспериментами в интервале температур 100…125°С установлена оптимальная для эксперимента температура задатчика нагревателя 115°С, это соответствует температуре воздуха в зоне размещения гранулы примерно 105°С (измерено другим прибором). После прогрева устройства на выдвинутый поддончик укладывалась гранула ПСВ диаметром 1,6 мм, устанавливался стеклянный колпак. Поддончик с гранулой вдвигался в нагреватель на определенное время, исчисляемое в целых минутах. По прошествии заданного времени, например, одной минуты, включался вакуум-насос на 20 секунд, затем поддончик с гранулой выдвигался из нагревателя для охлаждения на 10 секунд без снятия вакуума, после чего вакуум-насос отключался. Через 20 секунд вакуум самопроизвольно снижался, стеклянный колпак снимался, гранула снималась с поддончика и ее диаметр измерялся на оптическом микроскопе с двадцатикратным увеличением, с мерной шкалой.

Охлаждение гранулы в вакууме происходит за счет излучения тепловой энергии, т.к. теплоноситель отсутствует. Поэтому и охлаждение происходит быстро, без теплоизолирующего влияния воздуха. Дополнительными экспериментами ранее было установлено, что структура гранул полистирола становится достаточно жесткой уже при 80°С.

Следующая гранула ПСВ такого же диаметра проходила такой же цикл со временем нагрева на одну минуту больше, с теми же параметрами процесса. Все данные и результаты экспериментов записывались в журнал.

Для сравнения, в таком же процессе, с единичными гранулами того же размера, из той же пробы ПСВ, проводилось вспенивание в среде горячего сухого воздуха без применения вакуума на том же лабораторном устройстве и вспенивание гранул на сетчатом поддончике над зеркалом кипящей воды в емкости, прикрытой крышкой (что соответствовало традиционному вспучиванию паром).

Исходные и вспененные гранулы были выложены рядами и сфотографированы вместе с линейкой с миллиметровой шкалой, фигура 1, что позволяет визуально оценить результаты и даже измерить диаметры гранул. Но и без измерений достаточно ясно виден получаемый положительный эффект.

На верхнем ряду представлены гранулы вспененные паром; ясно, как очень быстро вспениваются гранулы ПСВ в первую минуту. Затем их размер увеличивается медленно, достигая максимума на 4-ю минуту. Далее происходит уменьшение диаметра гранул - деструкция. Это происходит из-за потери гранулами вспучивающего агента - изопентана - за счет диффузии.

В среднем ряду расположены гранулы, вспененные в среде горячего сухого воздуха без применения вакуума. Видно, что гранулы вспениваются медленнее, чем в среде пара, на 5-ю минуту достигают максимального размера, но меньшего, чем максимальный размер гранул в случае вспенивания паром, затем размеры гранул уменьшаются из-за потери изопентана. Уместно сказать, что снижение скорости вспенивания гранул легко и в широких пределах достигается снижением температуры нагревателя.

На нижнем ряду расположены гранулы после вспенивания с помощью того же устройства в горячей воздушной среде, при той же температурой задатчика, с применением вакуума. Видно, что вспенивание в этом случае происходит быстрее и в большей степени. Естественно, что скорость и кратность вспенивания в этом случае легко и в широких пределах регулируется температурой нагрева и степенью вакуумирования.

Приведенные сведения доказывают осуществимость способа и возможность достижения поставленной цели.

1. Способ сухого вспенивания гранул полистирола суспензионного вспенивающегося, включающий выдержку гранул в среде горячего воздуха, отличающийся тем, что после кратковременного нагревания гранул их подвергают кратковременному воздействию вакуума, затем охлаждают, не снимая вакуума, и после охлаждения гранул ниже температур вязкотекучего состояния полистирола снимают вакуум.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что сухой нагрев гранул осуществляют в герметичной емкости, заполненной горячим воздухом, а вакуум создают откачкой воздуха из емкости.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что охлаждение гранул осуществляют преимущественно за счет излучения тепловой энергии гранул.

Похожие патенты:

Изобретение относится к технологии вспенивания гранул пенополистирола, содержащих пентан или изопентан, и может быть использовано для производства теплоизоляции в строительстве, при изготовлении газифицируемых моделей, в производстве формованных изделий и упаковки.

Изобретение относится к вспенивающимся гранулированным материалам, имеющим композиции на основе винилароматических полимеров, содержащие: а) 65-99,8% по массе полимера, полученного путем полимеризации 85-100% по массе одного или более винилароматических мономеров, имеющих общую формулу (I) где n представляет собой ноль или целое число, колеблющееся в диапазоне от 1 до 5, и Y представляет собой галоген, такой как хлор или бром, или алкил или алкоксильную радикальную группу, имеющую от 1 до 4 атомов углерода, и 0-15% по массе -алкилстирола, в котором алкильная группа содержит от 1 до 4 атомов углерода; b) 0,01-20% по массе, рассчитанных по отношению к полимеру (а), сажи, имеющей средний диаметр частиц, колеблющийся в диапазоне от 10 до 1000 нм, и площадь поверхности, колеблющуюся в диапазоне от 5 до 200 м2/г; с) по меньшей мере, одну из следующих добавок (с1)-(с3): с1) 0,01-5% по массе, рассчитанных по отношению к полимеру (а), графита, имеющего средний диаметр частиц, колеблющийся в диапазоне от 0,5 до 50 мкм; с2) 0,01-5% по массе, рассчитанных по отношению к полимеру (а), оксидов, и/или сульфатов, и/или пластинчатых дихалькогенидов металлов групп IIA, IIIA, IIB, IVB, VIB или VIIIB; с3) 0,01-5% по массе, рассчитанных по отношению к полимеру (а), неорганических производных кремния пластинчатого типа; d) 0,01-4,5% по массе, рассчитанных по отношению к полимеру (а), агента зародышеобразования и е) 1-6% по массе, рассчитанных по отношению к 100 частям общей массы (a)-(d), одного или более вспенивающих веществ.