Что такое пенополистирол – важнейшие характеристики, достоинства и недостатки

Теплоизолятор пенополистирол на 98% состоит из воздуха, находящегося в тонкостенных клетках вспененного полистирола. Подобная структура обеспечивает утеплительному материалу его отличные технические свойства и возможность применения в разных сферах бытового и промышленного строительства.

Особенности производства и виды пенополистирола

Чаще всего для изготовления пенополистирола используют полистирол, хотя исходным сырьем могут выступать также полихлоридстирол, бутадиен, полимонохлоридстирол и акрилонитрил. Путем вспенивания внутрь материала попадает газ, обеспечивающий полистиролу легкость и другие полезные свойства. Для вспенивания чаще всего используют такие углеводороды, как пентан, дихлорметан и петролейный эфир.

Для производства стандартных утеплительных материалов используют воздух, которым заполняются полости в полистироле. Для изготовления утеплителей, характеризующихся стойкостью к высоким температурам и горению, применяют углекислый газ. Для создания пенополистирола могут использоваться и различные дополнительные материалы, к примеру, антипирены, пластификаторы и красители.

Сам процесс изготовления теплоизолятора начинается с наполнения газом гранул стирола и растворения смеси в полимерной массе. Далее будущий материал нагревают паром низкокипящей жидкости, вследствие чего гранулы стирола увеличиваются в размере, заполняют все окружающее их пространство и спекаются в единое изделие. После этого остается только нарезать полученный материал на плиты нужного размера и их можно использовать в строительстве.

Пенополистирол иногда путают с пенопластом, но эти материалы совсем не одно и то же. В отличие от пенопласта, пенополистирол получают в результате экструзии – процедуры плавления гранул полистирола и их связывания на уровне молекул. В процессе изготовления пенопласта гранулы полистирола соединяются в процессе обработки сухим паром.

В зависимости от способа изготовления выделяют три вида пенополистирола, каждый из которых имеет свои уникальные свойства. Три методики изготовления утеплителя:

1. Беспрессовое производство. В составе такого пенополистирола множество пор и гранул разного размера (5-10 мм). Такой утеплитель отличается высокими характеристиками влагопоглощения. На рынке представлен ПБС разных марок: С-15, С-25 и т. д. Цифра в маркировке означает плотность материала.
2. Прессовое производство. При изготовлении под прессом получается материал с герметично закупоренными порами, которые обеспечивают ему хорошие теплоизоляционные качества, высокую плотность и прочность. Маркируется буквами ПС.
3. Экструдирование. Экструдированный пенополистирол (ЭППС) имеет схожую структуру с прессованными материалами, однако отличается порами существенно меньшего размера (не более 0,2 мм). Это наиболее часто используемый в строительстве утеплитель, который бывает разной плотности. Плотность указывают на упаковке (ЭППС 25, ЭППС 30 и т. д.).

Существует также автоклавный и автоклавно-экстрезионный утеплитель. Они встречаются только за рубежом и редко используются в строительстве из-за очень дорогостоящего производства.

Основные характеристики пенополистирола

Свойства пенополистирола, его плотность и другие технические характеристики напрямую зависят от технологии производства. Для определения эксплуатационных качеств материала нужно обращать внимание на следующие параметры.

Теплопроводность. Характеристика, сделавшая пенополистирол очень популярным утеплителем. Благодаря пузырькам газа в структуре он позволяет сохранять температурный режим внутри помещений. Коэффициент теплопроводности у материала составляет от 0,028 до 0,034 ватта на метр на Кельвин. Чем больше плотность утеплителя, тем будет выше и показатель теплопроводности.

Паропроницаемость. Показатель паропроницаемости у разных марок утеплителя колеблется в пределах от 0,019 до 0,015 мг/(м·ч·Па). Паропроницаемость не нулевая, так как листы утеплителя нарезают, а значит, воздух может попадать в его структуру через эти разрезы.

Влагопроницаемость. Пенополистирол практически не пропускает влагу. При погружении ЭППС в воду он вбирает в себя около 0,4% влаги, тогда как ПБС может впитывать до 4% воды. Материал отличается устойчивостью к воздействию среды повышенной влажности и не повреждается.

Прочность. Пенополистирол отличается крепкой связью между отдельными молекулами, прочность изгиба у него составляет от 0,4 до 1 кг/см².

Химическая стойкость. Утеплитель не вступает в реакцию с минеральными удобрениями, цементом, мылом, содой и другими химическими веществами. Повредить его могут только мощные растворители, к примеру, ацетон или скипидар.

Стойкость к солнечному свету. Ультрафиолетовые лучи оказывают крайне неблагоприятное воздействие на пенополистирол, они снижают его прочность и упругость, а со временем полностью разрушают его структуру.

Звукопоглощение. Утеплитель может гасить только ударный шум и лишь в случае прокладки толстым слоем. Волновые шумы полистирол не гасит.

Биологическая устойчивость. Утеплитель непригоден для размножения грибка и плесени, но может легко повреждаться насекомыми и грызунами.

Экологическая чистота. Не оказывает негативного воздействия на окружающую среду только в том случае, если защищен от вредных влияний. На открытом воздухе и при горении выделяет много вредных веществ для человека, включая метанол, бензол и толуол.

Стойкость к горению. Утеплитель является высокогорючим материалом и при горении выделяет едкий дым, потому требует качественной защиты.

Долговечность. Правильная установка и использование материала обеспечивает его долгую службу – от 30 лет и более.

Чтобы обеспечить долговечность и безопасность эксплуатации утеплителя, его нужно качественно защитить облицовкой от любых неблагоприятных воздействий.

Достоинства и недостатки теплоизолятора

Пенополистирол, как и другие материалы, имеет положительные и отрицательные особенности, которые следует учитывать перед его приобретением и применением. Все эти особенности теплоизолятора напрямую зависят от его структуры и используемых при производстве технических средств. Важнейшим его положительным качеством является низкая теплопроводность. С его помощью можно надежно и эффективно утеплить практически любое строение своими руками.

Положительно на возможностях использования утеплителя влияет и его малый вес. Легкие плиты теплоизолятора легко транспортировать и устанавливать, при этом они не создают большой нагрузки на строительные конструкции объекта. Материал не пропускает и не впитывает воду, а потому утеплитель не только обеспечивает зданию сохранение внутреннего микроклимата, но еще и защищает стены дома от неблагоприятного воздействия влаги.

Широкое применение теплоизолятора во многом объясняется его стойкостью к высоким и низким температурам, он легко выдерживает нагрев до 80 градусов и не повреждается даже сильными морозами. Размягчаться и портиться материал начинает только при длительном воздействии температуры выше 90 градусов. Собственники ценят материал за его низкую стоимость. Он намного дешевле большинства других теплоизоляторов на современном рынке.

Пенополистирол повышает энергоэффективность утепленного дома. Сразу после монтажа утеплителя затраты на отопление и кондиционирование здания могут снизиться в несколько раз.

На этом достоинства теплоизолятора завершаются и начинаются недостатки, главным из которых является его экологическая небезопасность. Материал хорошо горит при температуре от 210 градусов (некоторые марки выдерживают температуру до 440 градусов). При горении в воздух выделяются очень опасные вещества, способные навредить как жильцам утепленного дома, так и окружающей среде в целом.

Пенополистирол не отличается стойкостью к воздействию солнца и многих химических веществ, быстро повреждается и теряет свои полезные технические характеристики. Мягкость и теплота материала нравится не только людям, но и вредителям, которые могут достаточно легко сделать в утеплителе норы и ходы. Защититься от грызунов и насекомых можно только за счет использования специальных составов, которые увеличивают стоимость монтажа и эксплуатации теплоизолятора.

Из-за низкой плотности в утеплитель может попадать пар и конденсироваться в структуре. При снижении температуры до нуля и ниже, конденсат может замерзнуть и повредить структуру теплоизолятора, вследствие чего снизится теплоизоляция всего дома.

В целом, пенополистерол позволяет обеспечить дому качественную теплоизоляцию, но ему самому требуется постоянная защита от многих неблагоприятных воздействий. Если о такой защите не позаботиться заранее, утеплитель быстро потеряет свои положительные качества и может стать причиной многих проблем для собственников.