Пенополистирол — история создания материала

Сегодня пенополистирол является одним из лучших современных изоляционных материалов. Он широко используется в строительстве для сооружения многослойных конструкций. Лёгкий, долговечный и практичный материал выпускается пластами разной толщины и очень востребован среди потребителей. Сложно даже представить альтернативную по эксплуатационным свойствам замену.

Однако история создания пенополистирола насчитывает уже не одно десятилетие. Более того, базовое вещество (стирол) появилось ещё в 30-х годах XIX века. Понадобилось почти 100 лет, чтобы учёные научились синтезировать этот материал. Вследствие этого процесса получился особый полимер – полистирол. Через 20 лет немецкая компания Basf представила миру совершенно новый продукт – пенополистирол, изготовленный по технологии, которая используется и сегодня.

Создание и способы изготовления

Первые методы создания пенополистирола принципиально отличались друг от друга. Изначально гранулы материала формировали в блоки и только после этого поддавали обработке. Однако такой способ был малоэффективным. Низкая теплопроводность мешала вспениванию внутренних гранул. Чтобы довести их до кондиции, требовалось больше времени, и за этот период внешние разрывались от чрезмерной обработки. В 1950 году компания из ФРГ Basf начала производство пенополистирола при использовании беспрессовой технологии (которую также разработали инженеры фирмы).

Гранулы полистирола

Абсолютно новый способ отличался тем, что предполагал обработку отдельных частиц, а уже после того их подвергали формированию. Подобный способ стал очень популярным и быстро начал практиковаться в промышленности многих стран. Решающую роль в этом сыграли довольно простое аппаратное оборудование и эффективность процесса изготовления материала. Вспенивание гранул по отдельности характеризуется несколькими преимуществами перед обработкой цельного блока, в первую очередь возможностью производить изделия любой, даже сложной конфигурации. Более того, по отдельности гранулы вспениваются быстрее в 5–10 раз, поскольку имеют лучшую теплопроводность.

Современные технологии

Сегодня методы создания пенополистирола модернизированы, их насчитывается 3: прессовка, инжекция, экструзия. В первом случае используются специальные формы. В них прессуется исходное сырьё. Пенополистирол получается рыхлый, пористый, его в большинстве своём используют при производстве потолочных плит или упаковочной тары. При этом качество высокое, структура строения не оказывает влияния на эксплуатационные показатели. При методе инжекции материал получается более однородный, прочнее. Гранулы полистирола в процессе обработки не разрушаются, поры и зёрна хорошо заметны при визуальном рассмотрении.

Для производства пенополистирола-утеплителя применяют третий метод – экструзии, т. е. вспенивания. Эта технология включает ряд этапов:

  • вспенивание;
  • сушку;
  • стабилизацию;
  • выпекание;
  • созревание;
  • резку.

На первом этапе сырьё (гранулы) с особыми добавками помещают в экструдер и под воздействием парогенератора они увеличиваются в объёме. По завершении работы они превращаются в гладкие круглые закрытые ячейки, очень лёгкие, размером до 0,2 мм.

После этого их просушивают горячим воздухом для удаления лишней влаги. Дальше гранулы отправляют на стабилизацию – вылёживаться в специальных бункерах (до 12 часов). Потом из них формируют пласты. Для этого гранулы помещают в специальную форму, где под давлением водяного пара при высоких температурах происходит спекание. Созревание, как технологический процесс, нужен, чтобы избавить получившиеся листы пенополистирола от влаги и внутреннего напряжения. Период вылёживания может составлять до 30 суток. После этого блоки разрезаются на листы нужного размера. Иногда используют метод изготовления пенополистирола без 2 этапа (просушки). Сразу после вспенивания гранулы отправляются на стабилизацию, однако в этом случае она длится раза в 2 дольше – до 24 часов.

Готовый материал

Важное преимущество экструдированного материала – прочность структуры. Листы более плотные, не рассыпаются при монтаже на фасадные стенки, характеризуются высокой стойкостью к разрушению и усадке.

Сложно сказать, возникнут ли в будущем более совершенные методы производства. Однако с уверенностью можно заявить, что появление пенополистирола обеспечило новый толчок в развитии промышленности и энергосберегающих технологий. Сегодня материал широко применяется для утепления самых разных объектов, включая жилые здания, бытовые постройки или хозяйственные сооружения.

05.09.2017