Sprievodca izolačným materiálom z polystyrénu (EPS)

Ponúka ekonomicky výhodné riešenia a energeticky efektívnu izoláciu. Slúži tiež ako ochranný obalový materiál pri preprave krehkých tovarov. Objavte viac o tomto všestrannom materiáli a jeho vlastnostiach.

Čo je expandovaný polystyrén (EPS)?

Expandovaný polystyrén (EPS) je biely penový plast, vyrábaný z malých guľôčok polystyrénu. Používa sa v balení a stavebníctve. Tento penový materiál s uzavretými bunkami je tvorený z:

• Styrén – základná zložka bunkovej štruktúry.
• Pentán – používaný ako nadúvacie činidlo.

Styrén a pentán sú uhľovodíkové zlúčeniny, ktoré sa získavajú z ropných a plynových vedľajších produktov.

EPS obsahuje 98 % vzduchu a je plne recyklovateľný. Má nasledujúce výhody:

• Nízka tepelná vodivosť
• Nízka absorpcia vlhkosti
• Vynikajúce tlmiace vlastnosti
• Stabilita fyzikálnych vlastností pri dlhodobom vystavení teplotám až do 75 °C
• Vysoká chemická odolnosť podobná polystyrénu

Jedným z hlavných obmedzení polystyrénovej peny je jej nízka maximálna prevádzková teplota, ktorá sa pohybuje okolo 80 °C. Existujú rôzne typy EPS, ako napríklad eps 150, eps 100 a eps 70, ktoré sa líšia svojimi vlastnosťami.

Ako sa vyrába expandovaný polystyrén?

Výroba expandovaného polystyrénu prebieha v troch fázach:

1. Predpennovanie – Polystyrénové guľôčky sa predpenujú na požadovanú hustotu.
2. Zrenie / stabilizácia – Predpennuté guľôčky sa nechajú zrieť a stabilizovať.
3. Lisovanie – Stabilizované guľôčky sa lisujú do finálneho tvaru a veľkosti.

Expandovaný polystyrén je teda výnimočný materiál s množstvom využití v rôznych odvetviach.

Polystyrén vzniká z rafinovaných produktov surovej ropy, konkrétne zo styrénu. Pri výrobe EPS sú polystyrénové guľôčky impregnované pentánom, ktorý slúži ako nadúvacie činidlo. Polystyrénový granulát sa predpenuje pri teplotách nad 90 °C.

Táto vysoká teplota spôsobuje, že nadúvacie činidlo sa odparí, čo spôsobí, že termoplastická hmota zväčší svoj objem na 20-50 násobok pôvodnej veľkosti.

Následne sú guľôčky skladované po dobu 6-12 hodín, aby sa stabilizovali. Potom sú prepravované do formy, kde sa vytvárajú tvary určené pre špecifické použitie.

V poslednej fáze sú stabilizované guľôčky lisované do:

• veľkých blokov (proces blokového lisovania)
• prispôsobených tvarov (proces tvarového lisovania).

EPS môže byť ďalej vylepšený pridaním rôznych aditív, napríklad spomaľovačov horenia, čo zvyšuje jeho požiarnu odolnosť.

Aké sú výhody EPS?

EPS je ľahký materiál s výbornými izolačnými vlastnosťami a ponúka nasledujúce benefity:

• Nízka hmotnosť, čo uľahčuje manipuláciu a inštaláciu
• Vynikajúca tepelná izolácia, čo prispieva k energetickej úspornosti
• Odolnosť voči vlhkosti, čo zabraňuje poškodeniu materiálu
• Schopnosť tlmiť nárazy, čo ho robí ideálnym pre obalové aplikácie
• Ekologická udržateľnosť vďaka možnosti recyklácie

EPS je univerzálny materiál, ktorý nachádza uplatnenie v mnohých oblastiach priemyslu a stavebníctva.

Tepelné vlastnosti (izolácia)

EPS vyniká veľmi nízkou tepelnou vodivosťou, vďaka svojej štruktúre s uzavretými bunkami obsahujúcimi až 98 % vzduchu. Vzduch v týchto bunkách je slabým vodičom tepla, čo dáva EPS výnimočné izolačné schopnosti. Pri hustote 20 kg/m³ je tepelná vodivosť EPS 0,035 – 0,037 W/(m·K) pri teplote 10 °C.

Štandard ASTM C578

ASTM C578 je štandardná špecifikácia pre tuhé penové polystyrénové tepelné izolácie. Stanovuje fyzikálne vlastnosti a výkonnostné charakteristiky EPS v kontexte tepelnej izolácie v stavebníctve.

Mechanická pevnosť

Flexibilita výroby robí EPS univerzálnym materiálom v oblasti pevnosti. Pevnosť EPS môže byť prispôsobená konkrétnym potrebám – vyššia pevnosť v tlaku pre aplikácie s vysokým zaťažením a nižšia pevnosť pre vytváranie dutín. Všeobecne platí, že pevnostné charakteristiky rastú s hustotou materiálu. Tlmiace vlastnosti EPS sú ovplyvnené geometriou tvarovaných častí, veľkosťou guľôčok a výrobnými podmienkami, nielen hustotou.

Rozmerová stabilita

EPS poskytuje výnimočnú rozmerovú stabilitu a zostáva prakticky neovplyvnený vonkajšími faktormi. Maximálna zmena rozmerov EPS peny je očakávaná menej ako 2 %, čo zodpovedá testovacej metóde ASTM D2126.

Elektrické vlastnosti

Dielektrická pevnosť EPS dosahuje približne 2KV/mm. Dielektrická konštanta EPS sa pohybuje v rozsahu frekvencií 100-400 MHz, pričom pri hustotách 20-40 kg/m³ je jej hodnota medzi 1,02-1,04. EPS môže byť ošetrený antistatickými činidlami, aby vyhovoval špecifikáciám pre elektronický priemysel a vojenské balenie.

Absorpcia vody

EPS nie je hygroskopický a aj pri ponorení do vody absorbuje len malé množstvo vody. Voda môže prenikať do peny len cez drobné medzery medzi zvarenými guľôčkami, pretože steny buniek sú vodotesné.

Chemická odolnosť

EPS je odolný voči vode, roztokom solí a zásad, no ľahko ho poškodzujú organické rozpúšťadlá.

Odolnosť voči poveternostným vplyvom a starnutiu

EPS je odolný voči starnutiu, avšak pri vystavení priamemu slnečnému žiareniu (UV žiareniu) dochádza k žltnutiu povrchu a miernemu krehknutiu vrchnej vrstvy. Táto zmena však neovplyvňuje mechanickú pevnosť izolácie.

Odolnosť voči ohňu

EPS je horľavý, ale môže byť modifikovaný pridaním spomaľovačov horenia, čo výrazne znižuje jeho zápalnosť a šírenie plameňov.

Aký je rozdiel medzi EPS a XPS?

EPS a XPS sú často zamieňané. EPS (expandovaný) a XPS (extrudovaný) sú oba tuhé izolačné materiály s uzavretými bunkami vyrobené z rovnakých základných polystyrénových živíc. Ich hlavný rozdiel spočíva vo výrobnom procese.

Expandovaný polystyrén (EPS)

EPS sa vyrába procesom, kde sú guľôčky expandované teplom a tlakom, čím sa zvaria dokopy. Každá guľôčka má uzavretú bunkovú štruktúru, ale medzi guľôčkami sú medzery. EPS guľôčky sa formujú do veľkých blokov, ktoré sa potom režú horúcim drôtom na listy alebo špeciálne tvary pomocou počítačom riadených systémov.

Nadúvacie činidlo rýchlo opúšťa guľôčky, čím vytvára tisíce malých vzduchových buniek. EPS absorbuje viac vody ako XPS, čo môže znižovať jeho izolačné vlastnosti a výkon (R-hodnota).

Extrudovaný polystyrén (XPS)

XPS sa vyrába kontinuálnou extrúziou, ktorá vytvára homogénnu štruktúru uzavretých buniek. Každá bunka je kompletne uzavretá polystyrénovými stenami. XPS sa formuje do listov zmiešaním polystyrénu s prísadami a nadúvacím činidlom, ktoré sa následne roztavia a pretlačia cez formu.

Nadúvacie činidlo v XPS zostáva v materiáli po mnoho rokov. XPS je často preferovaný v prostrediach s vysokou vlhkosťou, ktoré vyžadujú lepšiu odolnosť proti vodnej pare. XPS má vyššiu tlakovo-pevnostnú schopnosť v porovnaní s EPS.

Recyklovateľnosť EPS

EPS izolácia je zložená z uhlíka, vodíka a kyslíka a neobsahuje škodlivé látky ako chlórfluórované uhľovodíky (CFC) ani hydrochlorofluórované uhľovodíky (HCFC). EPS je plne recyklovateľný počas viacerých fáz svojho životného cyklu.

Expandovaný polystyrén je 100 % recyklovateľný a je označený identifikačným kódom plastovej živice 6. Zber EPS však môže byť náročný, pretože je veľmi ľahký. Recyklátori PS vytvorili zberný systém, kde je EPS prepravovaný na krátke vzdialenosti do zariadení, kde sa ďalej spracováva.

Súhrn

EPS a XPS sú oba polystyrénové izolačné materiály, no každý z nich má svoje špecifické vlastnosti a výhody. EPS sa ľahšie recykluje a je všestranne využiteľný, zatiaľ čo XPS vyniká vyššou pevnosťou a odolnosťou vo vlhkom prostredí. Obe formy polystyrénu poskytujú výborné izolačné vlastnosti, avšak správna voľba závisí od konkrétnych potrieb a podmienok použitia.

Granulácia

EPS sa vkladá do granulátora, ktorý materiál rozseká na malé kúsky.

Miešanie

Rozsekaný materiál sa presunie do miešačky, kde sa dôkladne zmieša s podobnými granulami.

Extrúzia

Následne sa materiál privádza do extrudéra, kde sa roztaví. Môže sa pridať farbivo a roztavený materiál sa formuje do nových produktov.

Materiály z EPS môžu byť opäť spracované a formované do nových obalových výrobkov alebo trvanlivého tovaru. Mnohé krajiny po celom svete zaviedli formálne recyklačné programy pre EPS.

Je EPS toxický?

EPS je inertný a netoxický. Nevylučuje žiadne škodlivé látky do podzemnej vody a je bezpečný na použitie v rôznych obalových aplikáciách. Neuvoľňuje do prostredia žiadne škodlivé chemikálie.

Aké sú výhody EPS z hľadiska udržateľnosti?

EPS ponúka viacero výhod z hľadiska udržateľnosti:

• Energetická efektívnosť: Vďaka svojim izolačným vlastnostiam pomáha šetriť energiu a znižovať emisie CO2.
• Recyklovateľnosť: EPS je recyklovateľný v mnohých fázach svojho životného cyklu. Pri jeho výrobe nevzniká žiadny pevný odpad.
• Nízka hmotnosť: Vďaka svojej nízkej hmotnosti znižuje náklady na prepravu, spotrebu paliva a emisie skleníkových plynov, čím pozitívne vplýva na životné prostredie.
• Odolnosť: EPS je trvanlivý materiál, ktorý je možné opätovne použiť alebo prispôsobiť na iné aplikácie.
• Netoxickosť: EPS je bezpečný na použitie v potravinových obaloch a nevyžaruje škodlivé chemikálie do prostredia.