Для производства упаковки и утеплительных материалов используется специальный тип полистирола – вспенивающийся полистирол, или ПСВ. В международной практике он обозначается как EPS (Expandable Polystyrene).
Полученный из гранул полистирола материал – это вспененный полистирол или пенополистирол. В быту его называют пенопласт. Он тоже может обозначаться как EPS, но в данном случае Expand Polystyrene (что в переводе вспененный).
Разберем, какие марки полистирола можно вспенить, и чем они отличаются от других.
Нет идеальной марки, которая оптимально подойдет во всех случаях. При подборе сырья для вспенивания нужно учитывать, для чего оно будет использоваться, какой размер гранул нужен, какую плотность необходимо получить, нужен ли антипирен, какие параметры поддерживает оборудование и другие характеристики.
Кроме того, не существует единой общепринятой системы обозначений. Даже если разные производители одинаково маркируют полистирол, это не значит, что сырье имеет идентичные параметры. Аналог следует подбирать по техническим характеристикам, а не только по названию марки
Что означает марка вспенивающегося полистирола?
В ассортимент производителей входит разное сырье для изготовления вспененного полистирола. Какое лучше подобрать под конкретное производство, можно определить по маркам и сериям. Друг от друга они отличаются сразу несколькими критериями:
- размером и распределением гранул по фракциям;
- рекомендуемой плотностью после вспенивания;
- расширяемостью;
- содержанием вспенивающего агента;
- наличием антипирена;
- технологическими добавками;
- назначением.
Нет общей системы названий, и это дополнительно затрудняет выбор. Например, Alphapor, Loyal, Sunchem и LG Chem используют собственные обозначения, в которых нужно разобраться.
Почему размер гранулы – один из основных параметров марки?
Помимо понимания, какие марки полистирола можно вспенить, необходимо определиться с оптимальными размерами гранул сырья. Выбор размера напрямую определяет толщину стенок готового изделия и минимально возможную плотность пенопласта. Главное правило: чем крупнее исходная гранула, тем более легкую плиту с низкой плотностью из нее можно получить, и наоборот.
Фракция может быть:
- крупной с размером зерен 1,0 - 1,8 мм и более. Гранулы легко расширяются до больших размеров, что позволяет экономить сырье при производстве кубических метров материала. Однако полученное сырье не подходит для изготовления тонкостенных пенопластовых деталей.
- средней с величиной гранул от 0,6 до 1,0 мм. Это оптимальное значение для баланса между прочностью готового изделия и затратами на вспенивание. Сырье средней фракции хорошо спекается в блочной форме
- мелкой с величиной гранулы 0,4 - 0,7 мм. Изделия получаются жесткими, с минимальным водопоглощением, поэтому такой пенопласт подходит для тонкостенных изделий и деталей высокой прочности.
Сырье нельзя выбирать только по принципу: «чем мельче, тем лучше». Выбор зависит от того, насколько плотным и легким должен быть пенопласт, а также от его будущего использования.
Какие марки полистирола можно вспенить?
Разберем, какое сырье подойдет для изготовления вспененного пенополистирола и какое лучше подобрать для последующего формования изделий, исходя из задачи.
Различают следующие разновидности сырья:
- ПСВ/EPS. Это классический полистирол, в гранулах которого уже присутствует вспенивающий агент. Применяется для вспенивания и последующего формования изделий.
- GPPS. Это полистирол общего назначения – другой вид сырья, который нельзя считать заменой ПСВ для обычной технологии EPS.
- XPS/ЭППС. Это материал, полученный с помощью иной – экструзионной технологии. Для производства XPS используют не ПСВ, а другие гранулы.
Не любой полистирол в гранулах подходит для производства обычного пенополистирола. При закупке необходимо проверять именно тип сырья и технический паспорт конкретной марки.
Полистирол в гранулах: кто производит EPS
В ассортименте компании Polymer Goods представлена продукция крупных российских и зарубежных поставщиков:
- СИБУР Alphapor, Россия. Это крупный отечественный бренд вспенивающегося полистирола, производство ведется на заводе «Сибур-Химпром» в Перми.
- Loyal Group, Китай. Это один из крупных мировых производителей ПСВ. В год компания выпускает на международный рынок более 1 млн. тонн сырья. За счет больших объемов производства компания обеспечивает стабильное качество гранулы от партии к партии.
- Sunchem, Китай. Китайский производитель ПСВ входит в ТОП-7 мировых лидеров в своей отрасли. Бренд принадлежит промышленной группе Jiasheng Group с 1995 г, а основное производство сосредоточено на заводе в провинции Цзянсу. Продукция этой марки входит в тройку лидеров на российском рынке.
- LG Chem, Республика Корея. Крупная южнокорейская компания входит в состав концерна LG Group, под этой маркой выпускается сырье премиального уровня. Оно отличается стабильным качеством, низким процентом брака при формовании и высокой прочностью готовых изделий.
Страна и торговая марка – это значительный критерий при выборе. Но важно учитывать соответствие конкретной марки поставленной технологической задаче.
Какие основные виды вспенивающегося полистирола бывают?
Чтобы разобраться, какие марки полистирола можно вспенить, нужно определить варианты его состава и назначения. В типовую классификацию входят следующие распространенные виды.
Стандартный белый EPS
Стандартный белый EPS – это гранулы, из которых получают обычный белый пенопласт для производства блоков, плит, упаковки и формованных изделий. Конкретные возможности применения зависят от фракции, расширяемости и других характеристик марки. Визуально до вспенивания гранулы напоминают бисер, а в готовом виде получается легкий строительный или упаковочный материал - пенопласт, состоящий из множества плотно спрессованных белых шариков, которые легко крошатся при механическом воздействии.
Самозатухающий ПСВ с антипиреном
Самозатухающий ПСВ с антипиреном – сырье в виде мелких гранул, из которого производят пожаробезопасный пенопласт. Антипирен представляет собой специальные огнезащитные химические добавки, которые вводятся в состав полимера еще на этапе его синтеза. Их задача – не дать материалу легко воспламениться и поддерживать горение.
Обычный пенопласт без антипирена легко загорается, выделяя густой черный дым и быстро распространяя пламя. ПСВ-С с антипиреном при контакте с огнем плавится, сжимается в объеме и затухает, как только исчезает источник поджога. Он плавится без образования горящих капель, способных поджечь предметы вокруг. Такой материал оптимально подходит для изготовления строительной теплоизоляции, так как он повышает безопасность дома.
Наличие антипирена не дает автоматически готовому изделию определенный класс пожарной опасности. Итоговые свойства подтверждаются испытаниями готовой продукции.
Серый EPS с графитовой добавкой
Серый EPS с графитовой добавкой – инновационный тип пенопласта с повышенной эффективностью, в структуру которого на этапе производства внедрены микрочастицы графита. Графитовая добавка снижает теплопередачу и позволяет производить более эффективную теплоизоляцию при меньшей толщине. Полистирол с графитом содержит антипирен и является пожаробезопасным. Примером можно назвать серый полистирол LR GREY EPS.
Как выбрать марку вспенивающегося полистирола? Пошаговый алгоритм выбора
1. Какое изделие нужно производить?
Выбор марки вспененного полистирола напрямую зависит от того, какие изделия будут из него изготавливаться.
- Теплоизоляционные плиты и блоки. Для строительного пенопласта критически важны пожарная безопасность и экономическая эффективность. Из-за этого для производства используется самозатухающий пенополистирол марки с индексом FR/F или ПСВ-С.
- SIP- и сэндвич-панели. Поскольку они являются конструкционным несущим элементом, здесь на первом месте стоит прочность готового блока на сдвиг и идеальное спекание гранул, чтобы пенопласт не расслаивался при нарезке на ламели. Для производства применяется самозартухающий полистирол FR/F.
- Упаковка. Она имеет сложную форму, тонкие стенки и должна эффективно амортизировать удары, не крошась при транспортировке. Подойдут марки с индексом H, E или ПСВ без буквы «С».
- Полистиролбетон. Здесь гранулы используются в качестве легкого наполнителя цементного раствора. Формовать их в монолитный блок на пару не нужно: гранулы просто предварительно вспенивают в предвспенивателе. Используются марки серии H и F.
- Несъемная опалубка. Плиты должны иметь очень прочную «корку», быть абсолютно влагонепроницаемыми и удерживать тяжелую массу жидкого бетона. Для этой цели используется самозатухающий полистирол FR/F.
- ЛГМ. Основное требование: минимальное количество нагара, копоти и остаточного углерода при мгновенном сгорании. Используется специальный литейный полистирол, например, марки серии H.
- Поплавки и другие формованные изделия. Они требуют максимальной плотности от 40-50 кг/м³ и выше, нулевого водопоглощения. Чем меньше размер гранул - тем выше плотность поплавка.
2. Подберите размер гранулы
При формовании готового изделия, особенно сложной геометрии, деталей опалубки или упаковки, в самом тонком месте среза должно помещаться минимум 5-6 вспененных шариков. Если шариков будет меньше, деталь просто развалится или не пропечется. Основной физический закон производства EPS гласит: чем меньше исходная гранула, тем более высокую плотность и прочность изделия она обеспечивает, и наоборот.
У каждой фракции есть свой технологический предел по плотности:
- Крупная гранула обладает максимальной способностью к расширению. Она подходит для получения пенопласта низкой плотности 8-15 кг/м³ с минимальным расходом пара. Если попытаться сделать из нее плиту плотностью 30 кг/м³, гранулы перегреются и спекутся в монолитную массу еще в предвспенивателе.
- Средняя гранула подходит для средних плотностей 15-25 кг/м³. Это оптимальный вариант для большинства фасадных утеплителей.
- Мелкая гранула предназначена для высоких плотностей. Мелкое зерно тяжело расширяется, но дает очень прочную, жесткую и тяжелую конструкцию с толстыми стенками ячеек.
3. Определите необходимую плотность готового изделия
Разницу между плотностью исходного сырья и плотностью после предварительного вспенивания можно сравнить с разницей между состоянием «тяжелого твердого пластика» и «легкого воздушного шарика». Плотность сырья до предварительного вспенивания всегда стабильна и составляет примерно 600-630 кг/м³, это позволяет рассчитать насыпной вес.
Плотность после предварительного вспенивания варьируется в широком диапазоне: она обычно составляет от 10 до 45 кг/м³. У каждой марки сырья с определённой фракцией в паспорте качества указан рекомендуемый диапазон плотности после предвспенивания. Важные моменты:
- Если вспенить сильнее рекомендуемого, оболочки шариков станут критически тонкими. При формовании блока они просто лопнут, гранулы «сдуются», и блок получится с браком.
- Если оставить сырье слишком тяжелым, то мелкая фракция не сможет занять весь объем формы, гранулы плохо спекутся между собой, и пенопласт будет легко крошиться в руках.
Один и тот же EPS может перерабатываться в определенном диапазоне плотностей, указанном производителем.
4. Сравните расширяемость и содержание пентана
Вспенивающий агент, роль которого обычно играет пентан, представляет собой газ, «запертый» внутри твердых гранул. При нагревании паром он закипает, создает внутреннее давление и раздувает гранулу изнутри, превращая ее в воздушный шарик. Его содержание в TDS обычно составляет 4,5-7,0%.
Коэффициент расширения – это показатель увеличения объема гранул после паровой обработки. Например, они могут увеличиться в 30, 40 или 50 раз. Он напрямую указывает на минимальную плотность, которую можно получить из этого сырья за один цикл.
Если нужно заменить одного производителя сырья на другого, например, перейти с Альфапора на Loyal или Xingda, простого совпадения размера гранул недостаточно. Нужно строго сопоставить параметры газа и расширения, это позволяет гарантировать, что новая марка сырья поведет себя в предвспенивателе точно так же, как старая, и не придется полностью перестраивать температурные и временные карты оборудования.
5. Проверьте наличие антипирена
Для строительного EPS важны противопожарные свойства, поэтому в сырье обязательно должны быть огнезащитные добавки. Выбор будет также зависеть от требований к конкретной продукции. Например, при производстве утеплителя используют только самозатухающий ПСВ, чтобы минимизировать риски распространения пламени по зданию.
6. Учитывайте оборудование и действующий технологический режим
При замене сырья даже на близкий аналог может потребоваться корректировка параметров вспенивания, выдержки и формования. Чтобы минимизировать риски остановки линии и потери средств из-за срыва поставок, желательно предварительно протестировать небольшую партию сырья и убедиться, что оно соответствует действующему технологическому режиму.
Как правильно подобрать аналог марки другого производителя?
Иногда приходится заново подбирать гранулы для изготовления вспененного пенополистирола. Какой лучше взять аналог, если нужно заменить старую марку? Это нормальная задача для производства, для решения которой нельзя сопоставлять только марки по цифрам в названии. Необходимо сравнить следующие параметры:
- гранулометрический состав;
- диапазон рабочей плотности;
- расширяемость;
- содержание пентана;
- наличие антипирена;
- назначение;
- технологические рекомендации производителя.
Аналогичная фракция еще не означает полной технологической взаимозаменяемости. Поэтому при покупке рекомендуется первоначально протестировать новое оборудование с небольшой партией сырья.
Заключение: как выбрать ПСВ без риска для производства
Чтобы ПСВ соответствовал требованиям к сырью на конкретном производственном объекте, нужно учитывать его назначение, размер фракции, химические свойства и добавки, характеристики TDS. Даже если все параметры совпадают, рекомендуется испытать сырье на малой партии.
На сайте Polymer Goods представлен большой выбор вспенивающегося полистирола: он может использоваться для теплоизоляции, для ЛГМ, для производства полистиролбетона или упаковки.
Специалисты Polymer Goods помогут подобрать марку с учетом выпускаемой продукции, используемого сырья, размера гранул и рабочей плотности. Компания поставляет сырье партиями от 25кг и этого достаточно, чтобы испытать новую марку на собственном производстве..
Частые вопросы
Можно ли вспенить обычный полистирол в гранулах?
Для стандартного производства EPS используют специально предназначенный вспенивающийся полистирол ПСВ, содержащий вспенивающий агент. GPPS не является прямой заменой и не подходит для вспенивания.
Что означают цифры 301, 401 и 501 в марках ПСВ?
Цифры 301, 401 и 501 в маркировке вспенивающегося полистирола «Альфапор» означают размер исходных гранул. По правилам этого производителя, чем больше первая цифра в индексе, тем меньше физический размер гранул. Систему одного производителя нельзя автоматически переносить на другого, принцип обозначений может отличаться.
Чем крупная гранула отличается от мелкой?
Крупная гранула отличается от мелкой количеством внутренних пустот между шариками, толщиной стенок воздушных ячеек и площадью контакта при спекании. Например. при использовании мелких гранул изделие получается монолитным, с прочными межгранульными связями. При разломе такой пенопласт ломается прямо по телу шариков, а не по швам между ними.
Всегда ли для теплоизоляции нужен ПСВ с антипиреном?
Использование теплоизоляции без антипиренов на объектах, где находятся люди, категорически запрещено законом и строительными нормами. Обычный горючий пенополистирол может использоваться только там, где вообще нет риска возгорания.
Можно ли заменить российский EPS китайским или корейским?
Да, при подборе аналога по совокупности характеристик и после проверки на конкретном оборудовании.
Как понять, подойдет ли марка для моего оборудования?
Для оценки совместимости нужно проверить TDS, рабочую плотность, фракцию, расширяемость. Также желательно провести пробное тестирование производства с небольшой партией.
