Pentru utilizarea spumei din polistiren, utilizarea optimă și asigurarea fiabilității funcționale pentru o perioadă lungă de timp, trebuie să aveți cunoștințe despre proprietățile lor. Aceste spume diferă de materialele convenționale tocmai prin faptul că proprietățile acestora din urmă sunt deja suficient de cunoscute. De exemplu, se știe că oțelul poate rust, putrezirea lemnului, ruperea sticlei și cartonul își pierde rezistența sub influența umidității. Nivelul de conștientizare a proprietăților spumei din polistiren este de multe ori mult mai mic. În acest număr de informații tehnice, sunt luate în considerare proprietățile care au o importanță deosebită pentru aplicarea acestor materiale.
- Proprietăți fizice
- Proprietăți chimice
- Proprietăți biologice
O proprietate importantă a polistirenului spumos din stiren este forța mecanică sub acțiunea sarcinilor de la scurtă la cea medie.
Spumele de polistiren sunt clasificate conform DIN 7726 ca „spumă rigidă“. Sub sarcină, nu există răspuns viscoelastic care le diferențiază de comportamentul materialelor fragile-dure. Prin urmare, conform DIN 53421 efectuate nu pentru a măsura puterea presiunii și măsurarea stresului de comprimare la 10% set de compresie (tabelul 1). Această valoare este, cu toate acestea, deja într-o zonă de deformare ireversibilă și are o valoare doar ca parametru de material (de ex. pentru controlul calității), deoarece proprietățile mecanice ale spumei depinde de pl aparentă tnosti.
Pentru a caracteriza capacitatea de încărcare la sarcini lungi, valorile care se situează sub limita deformării 2% sub presiune sunt semnificative.
Proiectul de normă europeană comună „materiale izolatoare pentru construcții“ descrie tehnologia parametrilor pe termen lung care determină fluaj spume de polistiren (EPS) izolant în timpul compresiei. Această tehnologie poate fi aplicată în viitor pentru a evalua sarcina admisă în practică și a verifica comportarea materialului în condiții de comprimare prelungită.
Principiul de calcul este determinat de formula matematică, așa-numita. "Ecuația lui Findlay".
Când se îndeplinesc condițiile prealabile predeterminate, deformarea pe termen lung poate fi calculată pentru orice interval de timp dat. Extrapolarea este permisă, totuși, de cel mult 30 de ori în comparație cu durata perioadei de testare (vezi diagramele din figura 1).
Tabelul 1 prezintă, de asemenea, valori ale forței de forfecare, rezistenței la încovoiere și rezistenței la tracțiune. Acești parametri cresc, de asemenea, cu creșterea densității aparente.
Astfel, se recomandă evaluarea rezistenței spumei numai în combinație cu densitatea aparentă.
Fig. 1 Comportamentul spumei de polistiren la valori de densitate aparenta de 15, 20 si 30 kg / m 3 si pentru diferite valori ale presiunii staționare
O altă proprietate fizică importantă a spumelor rigide din stiropor este proprietățile lor excelente de izolare în ceea ce privește căldura și frigul. PPP constă din polistiren. Celule individuale au forma de polyhedra (polyhedra) cu o dimensiune de 0,2 până la 0,5 mm, cu o grosime a peretelui de 0,001 mm. Aceste celule sunt complet închise. Spuma, prin urmare, constă din cca. 98% din aer și numai 2% din polistiren. Factorul decisiv determinând proprietățile termoizolante este aerul închis în celule, care, după cum se cunoaște, are performanțe foarte ridicate de izolare termică. Spre deosebire de alte spume care conțin alte gaze, aerul nu lasă celulele acestor spume, iar proprietățile lor de izolare termică rămân la un nivel constant. Izolația termică a materialului este determinată de conductivitatea sa termică. Conductivitatea termică a acestora - cantitatea de căldură (în vattsekundah), care, la o diferență de temperatură constantă de 1 K pe secundă trece prin stratul plan paralel cu grosimea materialului de 1 m și o secțiune transversală de 1 m 2 dintr-o parte mai cald la o mai rece. Unitate de măsură a conductivității termice W / (m • K). Conductivitatea termică este măsurată conform DIN 52 612 și, ca graficul din Fig. 2, toate celelalte condiții constante determinate de densitatea aparentă (kg / m3) spumă. Pentru spumele cu densitate aparentă scăzută, conductivitatea termică este mai mare. Acesta scade cu densitatea aparentă în creștere, trece minimum în intervalul de la 30 kg / m 3 la 50 kg / m 3 și apoi începe să crească treptat. Măsurată conform DIN 52 612 pentru conductivitatea termică a spumei de polistiren cu o densitate aparentă de 20 kg / m3 la 10 ° C, variind de 0.033 - 0.036 W (m • K).
Fig. 2 Conductivitatea termică a spumelor din polistiren cu densitate aparentă diferită și temperatură medie + 10 ° C
Este necesar să se distingă, în principiu, absorbția de apă și difuzia vaporilor de apă.
Spre deosebire de multe alte substanțe, polistirenul din stiren nu este higroscopic. Chiar și sub apă, absorb cantități foarte mici de umiditate. Deoarece pereții celulelor sunt impermeabili la apă, pot fi scurși numai de-a lungul canalelor dintre celule separate conectate una la cealaltă. Aceasta înseamnă că cantitatea absorbită de apă depinde atât de proprietățile tehnologice ale PPP, cât și de condițiile de procesare a acesteia, în special datorită procesului de spumare.
Absorbția apei este măsurată în conformitate cu DIN 53 434. Eșantioanele de eșantion sunt prelevate în principal produse semifabricate și produse finite prevăzute pentru utilizare practică. Așa cum se poate observa din tabelul 1, absorbția apei este practic independentă de densitatea aparentă. În 28 de zile se poate ajunge la 3% (în vrac).
Absorbția apei în timpul expunerii la apă joacă doar un rol minor pentru cele mai multe aplicații ale materialului și este de interes numai în situații speciale. Astfel de situații includ utilizarea materialelor în structuri subterane și de fundație, flotoare de suprafață și de ridicare și altele asemenea.
Difuzia vaporilor de apă
Spre deosebire de apă, vaporii de apă conținuți în aer pot pătrunde treptat (difuz) în plasticul spumos la o anumită scădere a temperaturii și pot cădea (condensa) sub formă de apă pe măsură ce temperatura scade. În ceea ce privește difuzia de vapori de apă, diferite substanțe prezintă o stabilitate mai mare sau mai mică. Rezistența la difuzie (pE) este determinată de produsul coeficientului de rezistență la difuzie (p) a stratului de vapori (B). Coeficientul de rezistență la difuzia vaporilor de apă (p) este o cantitate fără dimensiuni care arată cât rezistența materialului depășește rezistența stratului de aer de aceeași grosime (pentru aer p = 1).
Metalele sunt caracterizate de valori extrem de ridicate ale coeficientului de rezistență la difuzie și, prin urmare, folia metalică este utilizată în plăcuțele de izolare prin vapori. Între cele două valori extreme pentru aer și pentru metale sunt valorile pentru toate celelalte materiale. Spumele rigide pot avea, în funcție de densitatea aparentă, diferitele valori ale rezistenței la coeficientul de difuzie a vaporilor de apă situată în intervalul de la p = 20 și p = 100 (vezi. Tabelul 1, valorile calculate conform DIN 4108). Atunci când se calculează punctul de rouă, ar trebui să se utilizeze cel mai nefavorabil pentru proiectarea construcției.
Limita de temperatură mai scăzută pentru utilizarea spumelor rigide din polistiren în construcții este practic inexistentă. Compresia volumetrică trebuie luată în considerare în acele cazuri în care este necesară pentru condițiile de temperatură (de exemplu, atunci când se construiesc depozite frigorifice). Când funcționează în condiții de temperaturi ridicate, valoarea maximă admisă a temperaturii depinde de durata acțiunii temperaturii și de efortul mecanic al spumei (vezi tabelul 1).
În cazul expunerii pe termen scurt (lipire cu bitum fierbinte), polistirenul din stiren poate, în unele cazuri, să reziste la temperaturi cu mult peste 100 ° C. Cu o sarcină de temperatură mai mare de peste 100 ° C, structura spumată începe să se înmoaie și să se coace.
Toate materialele fac obiectul unor modificări ale dimensiunilor, indiferent dacă acestea sunt materii prime, semifabricate sau produse formate. În cazul spumelor din polistiren, se disting variații ale dimensiunilor, atât în legătură cu efectul căldurii, cât și datorită contracției suplimentare.
Schimbări dimensionale datorate căldurii
Coeficientul de dilatare termică a spumei de polistiren este cuprinsă în intervalul de la 5 • 10 „5 la 7 • 10-5 care corespunde modificărilor intervalului de la 0,05 mm la 0,07 mm per 1 m lungime și 1 grad Celsius. Aceasta înseamnă că, atunci când o schimbare de temperatură de aproximativ 17 ° C, are loc o schimbare reversibilă în lungime de 0,1%, adică 1 mm / m.
În aplicațiile în care materialele sunt supuse unor fluctuații semnificative de temperatură, trebuie avute în vedere măsuri constructive speciale.
De asemenea, este necesar să se ia în considerare reducerea dimensiunilor (comprimării) spumei din stiren la temperaturi scăzute. Dacă presupunem că temperatura de referință este de 20 ° C și presupunem că materialul este răcit până la -20 ° C în timpul utilizării, atunci în acest caz extrem, elementul de 40 cm lungime este scurtat cu cca. 1 mm. Acest lucru trebuie luat în considerare în proiect.
Redimensionarea datorită contracției suplimentare
O contracție suplimentară este reducerea dimensiunilor spumei produse mai mult de 24 de ore în urmă, adică după contracția care apare imediat după finalizarea fabricării, ceea ce este parțial legat de răcirea materialului.
Reducerea dimensiunilor are loc la început relativ repede, apoi încetinește din ce în ce mai mult și se apropie de valoarea limită la care contracția suplimentară nu mai necesită măsuri speciale constructive.
În funcție de condițiile de prelucrare și de densitatea aparentă a spumei, contracția suplimentară a plăcilor de spumă din spuma de stiren se situează în intervalul de la 0,3% până la 0,5%.
O parte semnificativă a contracției suplimentare este îndepărtată în avans printr-o anumită lungime de depozitare a plăcilor de spumă la producător.
În Fig. 3 arată modificarea curbei reziduale reziduale de contracție la 14 zile după fabricare. Valoarea finală este atinsă după aproximativ 150 de zile și se situează în intervalul de la 1,5 mm la 2 mm pe metru (de la 0,15% până la 0,2%). Această modificare a mărimii este permisă în aproape toate cazurile de utilizare a construcțiilor. Spre deosebire de schimbarea termică în dimensiune, contracția suplimentară este ireversibilă.
Dacă în unele cazuri este de dorit să aveți un nivel de contracție suplimentar mai scăzut, atunci plăcile trebuie să fie așezate înainte de consum.
Fig. 3 Modificarea contracției suplimentare reziduale a plăcilor de spumă din stiren după 14 zile de la fabricare
Tabelul 1 Caracteristicile fizice ale spumelor de polistiren
Tabelul 2 Rezistența la rigiditate a stratului de spumă pentru substanțe chimice
+ Rezistent: spuma nu se rupe nici măcar la expunerea prelungită
+ -condițional stabil: cu expunere prelungită, spuma se poate micșora sau stratul de suprafață
- instabil: spuma se micșorează sau se dizolvă, mai mult sau mai puțin rapid
Gama de produse include stirenul VFN 106, din care pot fi produse spume cu rezistență mai mare la hidrocarburi nearomatice decât spumele de tip stirofoam de la alte mărci. Pot fi verificate adecvarea acestui material pentru utilizarea în acest caz sau în acel caz.
Influența radiațiilor și a condițiilor atmosferice
Radiațiile cu energie înaltă, de exemplu, radiațiile ultraviolete cu unde scurte, radiațiile X sau radiațiile y, determină apariția fragilității structurii spumei în timpul expunerii pe termen lung. Acest proces depinde de tipul radiației, de doza și de durata expunerii. În practică, doar radiațiile UV contează. Cu expunere prelungită la razele ultraviolete, suprafața spumei devine galbenă și devine fragilă, ceea ce poate duce la eroziune datorită expunerii la ploaie și vânt. Influența razelor ultraviolete și a eroziunii sunt prevenite în mod fiabil chiar și prin cele mai simple mijloace, de exemplu, vopsirea, acoperirea, cache-ul și altele asemenea. După cum arată experiența din mai multe decenii de utilizare a plăcilor de tavan, proporția de radiații UV în fluxul de lumină din incintă este atât de scăzută încât nu se aplică spumă de polistiren.
2. Proprietăți chimice
Stoopor spumă este rezistent la multe substanțe chimice.
Atunci când se utilizează adezivi, vopsele, solvenți sau vapori concentrați ai acestor substanțe, este totuși necesar să se ia în considerare posibilitatea de avarie. Informații detaliate privind rezistența chimică a spumelor de polistiren sunt prezentate în Tabelul 2.
3. Proprietăți biologice
Straturile de spumă nu pot servi ca mediu nutritiv pentru microorganisme. Penoplastul nu putrezeste, nu este mucegai si nu se descompune. Numai în cazuri speciale, de exemplu, când spuma este foarte murdară, microorganismele se pot multiplica pe ea. În acest caz, spuma însăși îndeplinește numai funcția substratului, fără a lua absolut nicio parte în procesul biologic. Chiar și bacteriile din sol nu cauzează nici un fel de deteriorare a materialului. În general, spumele de polistiren expandat fabricate în mod corespunzător sunt în deplină conformitate cu recomandările relevante ale Ministerului federal al Sănătății din Germania și, în acest sens, sunt permise producția de produse destinate industriei alimentare și alimentelor. Acestea nu au proprietăți dăunătoare mediului și nu dăunează corpurilor de apă. Având în vedere reglementările locale relevante, acestea pot fi eliminate sau incinerate cu deșeuri menajere.
Stropii de spumă păstrează stabilitatea formei la temperaturi ridicate până la 85 ° C. În acest caz, nu există semne de descompunere sau de eliberare a gazelor toxice. Informații detaliate privind comportamentul la temperaturi ridicate, comportamentul la ardere și toxicitatea produselor de descompunere termică sunt furnizate în Informația Tehnică T1 0 / 1-130, "Stiropard Stirpating in Combustion".
Informațiile conținute în aceste informații tehnice se bazează pe cunoștințele și experiența pe care le avem în acest moment. Datorită unui număr semnificativ de factori care pot influența prelucrarea și utilizarea produselor noastre, aceste informații nu eliberează utilizatorului să efectueze propriile teste și controale. Datele acestei broșuri nu pot fi considerate drept garanție obligatorie din punct de vedere legal a anumitor proprietăți ale produsului sau a caracterului său adecvat pentru anumite aplicații. Destinatarul produselor noastre trebuie să respecte, pe propria răspundere, drepturile de protecție existente, precum și legile și reglementările aplicabile.
BASF Aktiengesellschaft Ludwigshafen, Germania
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: