Утеплитель ппс что это: ППС или минплита? Утепляем стены загородного дома

Утеплитель пенополистирол – технические характеристики и нюансы применения

Основные особенности материала, свойства пенополистирола, вопросы с форума и комментарии эксперта

Рынок теплоизоляционных материалов представлен различными категориями, что значительно упрощает выбор подходящего утеплителя для конкретных задач. Один из самых востребованных в частной сфере изоляторов – пенополистирол, его популярность объясняется как высокими техническими характеристиками, так и доступностью. Тем не менее, вокруг него не утихают баталии между сторонниками и противниками, человеку, далекому от строительства, достаточно сложно разобраться, какие из свойств утеплителя реальные, а какие из разряда «страшилок». Мы попробуем облегчить задачу новичкам, да и более опытным умельцам нашего портала будет нелишне освежить информацию. А помогут отделить «зерна от плевел» специалисты Ассоциации производителей и поставщиков пенополистирола.

Рассмотрим:

  • Что собой представляет пенополистирол.
  • Основные характеристики пенополистирола.
  • Сфера применения пенополистирола.
  • Что собой представляет пенополистирол

Зачастую пенополистирол (ППС) называют пенопластом, что вполне оправдано, так как пенопласт – это общее понятие, объединяющее группу вспененных пластических масс (полимеров), к которой и относится ППС.

Юрий Савкин, директор Ассоциации производителей и поставщиков пенополистирола: Пенополистирол – жесткий материал с ячеистой структурой, полученный путем спекания гранул, получаемых из суспензионного вспенивающегося полистирола беспрессовым способом. В России пенополистирол имеет ряд других, широко употребляемых названий: пенопласт, ПСБ — С, вспененный полистирол. В других странах для его обозначения используется аббревиатура EPS (expanded polystyrene). При этом необходимо различать белый вспененный пенополистирол и цветной экструдированный пенополистирол (XPS), который имеет другую структуру, свойства и, собственно, другой способ производства.

ППС выпускается в виде плит различной плотности и толщины, сформованных из гранул одной фракции, однородного белого цвета без характерного химического запаха.

Если разломить плиту, линия отрыва должна проходить не только по границе спекания гранул, но и непосредственно через них.

Наличие постороннего запаха, рыхлость, гранулы разного размера – это признаки некачественного утеплителя, произведенного с нарушением технологии.

Основные характеристики ППС

Так как ППС на 98 % состоит из воздуха и только на 2 % из оболочек вспененного полистирола, его главной характеристикой является минимальная теплопроводность – 0,032-0,034 Вт/(мС). Кроме того, плиты паропроницаемы, но влагостойки, так как даже при полном погружении практически не впитывают воду. То есть, материал достаточно хорошо проводит пар, но не накапливает влагу, в отличие от некоторых других теплоизоляторов.

К отличной теплопроводности, паропроницаемости и влагостойкости стоит добавить устойчивость плит к биологическим поражениям.

Юрий Савкин: Пенополистирол биологически нейтрален, это значит, что плесень и грибок не размножаются на поверхности вспененного полистирола, что доказано многочисленными исследованиями.

Не менее значим и большой срок службы с сохранением характеристик даже в суровых условиях применения.

Юрий Савкин: Пенополистирол был подвергнут пятидесяти циклам замораживания/размораживания в четырехпроцентном растворе хлорида натрия. Раствор соли обеспечивал жесткие условия испытания. По результатам тестов не выявлено никакого влияния на целостность структуры. Сейчас блоки из пенополистирола широко используются в Норвегии для устройства дорог, тоннелей и искусственных насыпей. Наши же исследователи провели испытания с большим количеством циклов и прогнозируют долговечность пенополистирола не менее 100 лет.

Но кроме внешних воздействий, в процессе эксплуатации материал может подвергаться и другим угрозам, одна из них, волнующая наших умельцев – мыши.

nikolaj-be, Участник FORUMHOUSE: Хотелось бы затронуть тему с мышами и пенопластом – слышал, что после посещения пенопласта мышами от него остается труха, правда ли это?

Юрий Савкин: Что касается грызунов, то питательной ценности ППС для них не представляет, однако они могут в нем завестись, как и в любом другом теплоизоляционном материале. Поэтому необходимо выполнять мероприятия, ограничивающие грызунам доступ к утеплителю, и закрывать поверхность облицовочными слоями. Кроме того, мыши и крысы – это вопрос не строительного характера, а скорее гигиенического.

По поводу экологичности производных полистирола баталии не утихают с момента начала производства и по сей день: одни считают материал абсолютно безвредным и экологичным утеплителем, другие – настоящей миной замедленного действия. А истина, как обычно, посредине.

Юрий Савкин: Ранее считалось, что все полимеры весь свой жизненный цикл эксплуатации выделяют вредные вещества, так как процесс полимеризации нельзя довести до конца на 100% молекулах. Это все от того, что когда все в Европе занимались в середине прошлого века химией, мы занимались «кукурузой». Современные технологии и оборудование мирового уровня (зарубежные линии) давно решили эту проблему. На заводе СИБУРа в Перми стоит лучшее по мировым меркам оборудование, применяется передовая на сегодня технология. В процессе сушки выводятся все не связанные в цепочки молекулы стирола. В процессе эксплуатации если он и выделяет что, то, конечно, в пределах, допустимых санитарными нормами. По нашим испытаниям в кубе изделия из пенополистирола менее 0.002 мг стирола (что соответствует нормам ПДК).

Мало кто знает, но стирол находится в таких распространенных продуктах, как орехи и клубника. Во всем мире упаковка из ППС очень востребована – рыбные ящики, стаканчики под горячее, лотки под мясо и т.д.

Еще один из важнейших параметров – горючесть, так как от пожара никто не застрахован, но желательно обойтись без трагических последствий. Пользователей волнует не только горючесть ППС, но и дымообразующая способность.

Юрий Савкин: ППС – горючий материал (Г3), но он не поддерживает горения, так как содержит антипирены. То есть, если поднести горелку и убрать, то максимум через 4 секунды он потухнет. Это при испытаниях. А если пожар, как на заводе ЗИЛ, где горел металл, и температура зашкаливала за 1000⁰С, то сгорит абсолютно все. При горении ППС выделяется углекислый и угарный газы, те же самые, что и при горении дерева. Суть в том, что это количество дыма гораздо меньше, так как плотность ППС в среднем 15 кг/м³, что меньше, чем у других материалов. Но скорость дымообразования выше, чем у того же дерева, поэтому его никогда не применяют в открытых конструкциях. ППС закрывают штукатурным слоем. Например, фасадная система с пенополистиролом и фасадная система с минеральной ватой имеют один класс пожарной опасности – К0.

Сфера применения ППС

ППС – универсальный материал, в зависимости от марки (по плотности), плиты применяют для утепления практически любых ненагружаемых и нагружаемых конструкций. Это и перекрытия, и перегородки, и скатные кровли, и утепление лоджий, балконов или подсобных/хозяйственных помещений. Но основное распространение пенополистирол получил в наружном утеплении ограждающих конструкций в системах «мокрый фасад» или, как они еще называются СФТК (системы фасадные теплоизоляционные композиционные). В обоих случаях это многослойная система, состоящая из утеплителя, армирующего слоя и декоративно-защитного штукатурного слоя.

Юрий Савкин: Пенополистирольные плиты применяются во многих строительных конструкциях в соответствии с нормативами. Основное требование для всех конструкций – пенополистирол не должен нагреваться выше +80°С и должен быть изолирован от внешней среды, как правило, с помощью экранной (гипсокартон, ДСП, ОСБ и т. п.), штучной (кирпич, блок, камень) или штукатурной отделки. Марка пенополистирола должна соответствовать области применения, а толщина утеплителя определяется, исходя из теплотехнического расчета.

Современные реалии таковы, что кроме прочности, надежности и долговечности возводимого здания, огромное значение имеет его энергоэффективность, поэтому без утепления сегодня не обходится практически ни один дом.

Посредством ППС можно предотвратить утечку тепла сквозь все зоны, начиная с фундамента и заканчивая перекрытиями и ограждающими конструкциями.

Немаловажно, что плиты не только характеризуются одним из самых низких коэффициентов теплопроводности, но и доступной стоимостью, что позволит сэкономить не только на эксплуатационных расходах, но и на самом процессе утепления.

Наших пользователей волнует возможность применения пенополистирола внутри.

Mettaly, Участник FORUMHOUSE: Меня интересует вопрос, можно ли утеплять стены пенополистиролом внутри дома?

Специалисты не рекомендуют такой способ.

Юрий Савкин: Утепление жилья изнутри применяется только там, где фасады защищены государством, например во Франции. А утеплять мы все рекомендуем снаружи по теплотехническим показателям. Дело в том, что если утеплить изнутри, то известная «точка росы» выпадет с внутренней стороны несущей стены. И «зло» будет от плесени, которая образуется, а не от ППС. В то же время в квартире из полистирола и пенополистирола очень много изделий: потолочные плитки, розетки и плинтуса, корпуса телевизоров, простая ручка в кармане. Если вы все-таки решили утеплиться со стороны помещения, то обязательно необходимо поверх пенополистирола уложить пароизоляционную пленку, которая будет препятствовать проникновению пара в утеплитель.

При выборе фасадной системы имеет значение паропроницаемость стенового материала, особенно это актуально для конструкций из газобетонных блоков.

Annash2, Участник FORUMHOUSE: Архитектор прислал список материалов для строительства дома. Будут залиты стойки и перекрытие второго этажа, меня смущают стены: газосиликат, 30 см, d 400, пенопласт 5см, штукатурка. Внутри дом также будет оштукатурен. Прочитала тему, но так и не поняла – можно так строить или нет. В онлайн-калькуляторе посчитала – может выпасть конденсат, ставлю d 500, вроде бы допустимо, но все равно сомневаюсь.

Можно ли использовать в подобных ситуациях ППС, зависит от плотности блоков.

Юрий Савкин: Если газобетонные блоки имеют плотность менее 400 кг/м³, то у таких блоков очень высокая паропроницаемость, и ППС здесь не рекомендуется. Но и строить дом из таких блоков я бы себе не стал, так как водопоглощение и паронасыщение тоже очень высокое, следовательно, долговечности никакой. Если же блоки плотностью выше, то использовать пенополистирол в качестве утеплителя можно. Только не 5 см ППС – это непростительная ошибка, даже для южных регионов, минимум 12 см. Посчитайте: увеличение стоимости утеплителя в ваших общестроительных расходах на дом мизерное, но зато весь жизненный цикл вы будете серьезно меньше платить за отопление или кондиционирование. Вообще-то для средней полосы России мы рекомендуем при плотности пеноблоков 500-600 кг/м³ толщину утеплителя 140 мм.

Так как вентилируемые фасады с отделкой сайдингом — одни из самых популярных, форумчан волнует возможность применения в них в качестве утеплителя ППС.

Dump1964, Участник FORUMHOUSE: А можно ли использовать пенополистирол для утепления деревянного дома в вентфасаде под сайдинг? Есть ли рекомендации производителей?

Не стоит искушать судьбу.

Юрий Савкин: В вентфасадах имеется прямой доступ к утеплителю, поэтому в таких случаях применяется негорючий теплоизоляционный материал. Даже в вашем случае, если есть зазоры между облицовкой и теплоизоляцией, любая искра при ветре может залететь в зазор и принести беду. И в то же время, если дом деревянный, а сайдинг виниловый, то при пожаре негорючий теплоизоляционный материал, сами понимаете, не спасет дом.

Также есть ряд объектов, которые запрещено утеплять ППС, независимо от типа системы.

Юрий Савкин: Согласно п. 5.2.3 СП 2.13130.2012, СФТК с ППС применяются везде, кроме зданий классов функциональной пожарной опасности Ф 1. 1 и Ф 4.1 (детские садики, больницы, дома престарелых). Там, где имеются ограничения мобильности.

Итог – пенополистирол, он же пенопласт или вспененный полистирол — это недорогой, практичный и универсальный теплоизоляционный материал. Он, как и другие стройматериалы (дерево, битум, стекло, растворители и т.д.) имеет ряд ограничений, о которых нужно знать и с которыми следует уметь работать, чтобы ваш дом стал по-настоящему энергоэффективным.

_________________________________________________________

Статья была впервые опубликована на www.forumhouse.ru/articles/house/7444

Автор: Анастасия Мингалева

ППС vs ЭППС. Что лучше?

Пенополистирольный пенопласт vs Экструзия. Что лучше?

Особенности нашей климатической зоны, как впрочем, и высокие цены на газ и электричество, все чаще и чаще приводят к мысли, что пришло время вплотную заняться вопросом экономии энергоресурсов, утеплив стены квартиры или загородного коттеджа. Тем более что опыт цивилизованных и развитых стран давно доказал: экономия энергии после теплоизоляции стен составляет в среднем от 30 до 60 процентов. Более точную цифру сказать сложно, так как она зависит от многих факторов, среди которых: среднегодовая температура, выбранный для теплоизоляции материал, применяемый метод утепления и так далее. Но несомненно одно – экономический эффект от утепления стен виден в первый же год!

Пенопласты: качественные характеристики

В зависимости от технологии обработки и состава сырья, выпускаются пенопласты различной плотности и с разнообразными прочностными характеристиками.

На сегодняшний день наиболее известны такие виды пенопластов как:

  • полиуретановые;
  • поливинилхлоридные;
  • феноло-формальдегидные;
  • карбамидно-формальдегидные;
  • полистирольные.

В зависимости от сферы применения выбирается именно тот материал, который будет наиболее полно соответствовать предъявляемым требованиям.

При этом любой вид пенопласта, прежде всего:

  • обладает высокими теплоизолирующими свойствами;
  • разрешен к применению в строительстве;
  • чрезвычайно легок;
  • не подвержен воздействию микроорганизмов;
  • долговечен;
  • прост в обработке.

Тем не менее, пенополистирол быстро разрушается при воздействии различных технических жидкостей, в том числе: бензола, дихлорэтана, ацетона и их паров. Все эти нюансы следует учитывать при выборе декоративных материалов, используемых впоследствии для отделки пенопластовых поверхностей. С такой же осторожностью следует подбирать и смеси для армирования и приклеивания пенопласта.

Несмотря на то, что пенопласт не подвержен воздействию микроорганизмов – благодаря шероховатой поверхности, колонии последних прекрасно на нем закрепляются. Для того чтобы избежать развития грибка на открытой поверхности пенопласта, проводятся штукатурные работы.

Чем лучше утепляться?

На сегодняшний день существует достаточно много видов теплоизоляционных материалов. Основными и самыми популярными в использовании являются следующие виды пенопласта:

1. пенополистирольный пенопласт;

2. экструдированный пенополистирол;

3. пенополиуретан.

 

Мы рассмотрим первые два вида пенопластов: пенополистирольный пенопласт (ППС) и экструзионный пенополистирол (ЭППС). Оба этих материала изготавливаются из полистирола, но отличаются по технологии создания гранул. Но не будем углубляться в нюансы производства, так как нас интересует больше другой вопрос: какой материал лучше по своим свойствам?

Пенополистирольный пенопласт

Главное достоинство ППС – его низкая стоимость. Пенополистирольный пенопласт в среднем на 20-30% дешевле экструзионного пенополистирола. При этом он обладает такими исключительными характеристиками как:

  • низкая водопоглащаемость;
  • паронепроницаемость;
  • не поражается грибками, плесенями и бактериями;
  • долговечность.

При непосредственном контакте с водой, ППС способен поглощать воду в предельно низких количествах (не больше 2% в сутки). Именно по этой причине пенополистирольный пенопласт успешно применяется для подземных сооружений.

ППС паронепроницаемый материал, при этом независимо от плотности пенополистирола значение остается постоянным на уровне 0.05 Мг/(м*ч*Па).

Колонии грибков и бактерий не могут развиваться в ППС, но они успешно функционирует на его поверхности. По этой причине пенополистирольный пенопласт всегда покрывается защитной штукатуркой или другими материалами.

ППС – материал долговечный. Как показали исследования, срок эксплуатации пенополистирольного пенопласта колеблется от шестидесяти до восьмидесяти лет.

Экструзионный пенополистирол

Благодаря своим прочностным и теплоизоляционным характеристикам, экструзионный пенополистирол имеет более широкую сферу применения, чем ППС. Более того, данный вид стройматериала используется при строительстве железных и автомобильных дорог, спортивных площадок, ледовых арен и так далее. Так, например, специальный тип экструзионного пенополистирола применяется для строительства взлетно-посадочных полос, снижая риск промерзания грунта и, как следствие, вспучивания земляного полотна.

Таким образом, главное преимущество и отличие экструзионного пенополистирола от ППС – его высокие прочностные и теплоизоляционные характеристики, в несколько раз превышающие показатели обычного ППС.

Экструзионный пенополистирол обладает такими характеристиками как:

  • низкая теплопроводность; 
  • паронепроницаемость;
  • устойчивость к действию грибков, плесеней, бактерий;
  • малый вес;
  • высокая прочность на сжатие и изгиб;
  • широкий диапазон рабочих температур;
  • минимальное водопоглощение;
  • долговечность.

Поскольку ЭППС паронепроницаем, к проектированию систем вентиляции в доме, утепленном данным материалом, следует подходить с особой тщательностью. Хотя последнее правило распространяется и на дома, утепленные ППС.

ЭППС, как и ППС, обладает устойчивостью к действию грибков, плесеней и бактерий. Поэтому данный материал успешно применяется в местах с повышенной сыростью (подвалы, фундаменты, кровля и так далее).

Более того сфера применения ЭППС намного шире, чем сфера применения пенополистирольного пенопласта. Например, экструдированный пенополистирол используется для:

  • утепления кровли;
  • утепления полов;
  • утепления фасадов; 
  • утепления фундаментов;
  • строительства автодорог;
  • судостроения.

Большую популярность экструдированный пенополистирол приобрел как материал для возведения межкомнатных, межквартирных и офисных перегородок. Плиты ЭППС применяются для теплоизоляции гидротехнических сооружений: бассейнов, турецких бань и прочее. Также ЭППС применяется для термоизоляции холодильных складов (в том числе и предназначенных для хранения продуктов), утепления рефрижераторов и термобудок для транспортировки продуктов питания.

Популярные мифы

Прежде чем перейти к окончательному сравнению, попробуем развеять наиболее популярные мифы об исследуемых теплоизоляционных материалах.

Миф 1. «Все быстро придет в негодность»

С утверждением, что изделия из пенополистирола недолговечны – сталкивался фактически каждый. Как же тогда относиться к официальным лабораторным исследованиям, которые подтверждают тот факт, что пенополистирольные плиты успешно выдерживают циклические испытания, при амплитудном воздействии ± 40°С, в количестве – 80 условных лет эксплуатации?

Единственные факторы, которые могут привести к быстрому разрушению пенопласта – ультрафиолет и механическое воздействие. По этой же причине, необходимо закрывать пенополистиролы материалами, которые препятствуют воздействию факторов внешней среды.

Миф 2. «Мы дышим ядом»

При производстве, как пенопласта, так и экструдированного пенополистирола применяется основной компонент – стирол, он же винилбензол, он же фенилэтилен, он же этенилбензол. Именно по этой причине, многие услышавшие пугающее слово «стирол», рисуют в своем воображении пугающие картины. Тем не менее, стирол относится к веществам второго класса опасности с рефлекторным показателем вредности. Другими словами, большинство моющих средств и стиральных порошков, которыми мы пользуемся ежедневно, относятся к той же группе.

Еще один миф: при эксплуатации пенопласта происходит разложение и выделение ядовитых компонентов. Давайте разберемся. Итак, пенополистиролы состоят на 95-98% из воздуха и даже после пятидесятилетней эксплуатации, в образцах полностью отсутствует признак разложения стирола. Т.е. утверждение о том, что мы дышим ядом – не более чем очередная выдумка.

Миф 3. «Все сгорит ярким пламенем»

Да, пенополистирол относится к горючим материалам (группа горючести Г1-Г4). Но внутри любого помещения есть уйма предметов, которые прекрасно воспламеняются. Так, например, от непотушенной сигареты в первую очередь загораются диваны, ковровые покрытия, изделия из пластика, офисная, бытовая техника, деревянные предметы быта и так далее. И казалось бы, причем здесь пенополистирол? Следуя такой логике, МЧС следует запретить использование обоев, тканей, паркета, линолеума, дерева – оставляя в квартире голые бетонные стены с мебелью из металла.

Для сравнения: температура самовоспламенения ППС – от 210 °С до 440 °С, температура самовоспламенения ЭППС – свыше 460 °С, а температура самовоспламенения обычного хлопка – 253 °С. Цифры говорят сами за себя.

Более того, в большинстве конструкций пенопласты закрыты или не имеют доступа воздуха. Другими словами проникновение искры на поверхность ППС или ЭППС, а также сам процесс горения без доступа кислорода, в принципе невозможны. При этом пенопласты обладают способностью к самозатуханию: горение прекращается в течение 4 секунд после локализации источника огня.

В вопросе определения пожароопасности не менее важны «соседи» ЭППС и пенополистирольного пенопласта. Речь идет о комбинировании пенопластов с другими строительными материалами, а также наличии необходимых защитных слоев при использовании ЭППС и ППС. При соблюдении параметров противопожарной безопасности пенопласты не более горючи, чем другие строительные материалы. Поэтому ЭППС и ППС широко применяются в разнообразных закрытых конструкциях в строительстве и судостроении.

Как следует из проведенного анализа – и ППС, и экструзионный пенополистирол имеют как положительные, так и условно отрицательные характеристики. Несмотря на это наши специалисты склоняются к мнению, что экструдированный пенополистирол, несомненно, материал более долговечный, обладающий большими теплоизоляционными и прочностными характеристиками, по сравнению с ППС.

Основные отличия между ППС и ЭППС (цифры приведены в среднем, в зависимости от производителя пенопластов они могут незначительно отличаться):

  • у ЭППС водопоглощение в десять раз меньше, чем у ППС;
  • сопротивление теплопередачи у ЭППС в 1,3 раза лучше, чем у ППС;
  • прочность на сжатие и изгиб у экструдированного пенополистирола выше в 2,5 раза в сравнении с ППС, при этом ЭППС тяжелее пенополистирольного пенопласта в 1,2 раза;
  • сфера применения экструдированного пенополистирола намного шире, чем сфера применения ППС.

Дополнительно можно выделить такое преимущество ЭППС, как быстрая окупаемость (базовые, усредненные показатели):

  • при утеплении экструдированным пенополистиролом экономия электроэнергии соответствует значению около 225 кВ/час/м2;
  • экономия на отоплении составит в среднем от 10 до 15 долларов/м2 в год.

Как видно, есть существенная разница между двумя сравниваемыми стройматериалами. Более того, существует множество нюансов применения пенопластов, которые невозможно озвучить в рамках одной статьи. Это и необходимость тщательного устройства вентиляции в помещениях, утепленных пенопластами, и выбор конкретной марки ЭППС или ППС, в зависимости от требуемых параметров, и многое другое.  Поэтому прежде чем остановить свой выбор, на каком либо пенопласте – проконсультируйтесь с квалифицированным специалистом. Только опытный профессиональный строитель сможет дать исчерпывающий ответ на вопрос: «Какой из видов пенополистирола подойдет в вашем частном случае?» А также предоставит исчерпывающие пояснения по всем нюансам применения ППС и экструдированного пенополистирола в строительстве.

Если Вы хотите использовать этот материал на своем web-ресурсе, Вы можете скопировать Заголовок и Аннотацию статьи с последующим указанием ссылки на оригинал. Ссылка на источник обязательна. Полное копирование статьи, а также ее рерайт и частичное копирование запрещено. [email protected]

характеристики и вся правда об утеплителе + Фото и Видео

Отопление квартиры в зимнее время обходится нам ой как недешево, а цены на энергоносители с каждым годом непомерно растут. И очень жаль, когда столь дорого обходящееся тепло бесполезно уходит из квартиры наружу. Причем потери эти просто огромны. Впрочем, есть неплохой способ их снизить: обшивание наружных стен дома пенополистирольными, плитами. Этот знакомый всем полистирол характеристики в плане теплоизоляции имеет весьма примечательные. Но так ли хороши его остальные свойства? Сегодня мы об этом расскажем.

О свойствах пенополистирола – подробно и доступно

О теплопроводности

Пенополистирол представляет собой не что иное, как множество пузырьков воздуха, заключенных в тоненькие оболочки из полистирола. При этом соотношение таково: два процента полистирола, остальные девяносто восемь – воздух.

В результате получается некое подобие твердой пены, отсюда и название – пенополистирол. Воздух герметично запаян внутри пузырьков, благодаря чему материал отлично удерживает тепло. Ведь известно, что воздушная прослойка, находящаяся без движения – великолепный теплоизолятор.

По сравнению с минеральной ватой коэффициент теплопроводности у данного материала ниже. Он может иметь значение от 0,028 до 0,034 ватта на метр на Кельвин. Чем плотнее пенополистирол, тем больше значение его коэффициента теплопроводности. Так, для экструдированного пенополистирола, имеющего плотность 45 килограммов на кубометр, этот параметр составляет 0,03 ватта на метр на Кельвин. При этом имеется в виду, что окружающая температура не выше +75% 0С и не ниже -50 0С.

О паропроницаемости и поглощении влаги

Экструдированный пенополистирол имеет нулевую паропроницаемость. А характеристики вспененного пенополистирола, который изготавливается особым образом, иные. Его паропроницаемость варьируется от 0,019 до 0,015 килограмма на метр-час-Паскаль. Это кажется странным, так как, по идее, подобный материал с пенной структурой пар пропускать не способен.

Ответ прост – формовка вспененного пенополистирола производится путем разрезания большого блока на плиты необходимой толщины. Вот и проникает пар через разрезанные вспененные шарики, забираясь внутрь воздушных ячеек. Экструдированный пенополистирол, как правило, не режут, плиты выходят из экструдера уже с заданной толщиной и гладкой поверхностью. Поэтому для проникновения пара этот материал недоступен.

Что касается впитывания влаги, то если погрузить лист вспененного пенополистирола в воду, он впитает ее до 4 процентов. Плотный пенополистирол, изготовленный методом экструзии, останется практически сухим. Он вберет в себя воды в десять раз меньше – всего лишь 0,4 процента.

Видео. Пенополистирол дышит

О прочности

Тут пальма первенства принадлежит экструдированному пенополистиролу, у которого связь между молекулами весьма крепкая. По прочности статического изгиба (от 0,4 до 1 килограмма на квадратный сантиметр) он заметно превосходит рядовой вспененный пенополистирол (его прочность лежит в пределах от 0,02 до 0,2 килограмма на квадратный сантиметр). Поэтому в последнее время вспененного пенополистирола, вырабатывается всё меньше, так как он менее востребован. Метод экструзии позволяет получить более современный материал для изоляции, прочный и влагостойкий.

Чего боится пенополистирол

Пенополистирол никак не реагирует на такие вещества, как сода, мыло и минеральные удобрения. Он не взаимодействует с битумом, цементом и гипсом, известью и асфальтовыми эмульсиями. Нипочем ему и грунтовые воды. А вот скипидар с ацетоном, некоторые марки лаков, а также олифа способны не только повредить, но и полностью растворить этот материал. Растворяется пенополистирол и в большинстве продуктов, получаемых путем перегонки нефти, а также в некоторых спиртах.

Вот только не любит пенопоплистирол (ни вспененный, ни экструдированный) прямых солнечных лучей. Они его разрушают – при постоянном ультрафиолетовом облучении материал становится сначала менее упругим, теряя прочность. После этого дело разрушения довершают снег, дождь и ветер.

Видео. Пенопласт и ацетон — химический опыт

О способности поглощать звуки

Если надо спастись от излишнего шума, пенополистирол стопроцентно не поможет. Ударный шум он несколько приглушить в состоянии, но лишь при условии, что будет проложен достаточно толстым слоем. А вот воздушные шумы, волны которых распространяются по воздуху, пенополистиролу не по зубам. Таковы особенности конструкции и свойства пенополистирола – жестко расположенные ячейки с воздухом внутри оказываются полностью изолированными. Так что для звуковых волн, летящих по воздуху, надо ставить преграды из других материалов.

О биологической устойчивости

Как выяснилось, плесень на пенополистироле жить не способна. Это подтверждено американскими учеными, которые в 2004 году провели ряд лабораторных исследований. Данные работы были заказаны фирмами-производителями пенополистирола из США. Результат их полностью удовлетворил.

Вся правда о безвредности, негорючести и долгом сроке службы

Полистирол способен служить много лет, не теряя своих свойств – испытания показали, что его можно многократно размораживать и замораживать, и качество материала при этом не страдает. Данный материал не подвержен горению, так как в его состав входят специальные вещества – антипирены. Всё это кажется совершенно правильным и неоспоримым, но лишь на первый взгляд. Есть несколько нюансов. О них поговорим далее.

Вопрос экологии

К сожалению, на воздухе пенополистирол окисляется. Причем вспененный пенополистирол, имеющий более рыхлую структуру, сильнее подвержен этому процессу. Экструдированный материал окисляется медленнее, но и его ждет та же участь. Только что уложенный пенополистирол еще и стирол выделяет, так как полная полимеризация материала невозможна на стадии производства. А пока полимеризация не будет завершена, выделение стирола не прекратится.

Производители пытаются оспорить информацию про вредность пенополистирола. Они говорят, что их продукция менее вредна, чем дерево. Имеется в виду выделение деревом вредных веществ при горении. Действительно, при горении пенополистирола образуется двуокись углерода, окись углерода и сажа. Но если пенополистирол нагреть до температуры, превышающей 80 градусов, то происходит выделение паров вредных веществ. В них содержатся пары: стирола, толуола, этилбензола, бензола и оксида углерода. 

Вопрос горючести

На самом деле любой пенополистирол горит. Лукавят производители, заявляя, что он затухает самостоятельно, являясь менее опасным, чем дерево – увы, это не так. Подобное заявление явно противоречит российскому ГОСТу 30244-94, по которому пенопласты по горючести причислены к группам Г3 и Г4 – самым опасным.

Одним из способов извратить факты является эффектное подвешивание пенополистирольной плиты в воздухе, а затем ее поджигание. Для этого на плиту воздействуют снизу зажженной горелкой. Результат говорит сам за себя – выгорает только тот кусочек, который находился в контакте с горелкой, а далее огонь не идет.

Но ведь этот опыт никак не соответствует реальным условиям эксплуатации, и может служить лишь в качестве фокуса. А вот если на плоскость из негорючего материала положить кусок пенополистирола и поджечь, она вовсе не потухнет. Ведь раскаленные капли пенополистиролы, образующиеся при нагревании небольшого кусочка, перенесут огонь на всю его поверхность. Результат не заставит себя ждать – плита сгорит полностью.

Если взять пенополистирол, не включающий в себя антипирены, то его коэффициент образования дыма равен 1048 квадратных метров на килограмм. У пенополистирола с эффектом самозатухания этот показатель больше – 1219 квадратных метров на килограмм. У резины, например, он составляет 850 квадратных метров на килограмм, а у дерева и того меньше – всего 23 квадратных метра на килограмм. Чтобы было понятнее, приведем такие цифры: если задымленность в комнате более 500 квадратных метров на килограмм, то, вытянув руку, можно не увидеть ее пальцев.

Антипирены (чаще всего гексабромциклододексан) добавляют в пенополистирол для увеличения его пожаробезопасности. У нас в стране принято обозначать такой пенополистирол буквой «С». Это должно, по идее, означать, что материал обладает свойством затухать самостоятельно. Но на практике выясняется, что пенополистирол с антипиреном горит ничуть не хуже, чем не содержащий этой добавки. Он лишь загорается хуже, не делая этого самопроизвольно при повышенной температуре. Класс его горючести – Г2, но через несколько лет он превращается в Г3 или Г4 – свойства антипирена со временем ухудшаются.

Однако, следует отметить, что пенополистирол в строительных конструкциях никогда не применяется в открытом виде. Поверх этого материала всегда наносится фасадная штукатурка или монтируется стяжка. Поэтому строительные конструкции, в состав которых входит пенополистирол являются пожаробезопасными. 

Вопрос срока службы

Если правильно эксплуатировать пенополистирол, закрывая его сверху штукатуркой или другим защитно-декоративным слоем, то он прослужит лет 30, не меньше. Правда, на деле всё оказывается не так радужно – то мастера слепят теплоизоляцию наскоро кое-как, то заказчик постарается сэкономить за счет материалов, то неопытный мастер ошибок наделает при монтаже пенополистирольных плит.

Одна из таких ошибок – неправильный расчет толщины утеплителя. Многим кажется, что если взять толстую тридцатисантиметровую плиту пенопласта, то она и прослужит дольше, и в доме теплее будет. Но это не так – материал большой толщины от перепадов температуры пойдет трещинами и волнами, под которые будет проникать холодный воздух. Надо заметить, что в Европе принята норма – утеплять дома снаружи пенополистиролом не более 3,5 сантиметра. толщиной. Это позволяет во время пожара уменьшить опасность отравления.

Как безошибочно выбрать пенополистирол

Пенополистирол является одним из самых популярных строительных материалов. Он легкий, теплый и дешевый, а работать с ним очень просто. Так как спрос велик, то и предложений от производителей появляется всё больше. И каждый из них уверяет, что именно его пенополистирол – самый лучший, а с качеством выше всяких похвал.

1. Теряясь от бесчисленного числа предложений, не спешите покупать материал. Сначала внимательно изучите его параметры. Если вам надо утеплить фасад, берите пенополистирол ПСБ-С, позиционирующийся как самозатухающий. Марка его должна быть не ниже сороковой. А если марка имеет число 25 и менее, то и не смотрите в сторону такого материала – он разве что для упаковки годится, но никак не для строительных работ.

2. При покупке материала проверяйте по каким стандартам он изготовлен. Если производитель изготавливает продукцию не по ГОСТ, а по собственным ТУ, то характеристики материла могут отличаться. Например пенополистирол ПБС-С-40 (сороковой марки) может иметь различную плотность – от 28 до 40 килограммов на кубический метр.

Изготовителю выгодно таким образом вводить покупателя в заблуждение – на производство пенополистирола меньшей плотности уходит меньше средств. Поэтому нельзя ориентироваться лишь на число в названии марки, а надо попросить показать документы подтверждающие технические характеристики пенополистирола.

3. Перед покупкой попробуйте отломить кусочек материала с самого края. Если это окажется низкосортный упаковочный пенопласт, то он разломается с неровным краем, по бокам которого будут видны круглые маленькие шарики. Материал же, полученный методом экструзии, на месте аккуратного разлома имеет правильные многогранники. Линия разлома будет проходить через некоторые из них.

4. Что касается производителей пенополистирола, то лучшими из них являются европейские фирмы «Polimeri Europa», «Nova Chemicals», «Styrochem», «BASF». Не отстают от них и российские компании-производители, такие, например, как «Пеноплэкс» и «Технониколь». Они имеют мощность производства, которой вполне хватает для изготовления пенополистирола весьма высокого качества.

Заключение

Хотя пенополистирол, как выяснилось, горючий материал и выделяет при сильном нагревании вредные вещества, он остается одним из самых востребованных теплоизоляторов. Ведь как утеплитель, пенополистирол имеет массу преимуществ: он самый дешевый, легко режется обычным ножом, почти не впитывает влагу и хорошо держит тепло. Не зря четыре европейских здания из пяти имеют именно пенополистирольное утепление фасада. Причем как жилые дома, так и офисы, и производственные помещения.

Правда, говорить о длительных исследованиях данного материала пока рано – еще и полвека не прошло с начала его использования. Поэтому те, кто говорят о сроке службы пенополистирола более 80 лет, могут подтвердить свои слова только испытаниями в лабораторных условиях. Но им стопроцентно верить не стоит – ведь для того, чтобы получить нужные результаты, можно особые образцы в лабораторию отправить.

Самое главное при эксплуатации пенополистирола во внешней среде – надежно укрыть его от солнечных лучей и атмосферных воздействий. Для этого надо использовать штукатурную смесь, в состав которой входит цемент. Покрытие следует накладывать плотно, не должно остаться ни одного просвета. Иначе крохотный солнечный лучик может со временем полностью разрушить теплоизоляцию.

А вот внутри пенополистирол для утепления применять не стоит, что бы ни утверждали производители. Пусть себе говорят, но ведь в случае пожара их рядом не окажется, а вот продукты горения могут причинить огромный вред, унося здоровье, а порой даже жизни людей. Примером может быть всем известная трагедия в клубе Хромая лошадь, где большинство посетителей просто задохнулись продуктами горения данного утеплителя.

Видео. Пенополистирол — плюсы и минусы

Если вы заметили ошибку, не рабочее видео или ссылку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

что обязательно нужно знать перед началом работ

В обиходе пенополистирол чаще всего встречается именно под названием «пенопласт», но на самом деле это всего лишь одна из его разновидностей. Материал имеет достаточно неплохие характеристики в плане теплоизоляции. Но перед выбором его в качестве утеплителя стоит подробнее изучить и другие свойства. Это поможет понять, почему пенополистирол считают одним из лучших в области теплоизоляционных работ.

Что такое пенополистирол и важные характеристики материала

Под пенополистиролом понимают газонаполненный материал, в основе которого находится полистирол, его производные и сополимеры стирола. Продукт производят путем вспенивания расплавленной полимерной массы, состоящей из гранул стирола, низкокипящей углеводородной жидкостью – пентаном, изопентаном или дихлорметаном. В конце материал формуют для получения плит, в которых и выпускается готовая продукция.

В каких цветах выпускается пенопласт

Основная форма выпуска – листы размерами 1000х1000, 1000х1200, 2000х1000, 2000х1200 мм. Толщина варьируется в пределах 20-100 мм. Пенополистирол имеет ячеистую структуру. Твердое вещество в ней занимает всего 2%, тогда как на пустоты отводится 98%. Они представляют собой миниатюрные полистирольные камеры (ячейки) с воздухом внутри. Именно они обеспечивают водонепроницаемость материала. Среди прочих характеристик пенополистирола стоит отметить:

  • Паропроницаемость – составляет 0,05 мг/м·год·Па (практически паронепроницаем). В экструдированный пенополистирол пар не проникает совсем, поскольку материал не разрезают – его выпускают из экструдера уже в виде готовых плит.
  • Плотность – 10-50 кг/м3. По ней определяются марки материала – по ГОСТ-15588-86 выделяют пенополистирол 15, 25, 35 и 50.
  • Прочность статического изгиба – 0,02-0,2 кг/см2.
  • Теплопроводность – λ = 0,028-0,038 Вт/м·К. Чем больше плотность пенопласта, тем выше степень теплоизоляции.
  • Суточное водопоглощение по объему – до 2%. Плотный пенополистирол, изготовленный методом экструзии и вовсе практически не впитывает воду – он вбирает в 10 раз меньше, чем обычный пенополистирол.

Обратите внимание: для теплого пола оптимально использовать фольгированный пенополистирол. Он значительно повышает изоляционные свойства материала.

Свойства пенополистирола обусловлены его структурой

Виды пенополистирола и их обозначение

В обозначении продукта можно встретить разные буквы, по которым легко определить тип пенополистирола. Стандартно его маркируют так – «ПС». К ним в зависимости от марки продукции добавляются другие буквы и цифры. Существуют разные виды пенополистирола:

  • Беспрессовый (ПСБ, ПСБ-С – самозатухающий вид). При изготовлении не подвергается давлению. Гранулы полистирола просто высушивают при температуре 80 °C, после чего вспенивают. Так повторяют несколько раз, а затем оставляют продукт остывать. Он получается более сбитым, а за счет уменьшения объема использованного пентана – более дешевым.

Беспрессовый пенополистирол

  • Экструдированный (XPS, Extruded Polystyrene). Производится методом экструзии – пропускания через формующее отверстие. Его главное преимущество – абсолютная водонепроницаемость. На рынке известен под такими марками, как «Техноплекс», «Пеноплэкс», «ТехноНИКОЛЬ», URSA XPS. Из-за низкой паропроницаемости и горючести используется для утепления подземных сооружения и фасадов.

Экструдированный пенополистирол

  • Прессовый (ПС). За счет прессования удается получить более плотный и прочный материал, хотя по степени теплоизоляции он ничем не отличается от беспрессового. Материал не получил широкого распространения, поскольку его производство сложнее и дороже.

Прессовый пенополистирол

  • Автоклавный. Производится американской компанией Dow Chemical Company, выпускается под общим названием Styrofoam.

Советуем изучить подробнее: «Все об экструдированном пенополистироле XPS: состав, характеристики, плюсы и минусы, обзор производителей».

Марки беспрессового пенополистирола – как выбрать нужную

Сегодня наиболее распространен беспрессовый пенополистирол. Выбирая, каким пенопластом выполнить теплоизоляцию, необходимо учесть его виды, которые выделяют по плотности:

  • ПСБ-15. Пенопласт с самым невысоким показателем плотности. Используется там, где от утеплителя не требуется особая механическая прочность, например, для теплоизоляции вагонов, мансарды или скатной кровли. Не подходит для внутренней прослойки наружных стен и фасадов капитальных жилых домов.
  • ПСБ-25. Считается самой популярной и даже универсальной маркой. Актуальна для изоляции фасадов, лоджий, стен, пола. Дополнительно может применяться как звукоизоляция.
  • ПСБ-35. Материал с уже повышенной плотностью, которая позволяет использовать его для изоляции подземных конструкций и фундамента. Еще одна сфера применения – изготовление сэндвич-панелей, а также создание несъемной опалубки из пенополистирола.
  • ПСБ-50. Марка с самой высокой плотностью, применяемая там, где есть строгие требования к механической прочности утеплителя. Это сооружение межэтажных перекрытий, строительство дорог в заболоченной местности, устройство полов в гараже или на промышленных объектах, в том числе холодильных помещений.

Разница характеристик перечисленных видов пенополистирольных плит представлена в таблице:

Марка плит

Показатель для сравнения разных марок плит

ПСБ-15

ПСБ-25

ПСБ-35

ПСБ-50

Плотность материала, кг/м3

до 15

15-25

25-35

35-50

Прочность на сжатие при 10% от линейной деформации, МПа

0,07-0,15

0,15-0,18

0,18-0,26

0,26-0,38

Прочность на изгиб, МПа

0,15-0,23

0,32

0,30-0,38

0,38-0,42

Теплопроводность при температуре 25±5 °C и нормальной относительной влажности, Вт/(м·К)

0,032-0,036

0,029-0,033

Влажность плит, %

2

В чем плюсы пенополистирола

Одним из основных преимуществ пенопласта считается его невысокая стоимость по сравнению с другими видами утеплителей. Среди прочих плюсов можно отметить:

  • Биостойкость. Еще в 2004 году американские ученые провели ряд экспериментов, которые доказали, что плесень на пенополистироле жить не может.
  • Длительный срок службы. Составляет не менее 30 лет, но только при соблюдении технологии монтажа.
  • Легкий вес. Обеспечивает простоту транспортировки и монтажа, сокращает длительность работ по утеплению пенопластом.
  • Устойчивость к действию цемента, минеральных удобрений, гипса, битума.

Каковы недостатки пенополистирола

Даже при всех своих преимуществах пенопласт имеет несколько недостатков. Их очень важно учитывать при выборе данного материала в качестве теплоизоляции. К основным минусам относятся:

  • Ограниченная механическая плотность. Пенополистирол после монтажа необходимо защитить от внешних воздействий.
  • Практически полная паронепроницаемость. Это накладывает некоторые ограничения на применение материала в качестве утеплителя.
  • Подверженность воздействию солнечных лучей, атмосферных явлений (снега, дождя, ветра) и различных нитрокрасок, лакокрасочных покрытий, скипидара, олифы, ацетона. Они могут не только повредить, но и полностью растворить пенопласт.
  • Вредные выделения. Только что уложенный утеплитель пенополистирол еще будет некоторое время выделять стирол, поскольку на стадии производства нельзя добиться полной полимеризации. Пока она не завершится сама, стирол будет выделяться. Также при нагреве до отметки выше 80 °C происходит выделение вредных паров: бензола, оксида углерода, толуола, стирола.
  • Относительная огнестойкость. Пенополистирол относится к классам Г3-Г4, т. е. самым опасным. Он горит в области контакта с огнем. Ситуацию несколько исправляют антипирены, которые добавляют в полимерную массу при производстве. Такой пенополистирол имеет в маркировке букву «С», что означает «самозатухающий».

Пенополистирол или минеральная вата – что выбрать

При выборе между двумя материалами стоит брать в расчет 2 основные характеристики: теплопроводность и паропроницаемость. Они определяют требуемую толщину утеплителя, а также тот факт, будет ли на нем образовываться влага.

Паропроницаемость пенопласта – 0,05 мг/м·год·Па, т. е. материал очень плохо пропускает через себя пар. Это определяет некоторые особенности применения данного утеплителя.

  • С тяжелыми плотными материалами (бетоном, кирпичом).

К примеру, лист пенопласта толщиной 10 см будет иметь сопротивление паропроницанию 2 м2·ч·Па/мг, тогда как у стены из бетона толщиной 30 см (стандартная толщина стен панельного дома) этот параметр составит 10 м2·ч·Па/мг, а у кирпичной кладки средней толщины 38 см – 3,5 м2·ч·Па/мг. Таким образом, большая часть влаги будет конденсироваться не в пенопласте, а в бетоне или кирпиче, но благодаря их высокой теплоемкости и плотности роса в них конденсироваться не будет.

Сравнение толщины слоев с одной теплоизоляцией, но из разных материалов

  • С легкими пористыми материалами, в частности, с газобетонными блоками.

У газобетона стандартной ширины 30 см и пенопласта толщиной 10 см практически одинаковое сопротивление пару, но при этом газобетон имеет коэффициент паропроницаемости 0,2 мг/м·год·Па, что больше, чем у пенополистирола (0,05 мг/м·год·Па).

Кроме того, газобетонные блоки более легкие, чем бетон или кирпич. Из-за этого именно в газобетоне и будет задерживаться пар, а точнее – его будет задерживать там пенопласт. Все это может привести к серьезным проблемам, особенно при нахождении точки росы внутри стены.

Так в чем же разница между пенополистиролом и минеральной ватой

Описанные свойства пенополистирола накладывают ограничения на его применение в качестве утеплителя. Его нельзя совмещать с деревом и прочими «дышащими» материалами, поскольку он будет вызывать их прение.

Минеральная вата лишена такого недостатка – за счет высокой паропроницаемости (0,3 — 0,6 мг/м·год·Па) ее можно совмещать с любыми материалами. Минвата легко впитывает пар и так же легко с ним расстается. Но, работая с ней, очень важно соблюдать одно условие – утеплитель должен вентилироваться. Это необходимо, чтобы исключить намокание минваты, поскольку в таком случае коэффициент ее теплопроводности (0,045 – 0,055 Вт/м·К) значительно снижается. При качественной вентиляции вата просохнет, и вода из нее выйдет наружу.

Минеральная вата выпускается в форме плит и рулонов

Изучите подробнее один из популярных видов минваты: «Что нужно знать про базальтовый утеплитель: состав, характеристики, плюсы и минусы, виды и обзор популярных производителей».

Какие еще отличия стоит учесть при выборе между минеральной ватой и пенополистиролом:

Параметр

Минеральная вата

Пенопласт

Удельная масса

В зависимости от плотности в 2-10 раз тяжелее пенопласта.

Очень легкий материал, практически не несет дополнительной нагрузки на конструкции.

Звукоизоляция

Отличный уровень звукоизоляции.

Посредственная защита от звуков. Может только немного их приглушить.

Водопоглощение

Минвата по этому параметру похожа на большую мочалку – при контакте с водой она немедленно ее впитывает.

Очень низкое, а у экструдированных – нулевое.

Особенности применения

Не рекомендована к применению для утепления:

  • внутренних стен;
  • подвалов и фундаментов;
  • перекрытий под стяжку.

Используется для трубопроводов, фигурных конструкций, крыш с деревянной стропильной системой.

Не рекомендован для утепления:

  • внутренних стен;
  • подвальных помещений изнутри;
  • фундаментов;
  • конструкций из пористых материалов и дерева.

В случае с древесиной может применяться, но только при исключении контакта дерева с боковой частью пенопласта.

Пенопластом можно утеплять стены из тяжелых материалов:

  • шлакоблоков,
  • бетона,
  • кирпича и пр.

Поверх пенопласт закрывают штукатурным слоем. Толщина не изолированного огнеупорного слоя штукатурки должна составлять не менее 5 мм для наружного утепления и не менее 2 см для внутреннего.

Как правильно выбрать пенополистирол

Выбирая такой утеплитель, важно правильно рассчитать его толщину. Здесь не действует правило «чем толще, тем лучше». При большой толщине из-за перепадов температуры внутри материал пойдет волнами и трещинами. В Европе даже действует ограничение – для утепления фасада дома не использовать пенополистирол толщиной более 3,5 см.

Но для получения более точной величины необходимо произвести теплотехнический расчет ограждающей конструкции. В этом поможет СП 23-101-2004 «Проектирование тепловой защиты зданий». В целом, при выборе пенополистирола помогут следующие рекомендации:

  • Обязательно учитывайте плотность материала (от 25 до 50), поскольку от нее зависит прочность теплоизоляции.
  • Проверяйте, по каким стандартам изготовлен продукт. Если это ТУ, а не ГОСТ, то технология может быть другой.
  • Если возможно – перед покупкой отломите кусочек материала и посмотрите на его край. По линии разлома должны получиться правильные многогранники.
  • Отдавайте предпочтение известным производителям: «ТехноНИКОЛЬ», BASF, Styrochem, Nova Chemicals, Polimeri Europa и пр.

Выводы

Утепление дома пенопластом – экономичный и быстрый вариант создания качественной наружной теплоизоляции. Такой материал самый дешевый, легко режется обычным ножом, а еще почти не впитывает влагу и хорошо удерживает тепло. Но важно не забывать о его горючести и «боязни» солнечных лучей. Такой утеплитель должен быть надежно укрыт качественной штукатурной смесью на основе цемента. В таком случае он прослужит весь заявленный срок эксплуатации.

что это: применение, вред, отзывы

Содержание   

На вопрос «что такое пенополистирол?» есть краткий и лаконичный ответ. Полистирольный пенопласт (утеплитель) – это современный, экологически чистый материал, который изготовлен из веществ, не способных нанести вред человеку.

Пенополистерол экструдированный 1200x600x50

Эти компоненты абсолютно нейтральны для здоровья. Фольгированный пенополистирол практически незаменим при проведении утепления подземных частей зданий, стен подвалов. Мы также рекомендуем ознакомиться с производством пенополистирола.

1 Особенности материала

Фольгированный пенополистирол, как и другие его аналоги, может применяться в тех местах, где прочие виды теплоизоляционных материалов не могут быть использованы ввиду того, что там может происходить капиллярное поднятие грунтовых вод.

Таким образом, применение пенополистирола обусловлено предохранением гидроизоляции от факторов окружающей среды, которые могут нанести ей непоправимый вред.

Представленный материал имеет свой ГОСТ. ГОСТ 15588-86 (по нему делается фасадный декор из пенопласта с покрытием) регламентирует состав, свойства и применение пенополистирола.

Если сравнивать представленный утеплитель с таким материалом, как минвата, то лучше предпочесть первое.

Пенополистирол — теплоизоляционный материал для стен

Дело в том, что минвата не обладает таким спектром полезных характеристик, хотя в некотором отношении она все-таки лучше пенополистирола.

Кроме того минвата – это негорючий материал и она неспособна нанести вред здоровью человека. Все это обозначается в соответствующем ГОСТе.

Лучше всего в первую очередь обратить внимание на влагостойкие характеристики полистирольного пенопласта, которые сочетаются с его легкостью надежностью и долговечностью.

При выборе утеплителя, лучше всего отдавать предпочтение пенополистиролу, так как и эти изделия не такие тяжелые, как минвата и отличаются высокой степенью удобства при монтаже.

ГОСТ 15588-86 (на утепление фасадного остекления) на данный утеплитель допускает 120-летний срок службы материала. При этом в ГОСТе упоминается о том, что при его использовании не может быть нанесен вред человеческому организму.

Стоит отметить, что при неправильной транспортировке минвата может проникать в верхние дыхательные пути, тем самым нанося вред человеческому организму.

Исходя из этого, можно понять, что пенополистирольный утеплитель лучшее, а главное безопаснее, чем минвата.

Пенополистирол — утепление стен

Он не способен причинить даже минимальный вред организму. В ГОСТе на данную продукцию указанно, что срок службы этого материала в условиях Крайнего Севера может составлять более 50 лет.

Этот утеплитель изготавливается из полистирола в процессе так называемого термального вспучивания гранул путем воздействия на них газообразующих элементов.

В процессе производства оказывается минимальный вред на окружающую среду. В ГОСТе 15588-86 присутствует полное название этого утеплителя – газонаполненный полистирольный пенопласт и утеплительные материалы для фасада Isover.

Внешне данный утеплитель представлен в виде небольших гранул, которые спеклись между собой под воздействием высоких температур. ГОСТ 15588-86 строго регламентирует размер гранул вещества.

Их размер колеблется в пределах от 1 до 10 мм и может зависеть от прямого назначения и нужной плотности изделия.

В ГОСТе также указанно, что пенополистирольные гранулы могут быть неоднородными по своей структуре.

Каждая из гранул содержит в себе огромное количество тонкостенных микроскопических ячеек. Это во много раз увеличивает параметр площади соприкосновения вещества с воздухом.

Пенополистирол изготовленый из шариков

Представленный пенопластовый утеплитель на 98% состоит из воздуха, этим и обусловлены его уникальные свойства. Отзывы о данном материале в большинстве своем положительные, кроме отличных теплоизолирующих свойств часто упоминается, что он не может принести вред человеческому организму как утепление фасада пенополиуретановым утеплителем.

к меню ↑

1.1 Области применения пенополистирола

Представленный материал, благодаря своим выдающимся техническим и эксплуатационным характеристикам в строительной сфере применяется практически повсеместно.

Вспененный полистирол может применяться как изоляционный материал. Кроме того изделие может успешно выполнять функцию наполнителя.

В некоторых случаях пенопласт даже может способствовать разрешению проблем, связанных с неудовлетворительным качеством почвы.

Он может быть применен для формирования насыпей во время строительства дорожного полотна или мостов.

Пенополистирол ПСБ-С-35 2000×1000х180

Экструдированный пенополистирол активно применяется для осуществления изоляции как внутренних, так и наружных стеновых конструкций, полового покрытия и кровель.

Строительные материалы выполненные с применением пенополистирола могут с высокой степенью эффективности применяется для формирования теплоизоляционных покрытий, как в новых зданиях, так и в недавно реконструированных.

Представленное вещество может использоваться в качестве опалубки несъемного типа при проведении строительства промышленных и жилых зданий. Материал применяется при создании таких объектов, как:

к меню ↑

2 Свойства пенополистирола

Пенополистирол ПСБ-С 25

Представленный материал обладает достаточно низкой удельной теплопроводностью. Таким образом, пенополистирол является практически идеальным утеплителем, который может обеспечивать высокую способность к сбережению тепла.

Эта особенность объясняется структурой материала, который практически полностью состоит из воздуха.

Коэффициент теплопроводности вещества может колебаться в промежутке между 0,032 и 0,043 Вт/(м∙К).

Этот показатель во много раз ниже, чем у дерева, кирпича, керамзита и других утеплительных строительных материалов.

Низкий уровень теплопроводности сказывается на возможности высокого уровня энергообеспечения.

Применение пенополистирола как теплоизолятора, при строительстве зданий позволяет при дальнейшей его эксплуатации в значительной мере сократить расходы, связанные с отоплением.

Высокие энергосберегающие свойства позволяют активно применять изделие для того, чтобы защищать трубопроводы от чрезмерно замерзания.

Представленное вещество обеспечивает надежную звукоизоляционную защиту от ударных шумов. Этот эффект напрямую связан со способностью вещества преобразовывать энергию звука в энергию тепла.

Пенополистирол ТЕХНОПЛЕКС

Исходя из этого, благодаря ячеистой структуре полистирольного пенопласта представленный материал и обладает эффективными звукопоглощающими качествами.

Стоит отметить, что материал обладает высокой степенью структурной стабильности, колеблющейся в широком температурном диапазоне.

При этом заниженные температуры не способны влиять на механические, химические и физические параметры вещества.

При увеличении температуры до +90°С, даже во время длительного воздействия вспененный полистирол не будет кардинально изменять свои свойства.

В связи с тем, пенополистирол является полностью синтетическим, он не воспринимается как пища насекомыми и микроорганизмами, что не способствует их размножению.

Этот материал является абсолютно непригодным для выживания в нем бактерий или вредоносного грибка.

Представленное изделие отличается высокой сопротивляемостью к диффузии водяных паров и повышенным коэффициентом влагостойкости.

Пенополистирол экструдированный (экструдия)

Изделия не могут быть растворенными в воде и не способны впитать ее. Таким образом, утеплитель не подвергается деформированию и разбуханию.

Такая высокая степень устойчивости к воздействию влаги способствует тому, что пенопластовые изделия могут использоваться для того, чтобы утеплять фундамент зданий экструдированным пенополистиролом. Особенно это актуально в ситуациях, когда утепляющий материал плотно контактирует с грунтом.

Стоит отметить, что показатель плотности пенополистирольных изделий достаточно низок и равняется 15-50 кг/м³, однако, наряду с этим вещество обладает высокой прочностью на сжатие, растяжение и изгиб.

Это способствует применению изделия в качестве прочного строительного материала, который на протяжении долгого времени способен выдерживать механическую нагрузку и при этом не подвергаться деформации. Таким образом, из-за сравнительно небольшой массы переставленного материала можно:

  • Не использовать специальное оборудование при перемещении изделий;
  • Снизить расходы на строительство;
  • Значительно сократить сроки монтажа конструкций.

По сути, пенополистирольные элементы – это пластик, а потому, при правильной эксплуатации, материал способен сохранять свои физические свойства неизменными на протяжении длительного времени.

Пенополистирол экструдированый

Стоит отметить, что гранулы пенопласта состоят из молекул углерода и водорода. Этим обусловлена высокая степень экологической чистоты материала.

Полистирольный пенопласт не проявляет ядовитых свойств, не образует пыли и не наделен запахом.

Токсичные вещества из него также не выделяются. Этот утеплитель достаточно легко пропускает воздух, а потому все конструкции, в которые он включен «дышат».

Пенопластовые блоки с легкостью подаются предварительной обработке и не оказывают раздражающее воздействие на кожу и слизистые оболочки

Как уже упоминалось выше отзывы о пенополистироле в большинстве своем положительные.

Виталий, 38 лет, Калуга:

Решил заняться утеплением квартиры и начать с лоджии. В качестве утепляющего материала использовал пенопласт. Отлично режется и монтируется. Советую применять именно его.

Слой пенополистирола на фасадной стене дома

Сергей, 54 года, Вологда:

У меня во дворе частного дома есть флигель. Надумал утеплить его стены для того, чтобы пожить в нем до поздней осени. Использовал плиты пенополистирола. Теперь внутри тепло держится очень хорошо. Всем рекомендую этот материал.

Василий, 35 лет, Воронеж

Занимаюсь продажей утеплительных и строительных материалов. Пенополистирол клиенты разбирают с прилавка практически сразу. Все им очень довольны.

к меню ↑

2.1 Что лучше выбрать: пенопласт или минвату?

Минвата однозначно проигрывает пенопласту по параметрам теплоизолирующих свойств. Теплопроводность пенополистирола значительно лучше.

Однако минвата обладает отличными показателями пожаробезопасности. Это изделие имеет высокую степень устойчивости к возгоранию.

У пенопласта такой устойчивости нет. Уровень теплопроводности пенопласта находится на высоте и минвата значительно ему проигрывает.

Укладка пенополистирола

Минеральная вата обладает высокой степенью устойчивости к спонтанным возгораниям. Характеристика паропроницаемости минеральной ваты значительно превосходит этот параметр у ее конкурента.

Наряду с этим пенопласт обладает очень высокой степенью гигроскопичности, потому пенопласт может применяться в среде с повышенной степенью влажности и отличается низкой стоимостью.

Удобство пенопласта заключено в том, что его вес в несколько раз меньше, чем вес минеральной ваты, кроме того, этот материал может обрабатываться с легкостью недоступной при обработке минваты.

Есть один минус – пенополистирольные плиты с некоторыми трудностями подвергаются стыковке друг с другом. С другой стороны, минеральная вата обладает высокой степенью устойчивости практически ко всем видам органических веществ и грибков.

Наряду с этим пенополистирол в значительной мере подвержен воздействию всевозможных растворителей органического происхождения, но грибки и плесень на нем не приживаются.

Экструдированный пенополистирол неокрашенный

Очевидно, что процесс осуществления выбора утеплителя является сложной и многоплановой задачей. Для того чтобы ее решить с высокой степенью эффективности необходимо внимательным образом учитывать сложившиеся условия и свои собственные приоритеты в том числе.

Важно отдавать предпочтение только хорошо проверенным отопительным системам. Надо также помнить о правильном подборе наиболее оптимальной толщины теплоизоляционного материала.

Минеральная вата способна с достаточной легкостью пропускать через себя влагу. Это свидетельствует о том, что данный материал незаменим при осуществлении утепления дома, построенного из дерева или брусьев.

Важно помнить, что под слоем пенопласта дерево быстро подвергается гниению. В этом случае сначала следует позаботиться о монтаже так называемого парабарьера, а затем закрепить обрешетку.

Минеральные плиты, в большинстве случаев, прокладываются двухслойно. Это делается для того, чтобы не создавались так называемые «мосты холода».

Сверху материал покрывается пленкой, обеспечивающей гидроизоляцию. При утеплении балкона почти всегда предпочтение отдается пенополистиролу так как при осуществлении монтажа не нужно применять обрешетку, что положительно сказывается на экономии балконной площади.

Сразу следует обратить внимание на то, что выбранный утеплитель должен обязательно соответствовать тем климатическим условиям, в которых он используется.

к меню ↑

2.2 Плюсы и минусы пенополистирола (видео)

Экструзионный пенополистирол | утеплитель пенополистирол: характеристики, плотность

ПЕНОПЛЭКС® представляет собой вспененный экструдированный пенополистирол, изготавливаемый методом экструзии из полистирола общего назначения.

Процесс экструдирования пенополистирола разработан более 50 лет назад в США. Данный метод позволяет получить экологически чистый утеплитель с равномерной структурой, состоящий из миллионов мелких ячеек размерами 0,1-0,2 мм. Экструдированный пенополистирол Пеноплэкс отличается множеством полезных свойств: не боится воды, имеет малую массу и легко монтируется. Пеноплэкс – великолепная наружная теплоизоляция и не менее эффективная теплоизоляция внутри помещений.  

Преимущества утеплителя Пеноплэкс:

  • низкая теплопроводность;
  • минимальное водопоглощение;
  • высокая прочность на сжатие;
  • долговечность;
  • морозостойкость;
  • экологичность.

Утеплитель ПЕНОПЛЭКС® обладает стабильно низким расчетным коэффициентом теплопроводности, поэтому для теплоизоляции дома требуется гораздо более тонкий слой ПЕНОПЛЭКС®, чем других утеплителей.

ПЕНОПЛЭКС® — экструзионный пенополистерол: технические характеристики

Физико-механические свойства

Технические нормы

Ед. изм.

«ПЕНОПЛЭКС»

Прочность на сжатие при 10% линейной деформации, не менее

ГОСТ EN 826-2011

МПа (т/м2)

0,20
(20)

Предел прочности при статическом изгибе

ГОСТ 17177-94

МПа

0,25

Водопоглощение за 24 часа, не более

ГОСТ 15588-86

% по объему

0,4

Категория стойкости к огню

ФЗ-123

группа

Г3 (с антипиренами)

Коэффициент теплопроводности λлаб.

ГОСТ 30256-94

Вт/м∙ºК

0,033

Стандартные размеры

толщина

ТУ 5767-006-54349294-2014

мм

20, 30, 40, 50, 60, 80, 100, 120, 150

ширина

600

длина

1200

Температурный диапазон эксплуатации

ТУ 5767-006-54349294-2014

ºС

-100…. +75

Области применения:

Утепление экструзионным пенополистиролом широко применяется в промышленном и гражданском, в том числе малоэтажном строительстве, сельском хозяйстве, холодильной промышленности, строительстве спортивных сооружений, а также при прокладке железных дорог, взлетно-посадочных полос, автомагистралей и трубопроводов.

Утеплитель ПЕНОПЛЭКС® — по природе химически инертен, не подвержен гниению, упруг и пластичен. Работать с ним можно при любых погодных условиях без каких-либо средств защиты от атмосферных осадков.

Утеплитель пенополистирол, плиты из которого легко обрабатываются и чрезвычайно просты в монтаже, становится все популярнее буквально день ото дня, являясь наиболее востребованным теплоизоляционным материалом не только современности, но и обозримого будущего.

ПЕНОПЛЭКС® — яркий представитель нового поколения теплоизоляционных материалов. Он идеально подходит для решения задач по сбережению тепла. Основные достоинства материала делают его незаменимым в гражданском и промышленном строительстве.

 

По вопросам сотрудничества обращайтесь к дистрибьюторам ПЕНОПЛЭКС® в своем регионе.

Пенополистирол ППС 10 (ПСБ-С 15), 50мм. V = 0.72м3

Область примененияСкатные кровли и мансарды
Плоские кровли
Вентилируемый фасад
Слоистая/колодцевая кладка
Каркас полы, потолки, стены
Полы под цементную стяжку

Средняя плотность, кг/м310-15

ТипПенополистирол

Коэффициент теплопроводности при t=25±5°С , λ25, Вт/м°С0.043

Прочночть на сжатие при 10% деформации, МПа0,04

Предел прочности при статическом изгибе, МПа 0,06

Стандартные размеры рулона/плиты, мм1200х1000х50

Кромка плитыПрямая

Объем материала в упаковке, м30,72

Способ упаковкиПолиэтилен

Особые свойстваВозможны другие размеры плит под заказ

ПСБ-С 15 — применяется в качестве утеплителя для гаражей, бытовок, контейнеров, вагонов, а так же для утепления и звукоизоляции конструкций, не подвергающихся высоким механическим нагрузкам. Материал идеально подходит для утепления дачных каркасных домиков — утеплитель для пола, утеплитель для стен, утеплитель потолка, межэтажные перекрытия.

В то же время это легкий теплоизоляционный материал, который экологически безопасен. (К примеру, все знают, что из пенополистирола, или по-простому из пенопласта изготавливают легкие и крайне дешевые контейнеры для пищи) Международный строительный код (IRC) классифицирует пенополистирол как один из наиболее энергоэффективных и экологически чистых утеплителей. Британский рейтинг BRE* присваивает пенополистиролу высший класс экологичности А+. Французская Ассоциация производителей пенополистирола ECOPSE стимулирует производителей к совершенствованию производственных технологий с помощью введения «зеленого» лейбла — «Uni’vert PSE». Лейбл «Uni’ vert PSE» присуждается по результатам эко-аудита при условии соответствия кандидата строгим требованиям, ежегодно французские производители успешно проходят этот аудит, подтверждая безопасность пенополистирольной продукции.

В то же время Московский НИИ Гигиены им. Ф.Ф.Эрисмана утверждает, что в пробах воздуха помещения, стены которого облицованы панелями со средним слоем пенополистирола нет следов стирола (согласно заключению Московского НИИ Гигиены им. Ф.Ф. Эрисмана № 03/ПМ8), что развеивает миф о вредных выделениях при утеплении пенополистиролом.

Размеры:








Размер листа (мм) для марок 15, 25, 35, 50

  Кол-во в упаковке  
м3

  1000 х 1200 х (20, 30, 40, 50, 60, 100, 120, 150, 200)  

0,72

  2000 х 1200 х (50, 100, 120, 150, 200)

1,44

  3000 х 1200 х (50, 100, 120, 150, 200)

2,16

  600 х 1200 х (50, 100, 120, 150, 200)

0,432

  2300 х 1200 х 50

1,656

  3000 х 1200 х 50

2,16

Физико-технические характеристики:










Наименование показателей

Норма для плит марок

15

25

35

50

50D

  Плотность, кг/куб. м

10,0-15,0

15,1-25,0

25,1-35,0

35,1-50,0

40,0-55,0

  Прочность на сжатие при 10% линейной деформации, МПа, не менее

0,04

0,08

0,14

0,16

0,5

  Предел прочности при изгибе, МПа, не менее

0,06

0,16

0,20

0,30

0,7

  Теплопроводность в сухом состоянии при (25±5) С, Вт/(м•К), не более

0,043

0,041

0,038

0,041

0,045

  Время самостоятельного горения плит типа ПСБ-С, с, не более

4

4

4

4

4

  Влажность, %, не более

12

12

12

12

12

  Водопоглощение за 24 ч, % по объему, не более

4

3

2

2

1,5

Применение:

— Утепление стен.

Полистирольный пенопласт можно применять как для наружной, так и для внутренней теплоизоляции стен и балконов. К внешней стороне стены теплоизоляционные плиты крепятся с помощью монтажных приспособлений или приклеиваются мастикой, клеем, цементным раствором.Пенополистирол обязательно нужно защищать от прямого воздействия открытого пламени. Для этого используют различные негорючие материалы: кирпич, керамическую плитку, стальной или алюминиевый профиль, различные штукатурки и др. Прекрасный теплоизолирующий эффект достигается при использовании пенополистирола для теплоизоляция стен и внутренних помещений. В этом случае материал проявляет свои шумозащитные свойства. Ощутимо повышается комфортность помещений. Однако и в этом случае пенополистирол необходимо защищать от открытого пламени. Для этих целей прекрасно подходят гипсокартонные листы. Для стен предпочтительный метод изоляции — установка плит пенополистирола толщиной около 40 мм в полость стены на поверхность внутренней ее части с небольшим зазором между наружной частью стены для предотвращения мостика, по которому может передаваться влага. Плиты по размеру и форме легко нарезаются ножом или пилой с мелким зубом и крепятся простыми стеновыми анкерами с шагом 400…500 мм по вертикали и 900…1000 мм по горизонтали. Другой вариант теплоизоляции заключается в креплении плиты пенополистирола непосредственно к наружной или внутренней поверхности. Для наружного крепления рекомендуется плита толщиной 50…80 мм, для внутреннего — 20…30 мм. В обоих случаях плиты крепятся адгезивными клеящими составами или механическими креплениями. В обоих случаях необходима облицовка. При внутреннем креплении плиты из пенополистирола обшиваются гипсокартонными листами или покрываются обычной штукатуркой. При наружном креплении плит — их поверхность отштукатуривается двумя слоями цементного раствора, нанесенного на прочную основу (например, металлическую сетку).

Полифениленсульфид (PPS) Пластик: свойства и применение


Полифениленсульфид (ПФС) представляет собой полукристаллический высокотемпературный технический термопласт . Это жесткий и непрозрачный полимер с высокой температурой плавления (280 ° C). Он состоит из звеньев пара-фенилена, чередующихся с сульфидными связями.

PPS предлагает отличный баланс таких свойств, как:

Кроме того, его легко обрабатывать, так как его прочность повышается при высоких температурах.

Эти активы делают полифениленсульфид выбранной альтернативой металлам и термореактивным пластикам для использования в автомобильных деталях, бытовой технике, электронике и некоторых других областях.

Некоторые из основных производителей PPS включают:

» DSM — Xytron ™
» Toray Resin Company — TORELINA®, TORAYCA®
»RTP Company — RTP 1300 series
» Solvay — Ryton®, PrimoSpire , Tribocomp®
»Celanese — FORTRON®, CoolPoly®, Celstran®
» Полипластики — DURAFIDE®
»SABIC — LNP ™ LUBRICOMP ™, LNP ™ STAT-KON ™, LNP ™ THERMOCOMP ™ и др.
» Lehman & Voss ®

»Просмотр> 1600 коммерчески доступных марок PPS и> 80 поставщиков в базе данных Omnexus Plastics

Эта база данных по пластику доступна всем бесплатно.Вы можете отфильтровать свои варианты по свойствам (механические, электрические…), приложениям, режиму преобразования и многим другим параметрам.

Из чего сделан PPS?

Первый коммерческий процесс для PPS был разработан Эдмондсом и Хиллом (патент США 3 354 129, 1967 г.), работая в Philips Petroleum под торговой маркой Ryton.

Сегодня все коммерческие процессы используют улучшенные версии этого метода. PPS получают реакцией сульфида натрия и дихлорбензола в полярном растворителе, таком как N-метилпирролидон, и при более высокой температуре [около 250 ° C (480 ° F)].

В оригинальном процессе, разработанном Philips, полученный продукт имеет низкую молекулярную массу и может использоваться в этой форме для нанесения покрытий. Для получения литых марок ПФС отверждают (удлиняют цепь или сшивают) около точки плавления полимера в присутствии небольшого количества воздуха. Этот процесс отверждения приводит к:

  • Увеличение молекулярной массы
  • Повышенная прочность
  • Потеря растворимости
  • Снижение текучести расплава
  • Снижение кристалличности
  • Потемнение в цвете (коричневатый цвет в отличие от этого линейного сорта PPS не совсем белый)

Со временем сообщалось о модификации процесса, чтобы исключить стадию отверждения и разработать продуктов с улучшенной механической прочностью .

Regular PPS — это не совсем белый линейный полимерный материал с умеренной молекулярной массой и механической прочностью. При нагревании выше температуры стеклования (Tg ~ 85 ° C) он быстро кристаллизуется. Три основных типа PPS включают:

Linear PPS
  • MW этого полимера почти вдвое больше, чем у обычного PPS.
  • Увеличенная длина молекулярной цепи обеспечивает высокую прочность на разрыв, удлинение и ударную вязкость

Отвержденный ППС
  • Получено при нагревании штатных ПФС на воздухе (O 2 )
  • Отверждение приводит к удлинению молекулярной цепи и образованию некоторых ответвлений молекулярной цепи, увеличивает молекулярную массу и обеспечивает некоторые характеристики, подобные термореактивным.

Разветвленная ППС
  • Имеет более высокую МВт, чем обычный PPS
  • Основа вытянутой молекулы имеет расширенный полимерный подбородок, ответвляющийся от него
  • Разветвленный PPS с улучшенными механическими свойствами, прочностью и пластичностью

Основные свойства полифениленсульфида (PPS)

В предыдущем разделе мы обсудили общие характеристики полифениленсульфида.Также важно упомянуть, что есть несколько других свойств полифениленсульфида , которые следует учитывать, прежде чем использовать его для конкретного применения. Давайте подробно обсудим все свойства PPS…

Кристаллическая структура и физические свойства

ППС представляет собой полукристаллический полимер .

  • Элементарная ячейка орторомбическая (a = 0,867 нм, b = 0,561 нм, c = 1,026 нм)
  • Теплота плавления идеального кристалла PPS была рассчитана как 112 Дж / г.
  • В зависимости от термической истории, молекулярной массы и статуса сшивки (линейная или нет) степень кристалличности колеблется от 0.От 30 до 0,45%
  • Аморфный и сшитый PPS можно получить:
    • Нагрев материала выше температуры плавления
    • Охлаждение примерно на 30 ° C ниже температуры плавления и
    • Подержать несколько часов при наличии воздуха

Знание о кристаллизационном поведении PPS очень важно для понимания рекомендуемых параметров обработки.
В следующей таблице показаны температуры фазовых переходов PPS.Диапазоны зависят от мол. вес и статус отверждения (линейный или сшитый).

Температуры фазовых переходов и другие физические свойства PPS

Стабильность размеров

PPS — идеальный материал для производства сложных деталей с очень жесткими допусками. Полимер демонстрирует превосходную стабильность размеров даже при использовании в условиях высокой температуры и высокой влажности.

Электрические характеристики

PPS имеет отличные электроизоляционные свойства .Как объемное удельное сопротивление, так и сопротивление изоляции сохраняются после воздействия окружающей среды с высокой влажностью. Он имеет менее выраженную чувствительность к O 2 и может быть легко легирован для получения высокой проводимости.

Тепловые свойства и огнестойкость

PPS — это специальный высокотемпературный полимер . Большинство составов PPS соответствуют стандарту UL94V-0 без добавления антипирена. PPS может выдерживать температуру до 260 ° C в течение короткого времени и может использоваться при температуре ниже 200 ° C в течение длительного времени.

Механические свойства

PPS обладает высокой прочностью , высокой жесткостью и низкими характеристиками деградации даже в условиях высоких температур. Он также демонстрирует отличную усталостную выносливость и сопротивление ползучести.

Химические свойства

ППС имеет хорошую химическую стойкость . После отверждения на него не влияют спирты, кетоны, хлорированные алифатические соединения, сложные эфиры, жидкий аммиак и т. Д., Однако на него, как правило, влияют разбавленные HCl и азотная кислоты, а также конц.серная кислота. Он нечувствителен к влаге и обладает хорошей атмосферостойкостью.
Щелкните здесь, чтобы просмотреть подробные химические свойства PPS.

PPS, однако, имеет меньшее удлинение до разрыва, более высокую стоимость и довольно хрупкий. Сегодня PPS доступен в различных формах и сортах, таких как компаунды, волокна, нити, пленки и покрытия.

Как оптимизировать свойства PPS?

На рынке имеется большое количество соединений PPS. Из-за химической стойкости полимера можно применять самые разные наполнители и армирующие волокна, а также их комбинации.Смола

PPS обычно армируется различными армирующими материалами или смешивается с другими термопластами для дальнейшего улучшения ее механических и термических свойств. PPS больше используется, когда наполнен стекловолокном, углеродным волокном и PTFE .

Доступно множество марок, в том числе:

Однако на рынке PPS-GF40 и PPS-GF MD 65 зарекомендовали себя как стандартные соединения. Эти двое имеют подавляющую долю рынка.

Как видите, механические свойства армированных марок существенно отличаются от ненаполненных чистых полимеров.Типичные значения свойств для армированных и заполненных марок попадают в диапазон, показанный в таблице ниже.

Имущество (Единица) Метод испытаний Незаполненные Армированное стеклом Стекло-минеральное наполнение *
Содержание наполнителя (%) 40 65
Плотность (кг / л) ISO 1183 1. 35 1,66 1,90 — 2,05
Прочность на разрыв (МПа) ISO 527 65-85 190 110-130
Удлинение при разрыве (%) ISO 527 6-8 1,9 1,0–1,3
Модуль упругости при изгибе (МПа) ISO 178 3800 14000 16000-19000
Прочность на изгиб (МПа) ISO 178 100-130 290 180-220
Ударная вязкость по Изоду с надрезом (кДж / м 2 ) ISO 180 / 1A 11 5-6
HDT / A (1.8 МПа) (° C) ISO 75 110 270 270

Типичные механические свойства PPS и составов PPS

Данные из рекламных проспектов: DURAFIDE®, Полипластики; Ryton®, Solvay
* в зависимости от соотношения наполнителя Стекло / Минерал

Обычно чистые сорта полимера используются для волокон и пленок, тогда как сорта с наполнителем / армированием используются для самых разных применений в термически и / или химически требовательной среде.

Дополнительные Нанокомпозиты на основе ПФС также могут быть получены с использованием углеродных нанонаполнителей (расширенный графит (EG) или обработанный ультразвуком EG (S-EG), CNT) или неорганических наночастиц. Из-за нерастворимости PPS в обычных органических растворителях, большинство PPS-нанокомпозитов были приготовлены методом смешивания в расплаве. Одной из основных причин добавления нанонаполнителей к PPS является то, что улучшает его механические свойства , чтобы удовлетворить растущий спрос в определенных областях применения.

Кроме того, различные добавки используются для изменения свойств ПФС.

  • Для того, чтобы снизить текучесть расплава, т. е. для достижения высокой вязкости , могут быть добавлены такие добавки, как силикат щелочного металла, сульфит щелочного металла, аминокислоты, олигомеры простого силилового эфира.
  • Если во время полимеризации добавляется хлорид кальция, молекулярная масса увеличивается.
  • Ударопрочность может быть улучшена путем включения блок-сополимеров в начальную реакцию
  • Сложные эфиры сульфоновой кислоты вместе с зародышеобразователем улучшат скорость кристаллизации
  • При добавлении в смесь дитионата щелочного или щелочноземельного металла они увеличивают термостабильность и понижают температуру кристаллизации

Популярные приложения PPS

Превосходные свойства PPS, простота производства и умеренная стоимость делают его одним из наиболее подходящих вариантов для различных применений, где важны стоимость и высокая производительность.

Применение в автомобилях / Автомобильные детали

Применение полифениленсульфида на автомобильном рынке демонстрирует значительный рост, в основном благодаря его способности заменять металл, термореактивный пластик и другие типы пластмасс в более сложных областях применения. Это идеальный выбор для автомобильных деталей, подверженных:

  • Высоким температурам,
  • Автомобильные жидкости или
  • Механическое напряжение

PPS — это более легкая альтернатива металлам, устойчивая к коррозии, вызываемой солями и всеми автомобильными жидкостями.Возможность формования сложных деталей с жесткими допусками и возможность формования со вставкой позволяет интегрировать несколько компонентов.


Под капотом
— это самая большая область применения PPS, за которой следуют электрические детали. Применения PPS в автомобилестроении включают системы впрыска топлива, системы охлаждения, рабочие колеса водяных насосов, держатель термостата, электрические тормоза, переключатели, кожух лампы и так далее.

Редко используется для изготовления деталей интерьера или экстерьера.

»Выберите подходящую марку PPS для вашего автомобильного применения

Электронное и электрическое оборудование

Благодаря высокой термостойкости, высокой прочности, хорошей размерной стабильности и хорошей жесткости, PPS становится идеальным материалом на рынке E&E .

  • Обеспечивает отличную текучесть и низкую усадку для прецизионного формования разъемов и розеток.
  • Обеспечивает превосходную жесткость и механическую целостность для надежной сборки, а
  • Самый стабильный материал для всех методов пайки

Компаунды PPS также имеют рейтинг воспламеняемости UL94 V-0 без использования огнезащитных добавок. Специальные сплавы с низким уровнем высыхания были разработаны для удовлетворения требований высокоточного формования.

В секторе электротехники и электроники полифениленсульфид также используется для производства ряда изделий, включая катушки и соединители, жесткие диски, корпуса для электроники, розетки, переключатели и реле. Ключевой тенденцией, влияющей на рост производства PPS в электротехнике и электронике, является замещение других более низкотемпературных полимеров.

Приборы

Благодаря своей исключительной стабильности размеров, низкой плотности, устойчивости к коррозии и гидролизу, PPS может использоваться для производства компонентов отопления и кондиционирования, ручек сковородок, решеток для фенов, вентилей парового утюга, выключателей тостеров и сушилок, поворотных столов для микроволновых печей и т. Д.в электроприборах .

Промышленное применение

PPS заменяет металлические сплавы, термореактивные пластмассы и многие другие термопласты в машиностроении. Термическая стабильность и широкая химическая стойкость полифениленсульфида делают его исключительно подходящим для работы в очень агрессивных химических средах.

  • Он находит применение во многих областях тяжелой промышленности, в том числе за пределами армированных компаундов для литья под давлением
  • Используется при экструзии волокна, а также в антипригарных и химически стойких покрытиях.
  • Хорошо подходит для изготовления формованных деталей, подвергающихся механическим и термическим нагрузкам.
  • В машиностроении и точном машиностроении PPS используется для различных компонентов, таких как насосы, клапаны и трубопроводы.
  • Его также можно найти в нефтепромысловом оборудовании, таком как компоненты подъемных и центробежных насосов, шарики для нефтяных пятен, направляющие штанги и скребки.
  • В секторе оборудования для отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха (HVAC) полифениленсульфид используется в компрессорах, глушителях / резервуарах, компонентах циркуляции горячей воды, корпусе нагнетательного вентилятора, реле и переключателях двигателя, компонентах вентиляции и термостатах


»Найдите подходящую марку PPS для вашего инженерного приложения

Применение в медицине и здравоохранении

Компаунды PPS (обычно марки, армированные стекловолокном) используются в медицинских приложениях , таких как хирургические инструменты, компоненты и детали устройств, требующие высокой стабильности размеров, прочности и термостойкости.Волокна PPS также используются в медицинских волокнах и мембранах.

Условия обработки для PPS

Смолы PPS (базовый полимер, армированные стекловолокном и минеральные / стеклопластиковые системы) обычно используются для литья под давлением, экструзионного выдувного формования и экструзии .

Полифениленсульфид можно перерабатывать при температурах от 300 до 350 ° C. Обработка ПФС временами может быть затруднена из-за его высокой температуры плавления.

Если используется PPS с наполнителем, следует использовать верхнюю температуру обработки, чтобы избежать любого вида износа цилиндра, винта и наконечника винта.

Предварительная сушка

Для улучшения внешнего вида формованных изделий и предотвращения слюнотечения рекомендуется предварительная сушка при 150-160 ° C в течение 2-3 часов или при 120 ° C в течение 5 часов.

Для марок с наполнителем из углеродного волокна предварительная сушка особенно важна, потому что углеродные волокна хорошо впитывают влагу.

Литье под давлением

  • Из-за низкой вязкости необходимо проверить герметичность формы
  • Температура цилиндра: 300-320 ° C
  • Температура формы: 120-160 ° C для получения хорошей кристаллизации и минимизации коробления
  • Давление впрыска: 40-70 МПа
  • Скорость вращения винта: 40-100 об / мин

»Просмотреть все марки PPS, подходящие для литья под давлением

Но для повышения производительности возможна температура формы 50 ° C с последующей кристаллизацией при 200 ° C, но не рекомендуется для применений, требующих больших размеров стабильность.

Экструзия

Экструзия PPS марки обычно используется для производства волокна и моноволокна, а также труб, стержней и плит.

  • Условия сушки: 121 ° в течение 3 часов
  • Температура пресс-формы: 300-310 ° C
  • Температура расплава: 290-325 ° C

Коммерчески доступные соединения PPS (полифениленсульфид)

Эта база данных по пластику доступна всем бесплатно. Вы можете отфильтровать свои варианты по свойствам (механические, электрические…), приложениям, режиму преобразования и многим другим параметрам.

Полифениленсульфид (PPS) Пластик: свойства и применение


Полифениленсульфид (ПФС) представляет собой полукристаллический высокотемпературный технический термопласт . Это жесткий и непрозрачный полимер с высокой температурой плавления (280 ° C). Он состоит из звеньев пара-фенилена, чередующихся с сульфидными связями.

PPS предлагает отличный баланс таких свойств, как:

Кроме того, его легко обрабатывать, так как его прочность повышается при высоких температурах.

Эти активы делают полифениленсульфид выбранной альтернативой металлам и термореактивным пластикам для использования в автомобильных деталях, бытовой технике, электронике и некоторых других областях.

Некоторые из основных производителей PPS включают:

» DSM — Xytron ™
» Toray Resin Company — TORELINA®, TORAYCA®
»RTP Company — RTP 1300 series
» Solvay — Ryton®, PrimoSpire , Tribocomp®
»Celanese — FORTRON®, CoolPoly®, Celstran®
» Полипластики — DURAFIDE®
»SABIC — LNP ™ LUBRICOMP ™, LNP ™ STAT-KON ™, LNP ™ THERMOCOMP ™ и др.
» Lehman & Voss ®

»Просмотр> 1600 коммерчески доступных марок PPS и> 80 поставщиков в базе данных Omnexus Plastics

Эта база данных по пластику доступна всем бесплатно.Вы можете отфильтровать свои варианты по свойствам (механические, электрические…), приложениям, режиму преобразования и многим другим параметрам.

Из чего сделан PPS?

Первый коммерческий процесс для PPS был разработан Эдмондсом и Хиллом (патент США 3 354 129, 1967 г.), работая в Philips Petroleum под торговой маркой Ryton.

Сегодня все коммерческие процессы используют улучшенные версии этого метода. PPS получают реакцией сульфида натрия и дихлорбензола в полярном растворителе, таком как N-метилпирролидон, и при более высокой температуре [около 250 ° C (480 ° F)].

В оригинальном процессе, разработанном Philips, полученный продукт имеет низкую молекулярную массу и может использоваться в этой форме для нанесения покрытий. Для получения литых марок ПФС отверждают (удлиняют цепь или сшивают) около точки плавления полимера в присутствии небольшого количества воздуха. Этот процесс отверждения приводит к:

  • Увеличение молекулярной массы
  • Повышенная прочность
  • Потеря растворимости
  • Снижение текучести расплава
  • Снижение кристалличности
  • Потемнение в цвете (коричневатый цвет в отличие от этого линейного сорта PPS не совсем белый)

Со временем сообщалось о модификации процесса, чтобы исключить стадию отверждения и разработать продуктов с улучшенной механической прочностью .

Regular PPS — это не совсем белый линейный полимерный материал с умеренной молекулярной массой и механической прочностью. При нагревании выше температуры стеклования (Tg ~ 85 ° C) он быстро кристаллизуется. Три основных типа PPS включают:

Linear PPS
  • MW этого полимера почти вдвое больше, чем у обычного PPS.
  • Увеличенная длина молекулярной цепи обеспечивает высокую прочность на разрыв, удлинение и ударную вязкость

Отвержденный ППС
  • Получено при нагревании штатных ПФС на воздухе (O 2 )
  • Отверждение приводит к удлинению молекулярной цепи и образованию некоторых ответвлений молекулярной цепи, увеличивает молекулярную массу и обеспечивает некоторые характеристики, подобные термореактивным.

Разветвленная ППС
  • Имеет более высокую МВт, чем обычный PPS
  • Основа вытянутой молекулы имеет расширенный полимерный подбородок, ответвляющийся от него
  • Разветвленный PPS с улучшенными механическими свойствами, прочностью и пластичностью

Основные свойства полифениленсульфида (PPS)

В предыдущем разделе мы обсудили общие характеристики полифениленсульфида.Также важно упомянуть, что есть несколько других свойств полифениленсульфида , которые следует учитывать, прежде чем использовать его для конкретного применения. Давайте подробно обсудим все свойства PPS…

Кристаллическая структура и физические свойства

ППС представляет собой полукристаллический полимер .

  • Элементарная ячейка орторомбическая (a = 0,867 нм, b = 0,561 нм, c = 1,026 нм)
  • Теплота плавления идеального кристалла PPS была рассчитана как 112 Дж / г.
  • В зависимости от термической истории, молекулярной массы и статуса сшивки (линейная или нет) степень кристалличности колеблется от 0.От 30 до 0,45%
  • Аморфный и сшитый PPS можно получить:
    • Нагрев материала выше температуры плавления
    • Охлаждение примерно на 30 ° C ниже температуры плавления и
    • Подержать несколько часов при наличии воздуха

Знание о кристаллизационном поведении PPS очень важно для понимания рекомендуемых параметров обработки.
В следующей таблице показаны температуры фазовых переходов PPS.Диапазоны зависят от мол. вес и статус отверждения (линейный или сшитый).

Температуры фазовых переходов и другие физические свойства PPS

Стабильность размеров

PPS — идеальный материал для производства сложных деталей с очень жесткими допусками. Полимер демонстрирует превосходную стабильность размеров даже при использовании в условиях высокой температуры и высокой влажности.

Электрические характеристики

PPS имеет отличные электроизоляционные свойства .Как объемное удельное сопротивление, так и сопротивление изоляции сохраняются после воздействия окружающей среды с высокой влажностью. Он имеет менее выраженную чувствительность к O 2 и может быть легко легирован для получения высокой проводимости.

Тепловые свойства и огнестойкость

PPS — это специальный высокотемпературный полимер . Большинство составов PPS соответствуют стандарту UL94V-0 без добавления антипирена. PPS может выдерживать температуру до 260 ° C в течение короткого времени и может использоваться при температуре ниже 200 ° C в течение длительного времени.

Механические свойства

PPS обладает высокой прочностью , высокой жесткостью и низкими характеристиками деградации даже в условиях высоких температур. Он также демонстрирует отличную усталостную выносливость и сопротивление ползучести.

Химические свойства

ППС имеет хорошую химическую стойкость . После отверждения на него не влияют спирты, кетоны, хлорированные алифатические соединения, сложные эфиры, жидкий аммиак и т. Д., Однако на него, как правило, влияют разбавленные HCl и азотная кислоты, а также конц.серная кислота. Он нечувствителен к влаге и обладает хорошей атмосферостойкостью.
Щелкните здесь, чтобы просмотреть подробные химические свойства PPS.

PPS, однако, имеет меньшее удлинение до разрыва, более высокую стоимость и довольно хрупкий. Сегодня PPS доступен в различных формах и сортах, таких как компаунды, волокна, нити, пленки и покрытия.

Как оптимизировать свойства PPS?

На рынке имеется большое количество соединений PPS. Из-за химической стойкости полимера можно применять самые разные наполнители и армирующие волокна, а также их комбинации.Смола

PPS обычно армируется различными армирующими материалами или смешивается с другими термопластами для дальнейшего улучшения ее механических и термических свойств. PPS больше используется, когда наполнен стекловолокном, углеродным волокном и PTFE .

Доступно множество марок, в том числе:

Однако на рынке PPS-GF40 и PPS-GF MD 65 зарекомендовали себя как стандартные соединения. Эти двое имеют подавляющую долю рынка.

Как видите, механические свойства армированных марок существенно отличаются от ненаполненных чистых полимеров.Типичные значения свойств для армированных и заполненных марок попадают в диапазон, показанный в таблице ниже.

Имущество (Единица) Метод испытаний Незаполненные Армированное стеклом Стекло-минеральное наполнение *
Содержание наполнителя (%) 40 65
Плотность (кг / л) ISO 1183 1.35 1,66 1,90 — 2,05
Прочность на разрыв (МПа) ISO 527 65-85 190 110-130
Удлинение при разрыве (%) ISO 527 6-8 1,9 1,0–1,3
Модуль упругости при изгибе (МПа) ISO 178 3800 14000 16000-19000
Прочность на изгиб (МПа) ISO 178 100-130 290 180-220
Ударная вязкость по Изоду с надрезом (кДж / м 2 ) ISO 180 / 1A 11 5-6
HDT / A (1.8 МПа) (° C) ISO 75 110 270 270

Типичные механические свойства PPS и составов PPS

Данные из рекламных проспектов: DURAFIDE®, Полипластики; Ryton®, Solvay
* в зависимости от соотношения наполнителя Стекло / Минерал

Обычно чистые сорта полимера используются для волокон и пленок, тогда как сорта с наполнителем / армированием используются для самых разных применений в термически и / или химически требовательной среде.

Дополнительные Нанокомпозиты на основе ПФС также могут быть получены с использованием углеродных нанонаполнителей (расширенный графит (EG) или обработанный ультразвуком EG (S-EG), CNT) или неорганических наночастиц. Из-за нерастворимости PPS в обычных органических растворителях, большинство PPS-нанокомпозитов были приготовлены методом смешивания в расплаве. Одной из основных причин добавления нанонаполнителей к PPS является то, что улучшает его механические свойства , чтобы удовлетворить растущий спрос в определенных областях применения.

Кроме того, различные добавки используются для изменения свойств ПФС.

  • Для того, чтобы снизить текучесть расплава, т.е. для достижения высокой вязкости , могут быть добавлены такие добавки, как силикат щелочного металла, сульфит щелочного металла, аминокислоты, олигомеры простого силилового эфира.
  • Если во время полимеризации добавляется хлорид кальция, молекулярная масса увеличивается.
  • Ударопрочность может быть улучшена путем включения блок-сополимеров в начальную реакцию
  • Сложные эфиры сульфоновой кислоты вместе с зародышеобразователем улучшат скорость кристаллизации
  • При добавлении в смесь дитионата щелочного или щелочноземельного металла они увеличивают термостабильность и понижают температуру кристаллизации

Популярные приложения PPS

Превосходные свойства PPS, простота производства и умеренная стоимость делают его одним из наиболее подходящих вариантов для различных применений, где важны стоимость и высокая производительность.

Применение в автомобилях / Автомобильные детали

Применение полифениленсульфида на автомобильном рынке демонстрирует значительный рост, в основном благодаря его способности заменять металл, термореактивный пластик и другие типы пластмасс в более сложных областях применения. Это идеальный выбор для автомобильных деталей, подверженных:

  • Высоким температурам,
  • Автомобильные жидкости или
  • Механическое напряжение

PPS — это более легкая альтернатива металлам, устойчивая к коррозии, вызываемой солями и всеми автомобильными жидкостями.Возможность формования сложных деталей с жесткими допусками и возможность формования со вставкой позволяет интегрировать несколько компонентов.


Под капотом
— это самая большая область применения PPS, за которой следуют электрические детали. Применения PPS в автомобилестроении включают системы впрыска топлива, системы охлаждения, рабочие колеса водяных насосов, держатель термостата, электрические тормоза, переключатели, кожух лампы и так далее.

Редко используется для изготовления деталей интерьера или экстерьера.

»Выберите подходящую марку PPS для вашего автомобильного применения

Электронное и электрическое оборудование

Благодаря высокой термостойкости, высокой прочности, хорошей размерной стабильности и хорошей жесткости, PPS становится идеальным материалом на рынке E&E .

  • Обеспечивает отличную текучесть и низкую усадку для прецизионного формования разъемов и розеток.
  • Обеспечивает превосходную жесткость и механическую целостность для надежной сборки, а
  • Самый стабильный материал для всех методов пайки

Компаунды PPS также имеют рейтинг воспламеняемости UL94 V-0 без использования огнезащитных добавок. Специальные сплавы с низким уровнем высыхания были разработаны для удовлетворения требований высокоточного формования.

В секторе электротехники и электроники полифениленсульфид также используется для производства ряда изделий, включая катушки и соединители, жесткие диски, корпуса для электроники, розетки, переключатели и реле. Ключевой тенденцией, влияющей на рост производства PPS в электротехнике и электронике, является замещение других более низкотемпературных полимеров.

Приборы

Благодаря своей исключительной стабильности размеров, низкой плотности, устойчивости к коррозии и гидролизу, PPS может использоваться для производства компонентов отопления и кондиционирования, ручек сковородок, решеток для фенов, вентилей парового утюга, выключателей тостеров и сушилок, поворотных столов для микроволновых печей и т. Д.в электроприборах .

Промышленное применение

PPS заменяет металлические сплавы, термореактивные пластмассы и многие другие термопласты в машиностроении. Термическая стабильность и широкая химическая стойкость полифениленсульфида делают его исключительно подходящим для работы в очень агрессивных химических средах.

  • Он находит применение во многих областях тяжелой промышленности, в том числе за пределами армированных компаундов для литья под давлением
  • Используется при экструзии волокна, а также в антипригарных и химически стойких покрытиях.
  • Хорошо подходит для изготовления формованных деталей, подвергающихся механическим и термическим нагрузкам.
  • В машиностроении и точном машиностроении PPS используется для различных компонентов, таких как насосы, клапаны и трубопроводы.
  • Его также можно найти в нефтепромысловом оборудовании, таком как компоненты подъемных и центробежных насосов, шарики для нефтяных пятен, направляющие штанги и скребки.
  • В секторе оборудования для отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха (HVAC) полифениленсульфид используется в компрессорах, глушителях / резервуарах, компонентах циркуляции горячей воды, корпусе нагнетательного вентилятора, реле и переключателях двигателя, компонентах вентиляции и термостатах


»Найдите подходящую марку PPS для вашего инженерного приложения

Применение в медицине и здравоохранении

Компаунды PPS (обычно марки, армированные стекловолокном) используются в медицинских приложениях , таких как хирургические инструменты, компоненты и детали устройств, требующие высокой стабильности размеров, прочности и термостойкости.Волокна PPS также используются в медицинских волокнах и мембранах.

Условия обработки для PPS

Смолы PPS (базовый полимер, армированные стекловолокном и минеральные / стеклопластиковые системы) обычно используются для литья под давлением, экструзионного выдувного формования и экструзии .

Полифениленсульфид можно перерабатывать при температурах от 300 до 350 ° C. Обработка ПФС временами может быть затруднена из-за его высокой температуры плавления.

Если используется PPS с наполнителем, следует использовать верхнюю температуру обработки, чтобы избежать любого вида износа цилиндра, винта и наконечника винта.

Предварительная сушка

Для улучшения внешнего вида формованных изделий и предотвращения слюнотечения рекомендуется предварительная сушка при 150-160 ° C в течение 2-3 часов или при 120 ° C в течение 5 часов.

Для марок с наполнителем из углеродного волокна предварительная сушка особенно важна, потому что углеродные волокна хорошо впитывают влагу.

Литье под давлением

  • Из-за низкой вязкости необходимо проверить герметичность формы
  • Температура цилиндра: 300-320 ° C
  • Температура формы: 120-160 ° C для получения хорошей кристаллизации и минимизации коробления
  • Давление впрыска: 40-70 МПа
  • Скорость вращения винта: 40-100 об / мин

»Просмотреть все марки PPS, подходящие для литья под давлением

Но для повышения производительности возможна температура формы 50 ° C с последующей кристаллизацией при 200 ° C, но не рекомендуется для применений, требующих больших размеров стабильность.

Экструзия

Экструзия PPS марки обычно используется для производства волокна и моноволокна, а также труб, стержней и плит.

  • Условия сушки: 121 ° в течение 3 часов
  • Температура пресс-формы: 300-310 ° C
  • Температура расплава: 290-325 ° C

Коммерчески доступные соединения PPS (полифениленсульфид)

Эта база данных по пластику доступна всем бесплатно. Вы можете отфильтровать свои варианты по свойствам (механические, электрические…), приложениям, режиму преобразования и многим другим параметрам.

Полифениленсульфид (PPS) Пластик: свойства и применение


Полифениленсульфид (ПФС) представляет собой полукристаллический высокотемпературный технический термопласт . Это жесткий и непрозрачный полимер с высокой температурой плавления (280 ° C). Он состоит из звеньев пара-фенилена, чередующихся с сульфидными связями.

PPS предлагает отличный баланс таких свойств, как:

Кроме того, его легко обрабатывать, так как его прочность повышается при высоких температурах.

Эти активы делают полифениленсульфид выбранной альтернативой металлам и термореактивным пластикам для использования в автомобильных деталях, бытовой технике, электронике и некоторых других областях.

Некоторые из основных производителей PPS включают:

» DSM — Xytron ™
» Toray Resin Company — TORELINA®, TORAYCA®
»RTP Company — RTP 1300 series
» Solvay — Ryton®, PrimoSpire , Tribocomp®
»Celanese — FORTRON®, CoolPoly®, Celstran®
» Полипластики — DURAFIDE®
»SABIC — LNP ™ LUBRICOMP ™, LNP ™ STAT-KON ™, LNP ™ THERMOCOMP ™ и др.
» Lehman & Voss ®

»Просмотр> 1600 коммерчески доступных марок PPS и> 80 поставщиков в базе данных Omnexus Plastics

Эта база данных по пластику доступна всем бесплатно.Вы можете отфильтровать свои варианты по свойствам (механические, электрические…), приложениям, режиму преобразования и многим другим параметрам.

Из чего сделан PPS?

Первый коммерческий процесс для PPS был разработан Эдмондсом и Хиллом (патент США 3 354 129, 1967 г.), работая в Philips Petroleum под торговой маркой Ryton.

Сегодня все коммерческие процессы используют улучшенные версии этого метода. PPS получают реакцией сульфида натрия и дихлорбензола в полярном растворителе, таком как N-метилпирролидон, и при более высокой температуре [около 250 ° C (480 ° F)].

В оригинальном процессе, разработанном Philips, полученный продукт имеет низкую молекулярную массу и может использоваться в этой форме для нанесения покрытий. Для получения литых марок ПФС отверждают (удлиняют цепь или сшивают) около точки плавления полимера в присутствии небольшого количества воздуха. Этот процесс отверждения приводит к:

  • Увеличение молекулярной массы
  • Повышенная прочность
  • Потеря растворимости
  • Снижение текучести расплава
  • Снижение кристалличности
  • Потемнение в цвете (коричневатый цвет в отличие от этого линейного сорта PPS не совсем белый)

Со временем сообщалось о модификации процесса, чтобы исключить стадию отверждения и разработать продуктов с улучшенной механической прочностью .

Regular PPS — это не совсем белый линейный полимерный материал с умеренной молекулярной массой и механической прочностью. При нагревании выше температуры стеклования (Tg ~ 85 ° C) он быстро кристаллизуется. Три основных типа PPS включают:

Linear PPS
  • MW этого полимера почти вдвое больше, чем у обычного PPS.
  • Увеличенная длина молекулярной цепи обеспечивает высокую прочность на разрыв, удлинение и ударную вязкость

Отвержденный ППС
  • Получено при нагревании штатных ПФС на воздухе (O 2 )
  • Отверждение приводит к удлинению молекулярной цепи и образованию некоторых ответвлений молекулярной цепи, увеличивает молекулярную массу и обеспечивает некоторые характеристики, подобные термореактивным.

Разветвленная ППС
  • Имеет более высокую МВт, чем обычный PPS
  • Основа вытянутой молекулы имеет расширенный полимерный подбородок, ответвляющийся от него
  • Разветвленный PPS с улучшенными механическими свойствами, прочностью и пластичностью

Основные свойства полифениленсульфида (PPS)

В предыдущем разделе мы обсудили общие характеристики полифениленсульфида.Также важно упомянуть, что есть несколько других свойств полифениленсульфида , которые следует учитывать, прежде чем использовать его для конкретного применения. Давайте подробно обсудим все свойства PPS…

Кристаллическая структура и физические свойства

ППС представляет собой полукристаллический полимер .

  • Элементарная ячейка орторомбическая (a = 0,867 нм, b = 0,561 нм, c = 1,026 нм)
  • Теплота плавления идеального кристалла PPS была рассчитана как 112 Дж / г.
  • В зависимости от термической истории, молекулярной массы и статуса сшивки (линейная или нет) степень кристалличности колеблется от 0.От 30 до 0,45%
  • Аморфный и сшитый PPS можно получить:
    • Нагрев материала выше температуры плавления
    • Охлаждение примерно на 30 ° C ниже температуры плавления и
    • Подержать несколько часов при наличии воздуха

Знание о кристаллизационном поведении PPS очень важно для понимания рекомендуемых параметров обработки.
В следующей таблице показаны температуры фазовых переходов PPS.Диапазоны зависят от мол. вес и статус отверждения (линейный или сшитый).

Температуры фазовых переходов и другие физические свойства PPS

Стабильность размеров

PPS — идеальный материал для производства сложных деталей с очень жесткими допусками. Полимер демонстрирует превосходную стабильность размеров даже при использовании в условиях высокой температуры и высокой влажности.

Электрические характеристики

PPS имеет отличные электроизоляционные свойства .Как объемное удельное сопротивление, так и сопротивление изоляции сохраняются после воздействия окружающей среды с высокой влажностью. Он имеет менее выраженную чувствительность к O 2 и может быть легко легирован для получения высокой проводимости.

Тепловые свойства и огнестойкость

PPS — это специальный высокотемпературный полимер . Большинство составов PPS соответствуют стандарту UL94V-0 без добавления антипирена. PPS может выдерживать температуру до 260 ° C в течение короткого времени и может использоваться при температуре ниже 200 ° C в течение длительного времени.

Механические свойства

PPS обладает высокой прочностью , высокой жесткостью и низкими характеристиками деградации даже в условиях высоких температур. Он также демонстрирует отличную усталостную выносливость и сопротивление ползучести.

Химические свойства

ППС имеет хорошую химическую стойкость . После отверждения на него не влияют спирты, кетоны, хлорированные алифатические соединения, сложные эфиры, жидкий аммиак и т. Д., Однако на него, как правило, влияют разбавленные HCl и азотная кислоты, а также конц.серная кислота. Он нечувствителен к влаге и обладает хорошей атмосферостойкостью.
Щелкните здесь, чтобы просмотреть подробные химические свойства PPS.

PPS, однако, имеет меньшее удлинение до разрыва, более высокую стоимость и довольно хрупкий. Сегодня PPS доступен в различных формах и сортах, таких как компаунды, волокна, нити, пленки и покрытия.

Как оптимизировать свойства PPS?

На рынке имеется большое количество соединений PPS. Из-за химической стойкости полимера можно применять самые разные наполнители и армирующие волокна, а также их комбинации.Смола

PPS обычно армируется различными армирующими материалами или смешивается с другими термопластами для дальнейшего улучшения ее механических и термических свойств. PPS больше используется, когда наполнен стекловолокном, углеродным волокном и PTFE .

Доступно множество марок, в том числе:

Однако на рынке PPS-GF40 и PPS-GF MD 65 зарекомендовали себя как стандартные соединения. Эти двое имеют подавляющую долю рынка.

Как видите, механические свойства армированных марок существенно отличаются от ненаполненных чистых полимеров.Типичные значения свойств для армированных и заполненных марок попадают в диапазон, показанный в таблице ниже.

Имущество (Единица) Метод испытаний Незаполненные Армированное стеклом Стекло-минеральное наполнение *
Содержание наполнителя (%) 40 65
Плотность (кг / л) ISO 1183 1.35 1,66 1,90 — 2,05
Прочность на разрыв (МПа) ISO 527 65-85 190 110-130
Удлинение при разрыве (%) ISO 527 6-8 1,9 1,0–1,3
Модуль упругости при изгибе (МПа) ISO 178 3800 14000 16000-19000
Прочность на изгиб (МПа) ISO 178 100-130 290 180-220
Ударная вязкость по Изоду с надрезом (кДж / м 2 ) ISO 180 / 1A 11 5-6
HDT / A (1.8 МПа) (° C) ISO 75 110 270 270

Типичные механические свойства PPS и составов PPS

Данные из рекламных проспектов: DURAFIDE®, Полипластики; Ryton®, Solvay
* в зависимости от соотношения наполнителя Стекло / Минерал

Обычно чистые сорта полимера используются для волокон и пленок, тогда как сорта с наполнителем / армированием используются для самых разных применений в термически и / или химически требовательной среде.

Дополнительные Нанокомпозиты на основе ПФС также могут быть получены с использованием углеродных нанонаполнителей (расширенный графит (EG) или обработанный ультразвуком EG (S-EG), CNT) или неорганических наночастиц. Из-за нерастворимости PPS в обычных органических растворителях, большинство PPS-нанокомпозитов были приготовлены методом смешивания в расплаве. Одной из основных причин добавления нанонаполнителей к PPS является то, что улучшает его механические свойства , чтобы удовлетворить растущий спрос в определенных областях применения.

Кроме того, различные добавки используются для изменения свойств ПФС.

  • Для того, чтобы снизить текучесть расплава, т.е. для достижения высокой вязкости , могут быть добавлены такие добавки, как силикат щелочного металла, сульфит щелочного металла, аминокислоты, олигомеры простого силилового эфира.
  • Если во время полимеризации добавляется хлорид кальция, молекулярная масса увеличивается.
  • Ударопрочность может быть улучшена путем включения блок-сополимеров в начальную реакцию
  • Сложные эфиры сульфоновой кислоты вместе с зародышеобразователем улучшат скорость кристаллизации
  • При добавлении в смесь дитионата щелочного или щелочноземельного металла они увеличивают термостабильность и понижают температуру кристаллизации

Популярные приложения PPS

Превосходные свойства PPS, простота производства и умеренная стоимость делают его одним из наиболее подходящих вариантов для различных применений, где важны стоимость и высокая производительность.

Применение в автомобилях / Автомобильные детали

Применение полифениленсульфида на автомобильном рынке демонстрирует значительный рост, в основном благодаря его способности заменять металл, термореактивный пластик и другие типы пластмасс в более сложных областях применения. Это идеальный выбор для автомобильных деталей, подверженных:

  • Высоким температурам,
  • Автомобильные жидкости или
  • Механическое напряжение

PPS — это более легкая альтернатива металлам, устойчивая к коррозии, вызываемой солями и всеми автомобильными жидкостями.Возможность формования сложных деталей с жесткими допусками и возможность формования со вставкой позволяет интегрировать несколько компонентов.


Под капотом
— это самая большая область применения PPS, за которой следуют электрические детали. Применения PPS в автомобилестроении включают системы впрыска топлива, системы охлаждения, рабочие колеса водяных насосов, держатель термостата, электрические тормоза, переключатели, кожух лампы и так далее.

Редко используется для изготовления деталей интерьера или экстерьера.

»Выберите подходящую марку PPS для вашего автомобильного применения

Электронное и электрическое оборудование

Благодаря высокой термостойкости, высокой прочности, хорошей размерной стабильности и хорошей жесткости, PPS становится идеальным материалом на рынке E&E .

  • Обеспечивает отличную текучесть и низкую усадку для прецизионного формования разъемов и розеток.
  • Обеспечивает превосходную жесткость и механическую целостность для надежной сборки, а
  • Самый стабильный материал для всех методов пайки

Компаунды PPS также имеют рейтинг воспламеняемости UL94 V-0 без использования огнезащитных добавок. Специальные сплавы с низким уровнем высыхания были разработаны для удовлетворения требований высокоточного формования.

В секторе электротехники и электроники полифениленсульфид также используется для производства ряда изделий, включая катушки и соединители, жесткие диски, корпуса для электроники, розетки, переключатели и реле. Ключевой тенденцией, влияющей на рост производства PPS в электротехнике и электронике, является замещение других более низкотемпературных полимеров.

Приборы

Благодаря своей исключительной стабильности размеров, низкой плотности, устойчивости к коррозии и гидролизу, PPS может использоваться для производства компонентов отопления и кондиционирования, ручек сковородок, решеток для фенов, вентилей парового утюга, выключателей тостеров и сушилок, поворотных столов для микроволновых печей и т. Д.в электроприборах .

Промышленное применение

PPS заменяет металлические сплавы, термореактивные пластмассы и многие другие термопласты в машиностроении. Термическая стабильность и широкая химическая стойкость полифениленсульфида делают его исключительно подходящим для работы в очень агрессивных химических средах.

  • Он находит применение во многих областях тяжелой промышленности, в том числе за пределами армированных компаундов для литья под давлением
  • Используется при экструзии волокна, а также в антипригарных и химически стойких покрытиях.
  • Хорошо подходит для изготовления формованных деталей, подвергающихся механическим и термическим нагрузкам.
  • В машиностроении и точном машиностроении PPS используется для различных компонентов, таких как насосы, клапаны и трубопроводы.
  • Его также можно найти в нефтепромысловом оборудовании, таком как компоненты подъемных и центробежных насосов, шарики для нефтяных пятен, направляющие штанги и скребки.
  • В секторе оборудования для отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха (HVAC) полифениленсульфид используется в компрессорах, глушителях / резервуарах, компонентах циркуляции горячей воды, корпусе нагнетательного вентилятора, реле и переключателях двигателя, компонентах вентиляции и термостатах


»Найдите подходящую марку PPS для вашего инженерного приложения

Применение в медицине и здравоохранении

Компаунды PPS (обычно марки, армированные стекловолокном) используются в медицинских приложениях , таких как хирургические инструменты, компоненты и детали устройств, требующие высокой стабильности размеров, прочности и термостойкости.Волокна PPS также используются в медицинских волокнах и мембранах.

Условия обработки для PPS

Смолы PPS (базовый полимер, армированные стекловолокном и минеральные / стеклопластиковые системы) обычно используются для литья под давлением, экструзионного выдувного формования и экструзии .

Полифениленсульфид можно перерабатывать при температурах от 300 до 350 ° C. Обработка ПФС временами может быть затруднена из-за его высокой температуры плавления.

Если используется PPS с наполнителем, следует использовать верхнюю температуру обработки, чтобы избежать любого вида износа цилиндра, винта и наконечника винта.

Предварительная сушка

Для улучшения внешнего вида формованных изделий и предотвращения слюнотечения рекомендуется предварительная сушка при 150-160 ° C в течение 2-3 часов или при 120 ° C в течение 5 часов.

Для марок с наполнителем из углеродного волокна предварительная сушка особенно важна, потому что углеродные волокна хорошо впитывают влагу.

Литье под давлением

  • Из-за низкой вязкости необходимо проверить герметичность формы
  • Температура цилиндра: 300-320 ° C
  • Температура формы: 120-160 ° C для получения хорошей кристаллизации и минимизации коробления
  • Давление впрыска: 40-70 МПа
  • Скорость вращения винта: 40-100 об / мин

»Просмотреть все марки PPS, подходящие для литья под давлением

Но для повышения производительности возможна температура формы 50 ° C с последующей кристаллизацией при 200 ° C, но не рекомендуется для применений, требующих больших размеров стабильность.

Экструзия

Экструзия PPS марки обычно используется для производства волокна и моноволокна, а также труб, стержней и плит.

  • Условия сушки: 121 ° в течение 3 часов
  • Температура пресс-формы: 300-310 ° C
  • Температура расплава: 290-325 ° C

Коммерчески доступные соединения PPS (полифениленсульфид)

Эта база данных по пластику доступна всем бесплатно. Вы можете отфильтровать свои варианты по свойствам (механические, электрические…), приложениям, режиму преобразования и многим другим параметрам.

Расширенные свойства материалов PPS

PPS (полифениленсульфид) — это полукристаллический материал, который часто используется в областях, связанных с воздействием агрессивных химикатов при повышенных температурах. Это связано с тем, что материал PPS обеспечивает самую широкую стойкость к химическим веществам из всех передовых инженерных пластмасс, без каких-либо известных растворителей при температуре ниже 392 ° F (200 ° C). В сочетании с выдающимися механическими свойствами и отличной стойкостью к горячей воде и пару неудивительно, что PPS часто используется в качестве более дешевой альтернативы PEEK при низких и умеренных температурах.

Материалы PPS обеспечивают повышенную эффективность

Впервые обнаруженный в 1888 году, потенциал ПФС как технического полимера с коммерческим значением не был реализован до 1940-х годов, а первая успешная производственная операция была начата только в 1973 году. Достижения в области материала ПФС улучшили как его технологические, так и механические свойства, а также Благодаря его превосходной термостойкости и химической стойкости спрос на полимер постоянно возрастал.

Материалы

PPS обладают отличным балансом свойств, которые делают их отличными характеристиками при умеренных температурах.Помимо высокой размерной стабильности и сыпучести, материалы PPS предлагают:

  • Превосходная химическая стойкость — инертен к сильным основаниям, топливу и кислотам и уступает только фторированным полимерам, таким как PTFE
  • Превосходная стойкость к гидролизу и очень низкое влагопоглощение
  • Высокая термостойкость — непрерывное использование при 200 ° C или выше и температуре плавления 280 ° C
  • Высокая диэлектрическая прочность
  • Улучшенные электрические свойства — при высоких температурах, высокой влажности и высоких частотах
  • Собственная огнестойкость — что делает его идеальным для применения в высокотемпературных электрических системах
  • Самозатухающий — без добавления каких-либо антипиреновых химических добавок
  • Очень низкий коэффициент линейного теплового расширения
  • Высокая прочность на разрыв (12500 фунтов на кв. Дюйм)
  • Превосходная прочность и жесткость
  • Высокий модуль при армировании
  • Превосходная прочность и жесткость — поддерживаются в широком диапазоне температур

PPS имеет некоторые ограничения, в том числе присущую хрупкость.PPS должен иметь волокна и арматуру, чтобы преодолеть эту хрупкость, но эти наполнители влияют на прочность, поверхностные свойства, стабильность размеров, электрические свойства и общую стоимость.

Однако некоторые марки материала PPS, в частности Techtron® PPS, идеально подходят для изготовления деталей с жесткими допусками, подвергнутых механической обработке. Techtron® поддерживает отличную химическую стойкость и практически нулевое влагопоглощение, что делает его идеальным для применения в конструкциях в агрессивных средах или для замены PEEK при более низких температурах.

Материал

PPS чаще всего используется для:

  • Детали научного оборудования
  • Детали насоса и клапана
  • Уплотнения
  • Детали полупроводникового оборудования
  • Электрические компоненты
  • Подшипники и втулки

Для прецизионных компонентов PPS, пластмасса для считывания звонков

Обладая более чем 30-летним опытом, эксперты Reading Plastic могут помочь вам выбрать правильный сорт материала PPS для вашего проекта, обработать ваши компоненты с соблюдением жестких допусков и каждый раз доставлять детали вовремя.Если у вас есть проект, свяжитесь с нами сегодня, чтобы запросить ценовое предложение.

Полифениленсульфид PPS

Исключительная термостойкость, химическая стойкость и огнестойкость способствовали широкому использованию жесткого непрозрачного термопластичного полифениленсульфида (PPS) в самых разных областях применения. К ним относятся кухонные приборы, стерилизуемое лабораторное оборудование, решетки для фенов, автомобильные компоненты, включая клапаны возврата выхлопных газов, компоненты карбюратора, пластины зажигания.

Его термостойкость в сочетании с хорошими электроизоляционными свойствами означает, что PPS нашел применение в электрических компонентах вместо металлов и некоторых реактопластов. Отражатели ламп должны выдерживать температуру до 250 градусов Цельсия, поэтому они по-прежнему изготавливаются в основном из термореактивных материалов или литого металла. С другой стороны, Tedur (PPS) может производить отделку поверхности, которая допускает паровую металлизацию без необходимости промежуточной окраски, как это обычно бывает с наполненными термопластами.

PPS можно приготовить разными способами.Для коммерческих целей PPS может быть получен реакцией п-дихлорбензола с сульфидом натрия в полярном растворителе. Он также может быть образован полимеризацией соединений п-галогентиофеноксида металлов как в твердом состоянии, так и в растворе, или конденсацией п-дихлорбензола с элементарной серой в присутствии бикарбоната натрия.

НЕДВИЖИМОСТЬ

Жесткий, непрозрачный, негорючий, непрерывное использование при 250 ° C, хорошая химическая стойкость, хороший электроизолятор, влагостойкость, редко используется без наполнителя.

Хорошая прочность на разрыв и модуль упругости при изгибе вместе с хорошими электрическими свойствами. PPS с наполнителем из стекловолокна обеспечивает хорошую тепловую деформацию, тогда как PPS с наполнением из углеродного волокна делает это даже лучше, обеспечивая стабильность размеров и жесткость. PPS при смазке PTFE дает хороший износ и низкий коэффициент трения.

ДОСТУПНЫ СОРТОВ

ПФС обычно встречается в виде марок с наполнителем:

  • Марки, армированные стекловолокном (содержание стекла 30 и 40%)
  • Марки со стекловолокном / минеральными частицами (для экономичного решения с высоким сопротивлением трекингу и высокими температурными характеристиками)
  • Стекловолокно / цветные компаунды с минеральным наполнителем
  • Марки, армированные углеродным волокном (с высоким пределом прочности на разрыв и более эффективным, чем стекловолокно в снижении коэффициента трения о сталь)
  • Марки с наполнителем из фибры со смазкой (обычно содержат 15% ПТФЭ, 2% силикона)

ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА
Прочность на разрыв 0.50 Н / мм²
Ударная вязкость с надрезом 1,50 кДж / м²
Коэффициент теплового расширения 70 x 10-6
Макс.температура непрерывного использования 200 oC
Плотность 1,34 г / см3

УСТОЙЧИВОСТЬ К ХИМИКАТАМ
Разбавленная кислота ****
Разбавить щелочь ****
Масла и смазки ****
Углеводороды алифатические ****
Ароматические углеводороды ****
Галогенированные углеводороды ****
Спирты ****

КЛЮЧ * плохо ** умеренно *** хорошо **** очень хорошо

Обратите внимание, что эти оценки являются обобщенными.Устойчивость к воздействию определенных веществ может изменяться и зависит от температуры, приложенных напряжений, времени воздействия и т. Д.

По проекту: Проектирование с использованием сульфида полифенилена

PPS — хороший материал для замены металла и термореактивных пластмасс благодаря его сильным характеристикам.

Сера в молекуле пластика указывает на термостойкость. Полифениленсульфид (PPS) разделяет это различие с полисульфоном (PSU), которое обсуждалось в выпуске IMM за февраль 2009 года.Оба содержат серу. Оба являются высокотемпературными материалами, но у PPS температура теплового отклонения на 150 градусов по Фаренгейту выше.

В этой повторяющейся колонке Гленн Билл из Glenn Beall Plastics Ltd. (Либертивилль, Иллинойс) делится своим особым взглядом на вопросы, важные для инженеров-проектировщиков и индустрии литья. Вы можете связаться с ним по адресу glennbeall [email protected]

Сравнительно новый (1973 г.), PPS был замечен в 1888 г., но не использовался. В конце 1940-х А.Д. Макаллум экспериментировал с PPS. Был получен термостойкий формовочный материал, но реакция была нестабильной. Dow Chemical приобрела патенты Macallum и в 1950-х и 1960-х годах разработала новый процесс синтеза. Компания Dow произвела годный к употреблению материал, но прекратила проект из-за трудностей с увеличением объемов производства.

Тем временем компания Phillips Petroleum Co. (ныне Chevron Phillips Chemical Co.) разработала коммерчески жизнеспособный процесс PPS. Опытное производство было начато в 1967 году, а полное производство началось в 1973 году.Phillips доминировал на рынке, пока в 1984 году не истек срок действия его патента, и другие компании вышли на рынок PPS.

Конструктивные характеристики
ППС — высокопроизводительный непрозрачный термопластический материал. Он известен своей высокой устойчивостью к нагреванию, горению и химическим веществам, а также имеет хорошие электрические свойства. Большинство товарных марок армированы стекловолокном. Другие содержат минеральный наполнитель, или углерод, или ПТФЭ. Следующие значения основаны на 40% армированном стекловолокном PPS, который является наиболее часто используемым.

Это прочный материал с пределом прочности на разрыв 17 500 фунтов на квадратный дюйм и модулем упругости при изгибе 1.7 миллионов фунтов на квадратный дюйм. PPS чувствителен к надрезам с ударом по Изоду с надрезом 1,6 фут-фунт / дюйм. Образцы без надреза имеют ударную нагрузку 5,5 фунт-фут / дюйм. Это хорошие значения для материала с таким высоким модулем упругости при изгибе.

Эти впечатляющие свойства и хороший внешний вид могут быть достигнуты только при температуре формы не менее 275 ° F. Более низкие температуры не позволяют ПФС развить свою полную кристалличность.

При температуре теплового отклонения 500 ° F при нагрузке 264 фунт / кв. Дюйм PPS удобно размещать над блоком питания со стекловолокном и полиэфиримидом, но под жидкокристаллическими полимерами.Эта высокая рабочая температура в сочетании с хорошими общими физическими свойствами позволила PPS заменить металлы и термореактивные материалы во многих областях применения.

PPS с диэлектрической прочностью 450 В является хорошим изолятором. Хороший баланс других электрических свойств объясняет его широкое применение в электротехнике.

Воздух, которым мы дышим, содержит 21% -22% кислорода. При кислородном индексе 47% PPS не горит в атмосфере. При достаточном количестве кислорода PPS будет гореть при нагревании до 1004ºF.При этой температуре PPS обугливается, образуя насыщенную углеродом корку, которая защищает внутреннее пространство от тепла и кислорода, необходимого для дальнейшего горения. PPS превышает требования UL 94 V-0 и 5V без антипиреновых добавок. Это материал, который не соответствует строгим европейским требованиям к огнезащитным добавкам.
Общая химическая стойкость PPS превосходит только фторуглероды, такие как тефлон.

PPS поглощает ультрафиолетовую энергию с ухудшением физических свойств.В одном из 10 000-часовых погодных испытаний PPS сохранил 63% своей первоначальной прочности на разрыв. Удерживание увеличилось до 97% при добавлении 2% технического углерода.

Текущая прейскурантная цена на 40% стеклопластиковый PPS составляет в среднем 4,85 доллара США за фунт и 0,24 доллара США за фунт 3 за грузовик. Эти цены кажутся высокими до тех пор, пока не сравнятся с блоками питания со стекловолокном (7,37 долларов) и жидкокристаллическими полимерами (8,95 долларов за фунт).

Советы по проектированию деталей
Толщина стенки. PPS был успешно отформован со стенками толщиной 0,015 дюйма.Лучшим диапазоном толщины будет минимум 0,030 и максимум 0,375 дюйма. ПФС — это легкотекучий материал. В среднем деталь толщиной 0,030 дюйма может иметь проточную длину 5,0 дюйма. Длина потока 20,0 дюймов возможна при толщине стенки 0,125 дюйма. Вариации толщины стенок должны плавно совмещаться и ограничиваться 40% толщины более тонкой стенки.

Радиусы углов. Закругленные углы улучшают текучесть расплава при одновременном снижении напряжения. PPS — это материал, чувствительный к выемкам, с закругленными углами.Минимальный внутренний угловой радиус должен составлять от 25% до предпочтительно 60% толщины детали.

Углы уклона. PPS абразивный и очень жесткий. Следует избегать подрезов. На сердечниках и полостях длиной или глубиной 0,187 дюйма требуется угол наклона 1⁄4º / боковой уклон. Осадка должна быть увеличена до 2º / сторону для глубины вытяжки 2 дюйма.

Прогнозы. Ребра, косынки и сплошные выступы выступают из номинальной стенки детали. PPS — это материал с низкой усадкой. Толщина выступов в месте их стыка с номинальной стенкой может быть равна толщине стенки детали.Толщина 75% номинальной стены сведет к минимуму возможность появления вмятин и внутренних пустот. Радиусы должны быть предусмотрены на конце ребра и там, где это ребро встречается с номинальной стенкой.

Выемки и отверстия. Сердечники, образующие отверстия, образуют сварные швы. Расплав, обтекающий эти сердечники, воссоединяется на противоположной стороне, образуя сварные швы. Как и в случае с большинством других стеклопластиков, сварные швы теряют прочность. При использовании PPS потери могут составлять 50% -70% от первоначальной прочности материала на разрыв.По возможности, полости должны быть закрыты, чтобы линии сварки располагались на ненесущих участках детали. ППС — прочный абразивный материал. Отверстия должны иметь закругленные углы и максимально допустимый угол уклона.

Допуски. Стабильность размеров PPS объясняет его использование в деталях сложной точности. Коммерческий допуск для детали длиной 1 дюйм и толщиной 0,125 дюйма составляет ± 0,003 дюйма. Более дорогостоящий точный допуск на ту же деталь составляет ± 0,0015 дюйма. Этот точный допуск следует указывать только в том случае, если этот размер более важен, чем стоимость детали.

PPS заслуживает внимания в тех случаях, когда требуется стабильный по размерам, прочный, негорючий, химически стойкий материал с температурой эксплуатации выше, чем у поликарбоната, полисульфона и полиэфиримида, но менее дорогостоящий, чем жидкокристаллические полимеры.

Типичные области применения PPS
Электрооборудование: соединители, заголовки конденсаторов, катушки, розетки, печатные схемы, держатели щеток электродвигателей, фены и другие бытовые приборы, вырабатывающие тепло; инкапсуляция электрических схем.Во многих из этих применений PPS заменяет термореактивные пластмассы и обеспечивает более короткий цикл формования и возможность повторного использования литников и направляющих.

Автомобильная промышленность: PPS был первым термопластом с достаточной термостойкостью, который можно было использовать в автомобильных двигателях. Первый успешный пластиковый впускной коллектор использовал PPS для замены 22 литых деталей с уменьшением веса на 56%. Другие приложения включают компоненты для контроля выбросов, систем охлаждения, генераторов, электрических датчиков, световых розеток, гидравлики и термостатов.Высокая рабочая температура и устойчивость к газу и маслу являются причиной многих из этих применений.

Здравоохранение и обработка пищевых продуктов: При температуре 428ºF хирургический скальпель с электрическим нагревом зависит от термостойкости и изоляционных свойств PPS. Пищевые продукты включают в себя кухонную посуду для микроволновой печи и детали духовки, основания кофейников и теплоизолированные ручки приборов.

Другие области применения: химически стойкие корпуса насосов, рабочие колеса, поршни, подшипники и клапаны; направляющие для насосных штанг нефтепромысловые.Перегородка конденсатора из PPS показала улучшенную коррозионную стойкость на одну пятую веса нержавеющей стали. Neat PPS также используется в качестве покрытий для широкого спектра применений.

Методы адгезионного соединения полифениленсульфида »Декорирование пластмасс

Скотт Р. Сабрин, группа Sabreen

Полифениленсульфид (ПФС) — это высокотемпературный полукристаллический технический термопласт.В отрасли PPS известен как пластик, который по своим свойствам похож на металл. Возможно, это один из самых сложных полимеров для связывания с самим собой или с разнородными материалами, такими как алюминий и титан. Для успешного склеивания PPS необходимо понимание его химических и физических свойств, что делает модули качества смолы разными и важными для каждого применения. В данной статье представлены проверенные на практике методы практического применения для достижения высокопрочного адгезионного соединения.

Свойства ППС

Электронные соединители PPS

Свойства PPS, как и других высокотемпературных пластиков, включая PEEK и LCP, зависят от его характеристик кристаллизации.PPS химически инертен с низкой поверхностной энергией и предлагает самую широкую стойкость к коррозии среди всех современных конструкционных пластмасс. Он используется в тысячах автомобильных, аэрокосмических, медицинских и промышленных приложений, где требуются высокотемпературные, устойчивые к действию растворителей и электрически экранированные детали. PPS по своей природе является негорючим материалом, что делает его идеальным материалом для изготовления конструкций самолетов, компонентов силовой передачи и топливной системы, рабочих колес водяных насосов и многого другого. Несмотря на то, что эти характеристики идеальны для рабочих характеристик, плохая смачиваемость поверхности является проблемой для производителей.

Продаются две различные формы PPS: «разветвленная» молекулярная структура и «линейная». Среди самых узнаваемых брендов — Ticona Fortron® и Chevron Phillips Ryton®. Разветвленная версия имеет тенденцию быть более жесткой. Линия обычно обеспечивает лучшую механическую прочность и прочность на изгиб, а также более высокую стабильность расплава. Линейный ПФС также содержит меньше ионных примесей1. Стекловолокно (30% и 40%) и смеси стекловолокна / минерала в соответствии со стандартным PPS позволяют выполнять специализированные и требовательные приложения.Производители электроники обычно выбирают PPS со стекловолокном на 40% для изготовления изоляции и соединителей. Проектировщики тщательно изучают выбор разветвленных или линейных, заполненных или незаполненных элементов в зависимости от эксплуатационных характеристик поля, конструкции соединительного инструмента и первичной обработки. К сожалению, обычно меньше внимания уделяется влиянию этих выборов на вторичные производственные операции, особенно процессы адгезионного соединения.

Первичная обработка

Правильная обработка PPS имеет решающее значение для достижения заявленных свойств этого материала.Продукты PPS не гигроскопичны и, следовательно, не имеют проблем с расширением размеров, таких как нейлон (полиамиды). Однако при формовании деталей важно использовать сухую смолу. Влага сама по себе проблематична. Высокий уровень влажности может создать пустоты, которые могут отрицательно повлиять на характеристики детали, повлиять на адгезию и изменить внешний вид. Время между сушкой и обработкой должно быть как можно короче. PPS следует сушить в осушающих бункерных сушилках. Духовки с горячим воздухом не рекомендуются, хотя их можно использовать, если соблюдать особую осторожность.Причины, по которым использование таких печей не рекомендуется: a) если лотки заполнены слишком высоко (более 1-1,5 дюйма), материал на дне лотка не высушен должным образом; б) если в печи (на разных противнях) одновременно сушатся несколько различных материалов, гранулы могут легко упасть на нижний противень, вызывая загрязнение материала на нижнем противне2.

Для достижения полностью кристаллического состояния требуется температура пресс-формы от 275 до 300 градусов по Фаренгейту.Когда PPS формуют при температуре ниже 275 градусов по Фаренгейту, отливки являются аморфными или полукристаллическими и остаются в этом состоянии до тех пор, пока не будут подвергаться воздействию более высоких рабочих температур (включая тепловое отверждение клеев). Если рабочая температура превышает температуру формования, детали станут более кристаллическими, что приведет к изменению размеров и свойств. Например, температура теплового отклонения (HDT) при 264 фунтах на квадратный дюйм (1,8 МПа) 40-процентного стеклонаполненного ПФС, отлитого в некристаллическом состоянии, составляет всего 350 градусов по Фаренгейту, но увеличивается до> 500 градусов по Фаренгейту (260 градусов по Цельсию). ) в кристаллическом состоянии.Это очень важно для расчета оптимальной температуры и времени отверждения клея (в зависимости от количества деталей в печи, общей массы), необходимых для достижения полного химического сшивания. Кроме того, температура формы оказывает сильное влияние на внешний вид поверхности. Процесс склеивания следует выполнять как можно скорее после операций формования или плотно упаковать детали в полиэтиленовые пакеты.

Очистка поверхностей

Для продуктов PPS чистота поверхности и предварительная плазменная обработка являются критическими предпосылками для достижения высокопрочных соединений.Поверхности должны быть очищены от грязи, жира и масел. Материалы с низким молекулярным весом (LMWM), такие как силиконы, смазка для форм и противоскользящие вещества, препятствуют склеиванию. Для очистки поверхностей PPS растворителем и удаления материалов LMWM (в соответствии с политикой компании и законодательством штата) рекомендуется использовать ацетон или метилэтилкетон (MEK). Более слабые растворители, такие как ксилол, толуол и спирт (IPA), можно использовать для удаления поверхностных загрязнений, но не углеводородных загрязнений. Избегайте использования избытка растворителя, поскольку он может создать слабые пограничные слои из не удаленных химикатов, оставляя нарастание дымки, препятствующее склеиванию.Всегда используйте надлежащую технику, в том числе безворсовую ткань и защитные перчатки без пудры. Очистка растворителем эффективна для открытых доступных поверхностей, но, как правило, нецелесообразна для удаленных изолированных областей, таких как отверстия малого диаметра в электронных соединителях. Процессы плазменной обработки имеют разную степень эффективности для одновременной очистки и предварительной обработки всех поверхностей.

Предварительная обработка поверхности окислением

Важно понимать, зачем нужна предварительная обработка и как с ее помощью повышается прочность адгезионного соединения.Основные причины, по которым многие пластмассы трудно склеивать, заключаются в том, что они являются гидрофобными неполярными материалами, химически инертными и обладают плохой смачиваемостью поверхности (то есть низкой поверхностной энергией). Хотя эти рабочие характеристики идеальны для дизайнеров, они являются заклятием для производителей, которым необходимо связать эти материалы. Как правило, приемлемая адгезия достигается, когда поверхностная энергия пластикового субстрата примерно на 8-10 дин / см превышает поверхностное натяжение жидкого клея, покрытия или краски.В этой ситуации говорят, что жидкость «смачивается» или прилипает к поверхности. Метод измерения поверхностной энергии «смачивания» — это использование калиброванных растворов дина в соответствии со стандартом ASTM D2578.

Поверхностная энергия необработанного ПФС составляет примерно 38 дин / см (расчетный угол контакта с водой составляет 80,3 °). Поверхностное натяжение совместимых клеев на основе эпоксидной смолы составляет 45-50 дин / см. Следовательно, расчетная поверхностная энергия после обработки должна находиться в диапазоне не менее 48-54 дин / см.В этой ситуации говорят, что жидкость «смачивается» или прилипает к поверхности. Практически наиболее прочное связывание PPS достигается при поверхностной энергии 60-70 дин / см. Этот более высокий уровень обработки плазмой имеет дополнительное преимущество, заключающееся в увеличении срока хранения до обработки на два года или дольше. Обычно это не относится к другим полимерам.

Из-за неполярной гидрофобной природы адгезионные соединения PPS обычно требуют предварительной плазменной обработки поверхности сразу после очистки растворителем для увеличения поверхностной энергии и обеспечения химической функциональности.Общие предварительные обработки для PPS включают в себя электрический коронный разряд, атмосферный ионный удар, пламенную плазму и высокочастотный холодный газ (низкое давление). Эти процессы характеризуются своей способностью генерировать «газовую плазму», чрезвычайно реактивный газ, состоящий из свободных электронов, положительных ионов и других частиц. Также происходит химическая функционализация поверхности 3. В физике механизмы образования плазмы различны, но их влияние на смачиваемость поверхности схоже. Каждый метод зависит от приложения и имеет преимущества и / или ограничения4.Следует учитывать геометрию детали, автоматизацию погрузочно-разгрузочных работ и проводящие свойства подложки. PPS черного цвета обычно выбирают по разным причинам. Поскольку технический углерод может иметь разную степень проводимости, важна тщательная оценка методов предварительной электрической обработки, чтобы гарантировать, что электрическая дуга во время процесса обработки не возникнет. Возникновение дуги может ухудшить свойства сопротивления изоляции материала, которые важны для электронных компонентов.

Классический электрический коронный разряд получается с использованием генератора и электрода (ов), подключенных к источнику высокого напряжения, противоэлектрода с нулевым потенциалом и диэлектрика, используемого в качестве барьера.То есть высокочастотный высоковольтный разряд (повышающий трансформатор), создающий разность потенциалов между двумя точками, требующими заземления 35 + кВ и 20-25 кГц. Индивидуальные конфигурации электродов позволяют обрабатывать поверхности различной геометрии — плоские, профилированные, утопленные, изолированные и т. Д. Одним из специализированных примеров применения является система обработки коронным разрядом электрических разъемов, в которой комбинация штифтовых и шариковых электродов одновременно обрабатывает трехмерные отверстия малого диаметра ( = 0,0305 ″) и плоских внешних поверхностей в нескольких плоскостях, Патент США US 5051586 (1991).Для соединителей PPS военного назначения срок хранения до обработки составляет более двух лет. Озон образуется в области плазмы в результате электрического разряда. Коронный разряд практически не имеет очищающей способности (см. Рис. 1 на стр. 36).

Атмосферная плазма или плазма с электрическим выдувом ионов (также называемая плазмой с фокусированным коронным разрядом) использует один электрод с узким соплом, питаемый от электрического генератора и повышающего трансформатора, и воздух под высоким давлением, в котором интенсивная сфокусированная плазма генерируется внутри обрабатывающей головки и потоков наружу.Этот процесс предварительной обработки может очистить основание от грязи, мусора и некоторых углеводородов, но не от большинства силиконов и противоскользящих веществ. Новое исследование показывает, что тонкое травление поверхности может создать новую топографию для улучшения механического сцепления. Озон не является побочным продуктом, но образуются оксиды азота (NOx), которые могут иметь обманчиво похожий запах.

При очистке пламенем плазмы

используются высокореактивные частицы, присутствующие при сгорании воздуха и углеводородного газа (для создания плазмы).Хотя обработка пламенем экзотермична, нагрев не создает химической функциональности и улучшения смачивания поверхности. Пламя очистит поверхность от грязи, мусора и некоторых углеводородов. Пламя не удаляет силиконы, смазки для плесени и добавки, снижающие скольжение. Обработка пламенем может обеспечить более высокое смачивание, окисление и срок хранения, чем предварительная электрическая обработка, из-за относительной меньшей глубины обработки от поверхности, 5-10 нм. Озон не производится. Приобретая горелки для обработки пламенем, сравните ленту с отверстием с отверстием и преимущества регуляторов с нулевой балансировкой.

Плазма холодного газа

, также называемая «плазмой холодного газа низкого давления», проводится в закрытой откачанной камере по сравнению с методами предварительной обработки поверхности в атмосфере (воздухе). Обычно используется промышленный 100-процентный газообразный кислород (O2). Газ выпускается в камеру под частичным вакуумом и подвергается воздействию высокочастотного электрического поля. Это реакция высокореакционных частиц, образующихся с полимерами, помещенными в поле плазмы, на алюминиевые полки или клетки внутренних проводящих электродов, разрушение молекулярных связей, что приводит к очистке и химическим / физическим модификациям (включая увеличение шероховатости поверхности, что улучшает механическое соединение).Существенным преимуществом процессов плазменной резки холодного газа является удаление углеводородов, что исключает очистку растворителем. Предварительная атмосферная обработка не удаляет / очищает все полиароматические углеводороды, поэтому может потребоваться очистка растворителем (перед предварительной обработкой).

Клеи и отверждение

Патент США US5051586 (1991) — Система обработки электрических разъемов коронным разрядом. Срок годности предварительной обработки ПФС более двух лет.

Оптимальная конструкция шва имеет решающее значение в любом применении клея.Склеенные соединения могут подвергаться силам растяжения, сжатия, сдвига, отслаивания или раскола, часто в сочетании. Для многих применений PPS идеально подходят двухкомпонентные термоотверждаемые структурные эпоксидные клеи. Равномерная тонкая толщина линии соединения (от 0,002 до 0,007 дюйма) является предпочтительной для оптимальных характеристик прочности на сдвиг и растяжение. Кроме того, концентрация в воздушной полости меньше. По возможности, особенно для швов без опоры, основания следует зажимать, пока клей застывает / остывает.

Для применений со стеклонаполненным PPS температура теплового отклонения в кристаллическом состоянии составляет> 500 градусов по Фаренгейту.Таким образом, безопасная температура отверждения в духовке может составлять от 300 до 350 градусов по Фаренгейту. Важно отметить, что это температура деталей, достигнутая во время отверждения, которая может отличаться от заданной температуры печи. Избегайте штабелирования деталей. Детали должны оставаться при температуре до полного отверждения, чтобы обеспечить полное сшивание клея. Недостаточное отверждение (температура / время) — одна из наиболее частых проблем, приводящих к нарушению адгезии. По определению «нарушение адгезии» происходит на границе раздела между адгезивом и адгезивом (подложкой).Визуально остатки клея остаются в любом месте только на одной поверхности, а не на второй подложке.

В дополнение к очистке растворителем и предварительной плазменной обработке текстурированная поверхность после формования увеличивает механическую сцепляемую адгезию. Текстура может быть выполнена с помощью инструмента для формования или вручную с помощью тампона Scotch-Brite. Например, обработка полости пресс-формы NTMA «40-алмазная полировка с зернистостью 1200», вероятно, улучшит прочность сцепления по сравнению с покрытием «10-мелкая алмазная зернистость 8000» (диапазон 0–3 микрон).Полезны даже слегка текстурированные поверхности. Для соединительных изделий и других применений с утопленными отверстиями высокоэффективны протравленные стержни сердечника в форме.

Таким образом, для достижения высокопрочного адгезионного соединения PPS (30-40 процентов стекловолокна) и термоотверждаемых эпоксидных клеев я рекомендую следующее:

  • Убедитесь, что смола PPS должным образом высушена перед формованием и обработана при температуре от 275 до 300 градусов по Фаренгейту.
  • проведите процесс склеивания как можно скорее после формования
  • очищенные растворителем поверхности деталей
  • использовать предварительную плазменную обработку для увеличения смачивания поверхности и химической функционализации
  • нанести равномерную тонкую клеевую линию
  • для отверждения в духовке при температуре от 300 до 350 градусов по Фаренгейту

Дополнительные преимущества получаются, если поверхность продукта текстурирована.Учтите, что поверхности, окисленные плазмой, могут пагубно повлиять на последующие процессы сборки, например, плохая термосварка / сварка, когда происходит чрезмерная обработка. Поверхности, обработанные плазмой, стареют с разной скоростью и в разной степени в зависимости от факторов окружающей среды, включая температуру и влажность.

Для достижения прочного склеивания продуктов из PPS требуется комплексный системный подход, включающий дизайн, свойства материалов, а также первичные и вторичные операции. Плазменное окисление решает многие проблемы с адгезией, но выбор наилучшего метода зависит от многих факторов, в том числе от производителей оборудования.