Styropian

Styropian – polska nazwa polistyrenu spienionego (ekspandowanego) – porowate tworzywo sztuczne otrzymywane w procesie spieniania granulek polistyrenu (twardego, szklistego granulatu o średnicy od 0.2 do 2.5 mm) przy użyciu pary wodnej o temperaturze powyżej 90°C.

W efekcie procesów produkcyjnych (temperatura + ciśnienie) ekspandujące granulki polistyrenu sklejają się ze sobą tworząc bardzo lekką strukturę komórkową.

Dzięki swoim właściwościom styropian posiada bardzo szerokie zastosowanie m.in. jako materiał zabezpieczający (opakowania) oraz materiał izolacyjny w budownictwie.

Zalety styropianu

stabilność wymiarowa

izolacja termiczna

izolacja akustyczna

niska nasiąkliwość

trwałość cech w czasie

odporność biologiczna

przyjazność dla środowiska

łatwe i bezpieczne wykonawstwo

bezpieczeństwo użytkowania

szybki zwrot kosztów inwestycji

wysoka wytrzymałość

Historia styropianu

Historia powstania styropianu jest oczywiście następstwem innej – związanej z wynalezieniem materiału od którego “wszystko się zaczęło”.

Tym materiałem jest polistyren.

Polistyren ma długą historię rozwoju i jak to często już bywało w przypadku różnych wynalazków – został odkryty zupełnie przypadkowo. Dokonał tego w roku 1839 podczas swoich badań, pewien niemiecki aptekarz – Eduard Simon – wyizolowując substancję z naturalnej żywicy. Nie zdawał on sobie jednak sprawy z tego czym było jego odkrycie.

Człowiekiem, który uświadomił sobie fakt odkrycia tworzywa sztucznego przez Simona, był niemiecki chemik – Hermann Staudinger. W roku 1922 Staudinger opublikował swoje teorie na temat polimerów. Teoria Staudingera opierała się na stwierdzeniu, że naturalne gumy zbudowane są z długich powtarzających się łańcuchów monomerów, które nadają im elastyczność. W swoich badaniach Staudinger poszedł dalej, stwierdził, że materiały wyprodukowane dzięki termicznym przemianom styrenu będą miały właściwości podobne do gumy. Za swoje osiągnięcia otrzymał w roku 1953 nagrodę Nobla.

Era tworzyw sztucznych” została zapoczątkowana w roku 1930, kiedy to naukowcy z firmy Badische Anilin & Soda-Fabrik (BASF) opracowali metodę przemysłowej produkcji polistyrenu. Styropian został wynaleziony przez firmę BASF w roku 1950, a w następnym miała miejsce jego premiera rynkowa. Od tego momentu zyskał sobie miano jednego z najbardziej praktycznych i pożądanych materiałów termoizolacyjnych znajdując zastosowanie praktycznie w każdym obszarze ludzkiej działalności.

Produkcja styropianu

1. Materiał podstawowy
Podstawowym surowcem do produkcji materiałów z tworzyw sztucznych jest ropa naftowa. Prawie 4% jej światowego wydobycia jest obecnie przeznaczone na ten cel. Po wydobyciu i przetworzeniu przez rafinerię oraz przemysł chemiczny otrzymujemy styren, materiał podstawowy do dalszego procesu. Styren jest mieszany z wodą oraz materiałem porotwórczym (pentanem – gazem naturalnie występującym w przyrodzie) dając w efekcie polistyren do spieniania.
Tak otrzymany surowiec podstawowy zamykany jest w szczelnych pojemnikach i wysyłany do producentów styropianu.

2. Polistyren

2.1. Półproduktem w procesie wytwarzania styropianu jest Polistyren, produkowany jest na bazie ropy naftowej. Polistyren w postaci handlowej, ma formę twardego, szklistego granulatu o średnicy od 0.2 do 2.5 mm.
Główne etapy produkcji styropianu to: spienianie, sezonowanie i blokowanie.

2.2. Spienianie wstępne
To proces zmiękczania granulek surowca poprzez podgrzewanie. Podgrzewanie odbywa się zwykle przy użyciu pary o temperaturze powyżej 90°C. Proces ten trwa od 2 do 5 minut. W tym czasie granulki polistyrenu ekspandują, powiększając swoją objętość od 15 do 65 razy i tworząc cząstki pianki o zamkniętej strukturze. Bezpośrednio po spienianiu następuje proces schładzania spienionych cząstek.

2.3. Sezonowanie
Powstałe cząstki spienionego polistyrenu przed dalszą obróbką muszą przejść etap sezonowania w przewiewnych silosach. W ten sposób w drodze dyfuzji, do ich wnętrza wnika powietrze nadając im niezbędną w dalszych etapach stabilność.

3. Produkcja płyt styropianowych
Najczęściej spotykane są dwa sposoby produkcji płyt styropianowych:
1. Wytwarzanie dużych bloków styropianowych, a następnie cięcie ich na płyty o odpowiedniej grubości.
2.stosowaniu form do spieniania w kształcie i o rozmiarach końcowego wyrobu

3.1. Granulki spienionego już wstępnie polistyrenu wsypywane  są do dużych prostopadłościennych form i spieniane następnie przy użyciu pary wodnej o temperaturze 110°C do 120°C. Po ostudzeniu, bloki styropianu są wyjmowane z form i sezonowane. Cięcie bloków na płyty odbywa się przy użyciu urządzeń termicznomechanicznych. Dodatkowe profilowanie krawędzi jest realizowane poprzez frezowanie.

3.2. Zaletą tej metody jest uzyski­wanie gotowego wyrobu wprost z formy. Metoda ta nie wymaga  m.in. pracochłonnej obróbki krawędzi. Również proces produkcji może tu być w pełni zautomatyzowany.

Płyty styropianowe są produkowane głównie jako materiał izolacji termicznej. Mogą one mieć zwykły płaski kształt, ale stosowane są również płyty o specjalnych kształtach, jak np. elementy izolacji i poszycia dachu, płaskie i rolowane płyty z powłoką bitumiczną na stropodachy itp. Płyty styropianowe można łatwo pokrywać i łączyć z innymi materiałami budowlanymi.

Transport styropianu

Styropian ma mały ciężar (płyty styropianowe w zależności od rodzaju, ważą od 10 do 40 kg/m3), z tego względu łatwo można go transportować oraz przenosić na placu budowy.
Płyty styropianowe charakteryzują się doskonałymi parametrami mechanicznymi, niespotykaną przy innych materiałach termoizolacyjnych wytrzymałością na ściskanie, czy rozrywanie, stąd właściwe zabezpieczenie paczek styropianu, gwarantuje brak uszkodzeń mechanicznych wyrobu podczas transportu.

Z punktu widzenia Producentów zupełnie inną kwestią są stosunkowo wysokie koszta transportu w stosunku do ceny materiału. Sprawia to, że transport styropianu na większe odległości przestaje być opłacalny. Z tych względów część producentów decyduje się na budowę kilku zakładów produkcyjnych w różnych częściach kraju.

Normy produktowe

Economic services provided by the finance industry, which encompasses a broad range of businesses that manage money, including credit unions.

Wykaz podstawowych norm dotyczących produktów z polistyrenu ekspandowanego (styropianu):

PN – EN 13163

Wyroby do izolacji cieplnej w budownictwie. Wyroby ze styropianu (EPS) produkowane fabrycznie. Specyfikacja

PN – B 20132

Wyroby do izolacji cieplnej w budownictwie. Wyroby ze styropianu (EPS) produkowane fabrycznie. Zastosowania (WYCOFANA)

PN – EN 13172

Wyroby do izolacji Cieplnej – Ocena zgodności