POLISTIRENINIS PUTPLASTIS

1. POLISTIRENINIS PUTPLASTIS Kai kurios savybės

2. Polistireninis putplastis yra populiari šiltinimo medžiaga, žinoma dėl gerų ir nesikeičiančių tarnavimo laikotarpiu šilumos izoliavimo, aukštų stiprio, žemo vandens įgėrio ir kt. rodiklių. Be to dar ir ekonomiškai efektyvi, ekologiška bei saugi vartotojui. • Šiandien EPS panaudojimą apibūdina konkretūs rodikliai, reikalingi atitinkamoje konstrukcijoje. • Tankis panaudojimo nebenusako, ir tai yra esminis akcentas vartotojui. • Produktas gaminamas pagal vieningą Europos standartą ir nėra skirtumo, kurioje ES šalyje pagamintas.

3. Toliau paminėsime: • Šilumos laidumą • Stiprį ir klasifikavimą • Įmirkį • Valkšnumą • “Kontroversinius “ aspektus • Sudėtį • Matmenų kitimą • Degumą • Ilgaamžiškumą • Biologinius aspektus • Ekologiškumą • Neoporą • Ekonašumo analizę • Smūgio garso izoliavimą

4. Klasifikacija • Klasifikuojama į tipus pagal gniuždomojo ir lenkiamojo stiprio rodiklius. Priklausantis konkrečiam tipui gaminys vienu metu turi tenkinti abiejų rodiklių atitinkamas vertes:

6. Statmenas paviršiui stipris tempiant • Tai – didelis polistireninio putplasčio privalumas, ypatingai reikšmingas fasadų (TR100, t. y. ≥100KPa) , stogų įrengime. • Natūriniai fasadų tyrimai (Vokietijoje) parodė, kad, kintant garinei drėgmei bei temperatūrai, ši jo savybė nekinta. • Tuo tarpu mineralinės vatos tempiamasis stipris, esant tokiam pačiam poveikiui, sumažėja iki 50%.

7. Įmirkis • Polistireninis putplastis nėra higroskopinis. Kadangi akelių sienelės vandeniui nepralaidžios, vanduo į putplasti tegali įsiskverbti mažyčiais kanalėliais tarp susilydžiusių akelių. • Polistireninio putplasčio ilgalaikis vandens įmirkis panardinus [WL(T)i ] itin nedidelis . • Vandens įmirkis daugelyje taikymo sričių labai reikšmingas. Jis ypač toks yra grunto tiesiniuose, pamatų statyboje, gaminiams, susijusiems su plūduriavimu vandenyje, ir pan.

8. Produktų įmirkis pagal LST EN 12087/2A(Tyrimas atliktas Turku (Suomija) Visuomenės Sveikatos Centro Institute 2003m.)

9. Valkšnumas • Valkšnumas nusako medžiagos atsparumą ilgalaikėms gniuždomosioms apkrovoms ir nustatomas tam tikrame gniuždomoje įtempio lygyje. • Valkšnumo rodiklio gali prireikti konstrukcijose, kur polistireninį putplastį veikia nuolatinės didelės apkrovos – po pastatų pamatais, šaltų maisto produktų saugyklų grindimis ir pan. • Nustatyta, jog veikiant 0,30σ10 gniuždomajam įtempiui, polistireninio putplasčio gaminiai po 50 metų turės ne didesnė kaip 2 proc. valkšnumo deformaciją.

11. “Kontroversinės” polistireninio putplasčio savybės • Lietuvoje sklando įvairių dažniausia niekuo nepagrįstų gandų apie polistireninio putplasčio kenksmingumą ar neigiamas savybes. • Girdėti kalbant, kad polistireninis putplastis: • skleidžia sveikatai kenksmingus garus; • yra labai degus ir degdamas skleidžia ypač nuodingas medžiagas; • “nekvėpuoja”; • traukiasi ir greitai suyra; • yra mėgstamas graužikų ir mikroorganizmų maistas; • daro didelę žalą aplinkai ir pan.

12. Plėtriojo polistireno (EPS) sandara • Polistireninis putplastis gaminamas iš plėtriojo polistireno (EPS), kuris 6 dešimt. pirmąkart buvo susintetintas Vokietijos bendrovėje BASF. • Bazinė EPS medžiaga yra stirolas. • Polimerizacijos metu stirolo molekulės jungiasi viena su kita į grandines.

13. Polimerizacijoje dalyvaujant pentanui, gaunama EPS medžiaga –žaliavos grūdeliai. • Stirolas irpentanas, kaip ir, pavyzdžiui, propanas ir butanas, yra angliavandeniliai. • Plėtrusis polistirenas aprūpinamas degumą slopinančiu priedu. Dažniausiai tai – heksabromciklododekanas (HBCD). • (Lietuvoje, kaip ir daugumoje Europos šalių, polistireninis putplastis be degumą slopinančių priedų naudojamas tik pakuočių maisto produktams, elektronikai, buitinei technikai, medikamentams ir pan. gamyboje.)

14. Polimerizacijos procesas

15. Pasitaiko akmens anglies dervoje ir nedideliais kiekiais aptinkamas kai kuriuose maisto produktuose – vaisiuose, daržovėse, riešutuose, gėrimuose, mėsoje. Šiandien išgaunamas iš naftos Taip pat plačiai naudojamas gumos, plastiko, stiklo pluošto, vamzdžių, automobilių detalių, maisto talpų ir t. t. gamyboje. Dideli stirolo kiekiai, patekę į žmogaus organizmą, gali sukelti depresiją, koncentracijos problemų, raumenų silpnumą, nuovargį, pykinimą, akių, nosies ir gerklės dirginimą. Stirolas

16. Pačioje žaliavoje, iš kurios gaminamas polistireninis putplastis, būna likę mažiau nei 0, 1 proc. monomerinio stirolo, kuris gali garuoti. Tai – labai nedaug. • Perdirbant polistireninį putplastį vėlgi išskiriami nedideli stirolo kiekiai. Tad tikpagamintoje izoliacinėje medžiagoje jo būna likę dar mažiau. • Polistireninis putplastis kaip izoliacinės medžiaga puikus tuo, kad praktiškai neskleidžia jokių stirolo garų, ir tai buvo daug kartų patvirtinta higienos centro tyrimais.

17. Pentanas • Plėtriajame polistirene kaip plėtiklis naudojamas vien pentanas. • Pentanas yra bespalvis, labai lakus, vandenyje beveik netirpus skystis, kurio virimo temperatūra yra 36ºC. • Pentanas yra sudėtinė naftos dalis, taip pat susidaro žmogaus bei gyvūnų organizmuose per natūralius biocheminius procesus ir patenka į atmosferą su iškvepiamu oru. • Polistireninio putplasčio gamybos proceso metu pentanas garo pavidalu išmetamas į atmosferą.

18. Pentano garai sunkesni už orą ir tam tikromis sąlygomis kartu su oru gali sudaryti sprogius mišinius. • Tam tikros pentano koncentracijos gali kelti pavojų sveikatai. • Abiem atvejais tokios koncentracijos gali susidaryti tiktai gamybos metu uždaroje, blogai vėdinamoje patalpoje. Todėl polistireninio putplasčio gamyboje įrengiama atitinkama ventiliacijos sistema. • (Pentanas nesikaupia atmosferoje dėl nedidelės pusėjimo trukmės, tesiekiančios 10-15 val.) • Vartotojus pasiekiančiame polistireniniame putplastyje pentano nebėra.

19. Degumą slopinantis priedas • Degumui slopinti Europos gamintojai dažniausiai naudoja heksabromciklododekaną (HBCD). Tai – bromuotas cikloalifatinis angliavandenilis. • Netirpus vandenyje, atsparus hidrolizei, nepriskiriamas prie pavojingų medžiagų. • Polistireniniame putplastyje šios medžiagos nedaug, ji paskirstyta polimeriniame karkase tarp polimerinių grandinių. • Dėl šio antipireno cheminių savybių bei tvaraus įterpimo tarp polimerinių grandinių garavimo ar kokio nors kitokio patekimo į aplinką galimybė atmestina.

20. Matmenų kitimas dėl susitraukties • Ką tik pagamintas polistireninis putplastis per pirmąsias 24 valandas aušdamas priklausomai nuo gamybos sąlygų ir tankio susitraukia iki 0,3-0,5% • Vėlesnis traukimasis vadinamas vėlyvąja susitrauktimi • Vėlyvoji susitrauktis sparčiausiai vyksta per pirmąsias keletądienų, kuomet putplastis laikomas gamykloje. Po šio laikotarpio vėlyvoji susitrauktis smarkiai sulėtėja. Bendra ribinė vertė sudaro 1,5-2,0 mm/m (0,15-0,2%). Šie pokyčiai negrįžtami.

21. Išvados: • Vartotojus pasiekiančiam polistireniniam putplasčiui nebūdingas joks nors kiek reikšmingesnis traukimasis. • Jei dar technologijos pabaigoje kurį laiką ir išsiskiria stirolo pėdsakai, koncentracijos yra tokios nykstamai mažos, kad po dviejų mėnesių jų nebeįmanoma aptikti pačia jautriausia technika. • Nebelieka ir plėtiklio pentano

22. Degumas • Ilgiau veikiamas didesnės negu 100 °C temperatūros, polistireninis putplastis ima minkštėti, trauktis ir galiausiai lydytis • Bandymai rodo,kad polistireninio putplasčio su degumą slopinančiais priedais degumo temperatūra yra 374 °C. • Žemiau šios temperatūros degios dujos nesusidaro. Terminio irimo produktai užsidega tik tiesiogiai susilietę su paviršiais ar erdvėmis, kurių temperatūra yra 450-500 °C. Polistireninis putplastis savaime neužsidega esant žemesnei negu 450 °C temperatūrai .

23. Toks putplastis buvo apibūdinamas kaip sunkiai užsiliepsnojanti medžiaga ( pagal ankstesnę degumo klasifikaciją ). • Degiomis buvo laikomos medžiagos, kurios toliau dega atitraukus nuo jų ugnies šaltinį, sunkiai užsiliepsnojančiomis – medžiagos, kurios, pašalinus degimo šaltinį, savarankiškai toliau nebedega.

24. Statybinis polistireninis putplastis , trumpai veikiamas liepsnos, traukiasi neužsidegdamas. Ilgiau veikiamas liepsnos, jis užsidega, tačiau liepsna paviršiumi sklinda itin lėtai

25. Pašalinus liepsnos šaltinį, polistireninis putplastis su degumą slopinančiais priedais liaujasi degęs. Nebūna ir jokio rusenimo

26. Galiojančioje naujojoje klasifikacijojestatybiniam polistireniniam putplasčiui, kaip statybos produktui, jei bandomas tiktai jis vienas, priskiriama E degumo klasė. • Dabar galiojantis statybos techninis reglamentas STR 2.01.04: 2004”Gaisrinė sauga. Pagrindiniai reikalavimai” reikalauja statinio konstrukcijų, t. y.galutinio naudojimo statybos produktų degumo įvertinimo. • Todėl būtina bandytine vien pliką izoliacinę medžiagą, bet ir kompozicinius statybos produktus.

27. Pora sistemų supolistireniniu putplasčiu degumo bandymų • 2004 m. rugpjūčio mėnesį Lietuvos Priešgaisrinės apsaugos ir gelbėjimo departamento prie VRM Gaisrinių tyrimų centras „Kauno šilo“ užsakymu išbandė: polistireninio putplasčio EPS 70 plokštę, padengtą pastatų šiltinimo ir apdailos sistema PRO TERMOWALL . (Tai viena iš kompozicinių sistemų, naudojamų fasadų šiltinimui ir apdailai iš išorės)

28. Gaisrinių tyrimų centras nustatė, jog tokia sistema lengvai tenkina B-s1, d0 kategorijos reikalavimus. • Tai reiškia, kad, remiantis STR 2.01.04:2004 “Gaisrinė sauga. Pagrindiniai reikalavimai” ( “Valstybės žinios”, 2004, Nr.23 – 720), tokią kompleksinę polistireniniu putplasčiu paremtą termoizoliacinę sistemą pastatuose teisėtai galima naudoti be apribojimų, įskaitantI atsparumo ugniai laipsnio pastatus. • Tai ta pati kategorija, kuriai priskiriamos kompozicinės sistemos su akmens vata.

29. Kitas pavyzdys – “stogai bei jų dangos pagal degumą, veikiant išoriniam gaisrui, yra skirstomos į šias klases: BROOF (t1) ir FROOF (t1)...” (STR 2.01.04:2004). ITB (Warszawa) ugnies bandymų laboratorijoje išbandyta sistema “Rufax”, susidedanti iš “Kauno šilo” gamybos polistireninio putplasčio plokštės, laminuotos tarpine ritinine danga ir padengtos poliesteriu armuota polimerine ritinine danga Vedasprint Gauta BROOF (t1) sistemos degumo klasė Išvados vietoje – “Bet kurios paskirties I atsparumo ugniai statinių stogai, nepriklausomai nuo jų aukščio bei gaisrinio skyriaus ploto, turi tenkinti BROOF (t1) klasės reikalavimus.”(STR 2.01.04:2004 “Gaisrinė sauga. Pagrindiniai reikalavimai”, 4 priedas, p.1),nekalbant apie žemesnio atsparumo laipsnio stogus.

30. Dujoms, susidarančioms degant polistireniniam putplasčiui, nebūdingas joks ypatingas toksiškumas • Dujų, susidarančių degant polistireniniam putplasčiui, toksiškumas Vokietijoje buvo ištirtas jau 1967 m. Dujų toksiškumas buvo vertinamas remiantis ne tik jų komponentų sudėtimi, bet ir biologiniais pavyzdžiais. • Biologiniai įkvepiamojo toksiškumo tyrimai parodė, kad dujos, susidarančioms degant polistireniniam putplasčiui, gali būti toksiškos, kaip ir dujos, susidarančios degant visoms kitoms organinėms medžiagoms.

31. Tačiau: toksiškas poveikis priskirtinas tiktai dujose esančiam anglies monoksidui. • Negana to: lyginant su kitomis natūraliomis organinėmis medžiagomis, kaip antai medžiu, medžio plaušu ar kamščiu, anglies monoksido koncentracijos dujose, susidarančiose degant polistireniniam putplasčiui, yra daug mažesnės.

32. Anglies monoksido išskyrimas degant įvairioms medžiagoms *rusenimas; **liepsnojimas

33. Kitų degimo dujų sudedamųjų dalių – monostirolio, aromatinių medžiagų, bromo vandenilio – koncentracijos tokios menkos, kad jų toksikologinis poveikis yra bereikšmis. Dujos, susidarančios degant polistireniniam putplasčiui, mažiau kenksmingos už dujas, susidarančias degant kitoms statybinėms izoliacinėms medžiagoms.

34. Sienų “kvėpavimo” problematikaKalbama, jog polistireninis putplastis “nelaidus” ir trukdąs išorinei sienai “kvėpuoti • Sąvoką “kvėpavimas” neteisingai vartojo garsus vokiečių higienistas Pettenkoferis, nusakydamas oro mainus per išorines sienas. • Sienų, kurios “kvėpuotų”, nėra. Oro mainai per išorines sienas prieštarauja bet kokiai patirčiai ir visiems fizikiniams matavimams.

35. Net ir vandens kiekiai, kurie difuzijos būdu dėl garų slėgio išsilyginimo tarp patalpos vidaus ir lauko pašalinami per išorines sienas, yra nykstamai maži ir tesudaro 1 proc.

36. Medicininių ir higieninių sumetimų diktuojamą poreikį pakeisti sunaudotą patalpų orą bei sykiu pašalinti gyvenant atsiradusius vandens garus galima tiktai tiesioginiu vėdinimu. • Kadangi per išorinę sieną nevyksta jokie žymesni oro mainai ir joks žymesnis drėgmės pasišalinimas, polistireninio putplasčio izoliaciniai sluoksniai niekaipnegali pabloginti šių funkcijų. • Tyrimai (ir gaminio standartas) rodo, jog polistireninis putplastis maždaug tiek pat atviras difuzijai kaip, pavyzdžiui, medis(izoliacinių plokščių iš EPS 50 ar EPS 70, EPS 80. vandens garų varžos faktorius µ yra nuo 20 iki 40).

37. Atsparumas senėjimui • Polistireninis putplastis nepūva, nedūla ir yra atsparus senėjimui. • Senėjimu vadinamas procesas, kai medžiagos savybės tam tikromis gamtinėmis aplinkos sąlygomis kinta nepaisant to, kad yra patenkinti jos naudojimo bei eksploatavimo reikalavimai. • Senėjimą paprastai rodo medžiagos negebėjimas atlikti numatytų funkcijų ar jos suirimas.

38. Polistireninio putplasčio atsparumą senėjimui yra daugkart patvirtinę užsienio nepriklausomi ekspertai ir moksliniai institutai, daugelį metų stebėję šią medžiagą įvairiose taikymo srityse. • Patikimai nustatyta, kad polistireninis putplastis visiškai išlaikosavo termoizoliacines bei mechanines savybes ir atlieka savo funkcijas per visą pastato gyvavimo trukmę, kuri šiandien apibrėžiama kaip mažiausiai 50 metų.

39. Saulės spinduliavimo poveikis • Ilgiau veikiamas tiesioginiųultravioletinių spindulių, polistireninis putplastis pagelsta, paviršius darosi trapus. • Tada dėl lietaus ir vėjo gali prasidėti erozija. • Nuo to apsaugo dažymas, tinkavimas, laminavimas ir pan. • Pastato viduje ultravioletinis spinduliavimas toks menkas, kad putplasčiui nedaro jokio poveikio.

40. Biologiniai aspektai • Polistireninis putplastis yra biologiškai neutralus. • Jis nėra maitinamoji dirva mikroorganizmams. Jis nepūva, nepelija, netrūnija. • Tačiau: pelėsių gali atsirasti dėl netinkamo šiltinimo ir vėdinimo; smarkiai užteršus polistireninį putplastį žeme, ypatingomis sąlygomis teršaluose gali įsiveisti mikroorganizmų. Tačiau šiais atvejais polistireninis putplastis tėra terpė ir biologiniame procese visiškai nedalyvauja.

41. Kalbama, jog polistireninis putplastis labai mėgstamas graužikų. Polistireniniu putplasčiu jokie gyvi organizmai nesimaitina Tačiau: • statybinius darbus atlikus be reikiamos darbų kultūros ir polistireninio putplasčio tinkamai neapsaugojus, polistireninis putplastis graužikų gali būti pažeidžiamas. Nuo neigiamo graužikų poveikio neapsaugotos ir kitos termoizoliacinės medžiagos, įskaitant akmens vatą. Polistireninis putplastis šiuo požiūriu niekuo ypatingu neišsiskiria.

42. Ekologiškumas • Polistireninis putplastis netirpsta vandenyje, todėl neskleidžia vandenyje jokių tirpių medžiagų, galinčių užteršti požeminius vandenis. • Polistireninis putplastis nepūva ir netrūnija, todėl jokiomis kenksmingomis medžiagomis neužteršia dirvožemio.

43. Polistireniniame putplastyje nėra formaldehido, jis nėra radioaktyvus: neskleidžia jokio alfa, beta ar gama spinduliavimo. Jame nėra jokių išmatuojamų radžio koncentracijų, nėra jokio radono garavimo. Montuojant EPS gaminius, darbininkams nebūtina imtis jokių atsargumo priemonių, nes šie gaminiai yra nedirginantys ir netoksiški. • Paprasta utilizacija - šiukšlių deginimo įrenginiuose polistireninis putplastis visiškai sudega, virsdamas anglies dioksidu ir vandeniu.

44. Pentanas, gamybos proceso metu garo pavidalu išmetamas įatmosferą dėl nedidelio stabilumo joje nesikaupia ir nepasiekia viršutinių sluoksnių, neardo ir ozono sluoksnio • Pentanas atmosferoje greitai suardomas fotocheminių reakcijų metu bei virsta anglies dioksidu ir vandeniu. • Išmatuojamoji pentano dalis atmosferoje yra nykstamai maža 2 ppb (parts per billion = 1 dalis iš milijardo = 1/1 000 000 000) dydis. • Palyginimui, anglies dioksido koncentracija atmosferoje yra 34 600 ppb, metano – 1 700 ppb. • Lyginant su kitomis į atmosferą išmetamomis svarbiausiomis šiltnamio efektą keliančiomis dujomis, pentano dalis, išmetama perdirbant plėtrųjį polistireną, per metus sudaro 0,000009 proc.

45. Vandenyje ir dirvoje pentaną į anglies dioksidą ir vandenį greitai suskaido augalai, bakterijos ir kiti mikroorganizmai. • Anglies dioksido kiekis, atsirandantis irstant pentanui, yraitin nedidelis. • Paskaičiavimai Vokietijoje rodo, kad šį kiekį jau per vieną žiemos savaitgalį atperka mažesnis anglies dioksido kiekis, kurį lemia mažesnis šildymo energijos suvartojimas.

46. Neoporas • Ši tobulesnė baltojo polistireno atmaina, dar nesenai sukurta koncerne BASF, ypač populiari Vokietijoje, Prancūzijoje. • Polistireniniame putplastyje iš neoporo šiluminį spinduliavimą didele dalimi panaikina infraraudonieji absorberiai ir reflektoriai, todėl esmingai geresnis izoliacinis poveikis pasiekiamas jau nedidelių tankių srityje. Tokie priedai lemia pilkšvą neoporo • Savo kitomis fizinėmis savybėmis jis panašus į tradicinį baltąjį polistireninį putplastį spalvą. • EPS 70 iš neoporo laidumas 0,032; iš tradicinio – 0,039.

47. Ekonašumo analizė • 2000 metų balandžio mėn. buvo paskelbta BASF akcinės bendrovės užsakymu Vokietijos ekologijos instituto (Öko-Institut e.V.) atlikta studija Kompleksinė šiluminės izoliacijos sistema renovuojant Bruncko kvartalą • Studijoje lyginamos trys kompleksinės šiluminės izoliacijos (KŠIS) sistemos, įrengtos ant renovuojamų išorinių sienų Bruncko kvartale, Lugwigshafene (Vokietija): • Stiroporo (klasikinis baltasis polistireninis putplastis) • Neoporo(pilkšvasis polistireninis putplastis, tobulesnė baltojo atmaina) • Akmens vatos

48. Kas yra ekonašumo analizė? • Suskaičiuojami visi kaštai, pradedant izoliacinių ir pagalbinių medžiagų gamyba, kompleksinės šiluminės izoliacijos sistemos įrengimu sienoje ir baigiant medžiagų kartotiniu naudojimu. • Apskaičiuojama visuminė apkrova aplinkai, apkrovą skirstant į penkias kategorijas: • energijos sąnaudos, • išteklių sąnaudos, • į orą, vandenį bei žemę išskiriami produktai, • toksiškumo potencialas, rizikos potencialas • Duomenys pažymimi vadinamajame ekonašumo pakete

49. Ekonašumo paketo x ašyje žymima kaštų suma, didesnes vertes pažymint kairėje pusėje, mažesnes – dešinėje • Ekonašumo paketo y ašis nusako ekologinę apkrovą, didesnes vertes pateikiant apačioje, mažesnes – viršuje • Produktai, atsidūrę dešiniame viršutiniame kvadrate išsiskiria aukštu ekonašumu. Jie mažai apkrauna aplinka ir sykiu reikalauja nedaug kaštų • Apačioje kairėje atsidūrę produktai pasižymi mažesniu ekonašumu. Jie reikalauja daugiau kaštų ir labiau apkrauna aplinką

50. Neoporo, stiroporo ir akmens vatos kompleksinių šiluminės izoliacijos sistemų ekonašumas