Технология производства пенопласта

Технология производства пенопласта (пенополистирола) является многоступенчатым процессом и#nbsp;состоит из#nbsp;нескольких ключевых этапов.

Процесс предварительного вспенивания происходит под воздействием температуры 90−100°С и#nbsp;водяного пара. Пентан находящийся в#nbsp;гранулах полистирола улетучивается и#nbsp;в#nbsp;структуре гранул образуются микропоры. Гранулы увеличиваются в#nbsp;объеме примерно в#nbsp;30−65 раз и#nbsp;принимают микроячеистую структуру.

В комплексе предварительного вспенивания полистирола, происходит уменьшение его массы в#nbsp;пересчете на#nbsp;единицу объема, т.#nbsp;е. уменьшение его плотности.

Важным показателем в#nbsp;процессе вспенивания является контроль давления. Для непрерывных предвспенивателей 0,015−0,03 МПа, для циклических 0,015−0,02 МПа.

На#nbsp;плотность материала влияет время его нахождения в#nbsp;предвспенивателе и#nbsp;температура:

• если время нахождения сырья во#nbsp;вспенивателе слишком продолжительно, то#nbsp;гранулы начинают усаживаться и#nbsp;плотность растет.
• если период вспенивания непродолжителен, то#nbsp;у#nbsp;пенопласта будет существенный разброс по#nbsp;плотности. Регулируется путем уменьшения температуры и#nbsp;подачи небольшого объема воздуха.
• если температура слишком высокая, вспененные гранулы могут образовывать комки.

Эти процессы могут происходить одновременно и#nbsp;оказывать непосредственное влияние на#nbsp;качество материала.

С#nbsp;целью изготовления легких марок пенополистирола получают материал с#nbsp;низкой плотностью (< 12 кг/м3). Для этого применяют метод двухступенчатого вспенивания.

Процесс происходит с#nbsp;помощью этого#nbsp;же оборудования, используемого для одноступенчатого вспенивания. Производство осуществляется путем подачи предварительно вспененного сырья через систему вторичного вспенивания.

На#nbsp;следующем этапе производства вспененные гранулы поступают в#nbsp;сушилку. В#nbsp;ней теплый воздух (t#nbsp;30−40°С) проходит через перфорированное днище сушилки, делает гранулы сухими и#nbsp;продвигает их#nbsp;в#nbsp;направлении выгрузочного вентилятора.

Следует учесть, что чем старше сырье, тем продолжительнее происходит вспенивание. Поэтому срок хранения сырья в#nbsp;герметичной упаковке ограничен до#nbsp;6 месяцев.

• EPS (Expandable PolyStyrene)#nbsp;— международное обозначение вспененного полистирола.
• FS#nbsp;— самозатухающий полистирол.
• ПСБ (Пенополистирол Суспензионный Беспрессовый)#nbsp;— российское обозначение вспененного полистирола.
• ПСБ-С (Пенополистирол Суспензионный Беспрессовый Самозатухающий).

В#nbsp;качестве сырья для производства пенопласта используются гранулы полистирола, получаемые путем суспензионной полимеризации стирола. Они содержат в#nbsp;своем составе вспенивающий агент#nbsp;— смесь пентана и#nbsp;изопентана в#nbsp;размере 5−6%. Также в#nbsp;состав полистирола входят антипирены#nbsp;— вещества, снижающие горение. Благодаря им#nbsp;пенопласт является самозатухающим материалом.

Хранить сырье необходимо исключительно в#nbsp;заводской, плотно закрытой таре или контейнерах, установленных в#nbsp;проветриваемых помещениях или под навесом.
Располагать как можно дальше от#nbsp;источников тепла и#nbsp;огня. Рекомендуемая температура хранения не#nbsp;выше 20#nbsp;°C.

При соблюдении температурного режима сырье следует использовать не#nbsp;позднее 3−6 месяцев от#nbsp;даты исследования сырья, указанной в#nbsp;сертификате качества.
Сырье из#nbsp;частично опорожненной или поврежденной тары следует использовать незамедлительно.
В#nbsp;производственных помещениях можно хранить сырье в#nbsp;количестве, не#nbsp;превышающем его среднесуточный расход.

Кондиционирование гранул необходимо для получения стабильных размеров и#nbsp;формы блоков, а#nbsp;также для достижения оптимальной плотности и#nbsp;механических свойств материала.

В#nbsp;ходе кондиционирования воздух проникает внутрь вспененных гранул вследствие образовавшегося в#nbsp;них вакуума.

Из#nbsp;вспененных гранул в#nbsp;атмосферу выпускается влага в#nbsp;виде пара и#nbsp;пентана#nbsp;— это не#nbsp;вступившие в#nbsp;реакцию остатки процесса полимеризации сырья. Такой газообмен возможен благодаря газопроницаемости полистироловых оболочек.

Скорость проникновения воздуха внутрь гранул и#nbsp;испарения пентана является зависимой от#nbsp;плотности, температуры окружающей среды и#nbsp;размера гранул. Из#nbsp;крупных гранул пентан испаряется медленнее, чем из#nbsp;гранул малого диаметра.

На#nbsp;предварительно вспененное сырье воздействует легкое разрежение. Поэтому гранулы чувствительны к#nbsp;изменениям в#nbsp;окружающей среде. Чтобы снять с#nbsp;них внутреннее напряжение, они выдуваются вентилятором в#nbsp;накопительный бункер. Там сырье вылеживается и#nbsp;стабилизируется.

Бункеры, используемые для кондиционирования вспененных гранул, поставляются в#nbsp;виде легкой металлической конструкции стеллажного типа с#nbsp;контейнерами из#nbsp;ткани, пропускающей воздух.

Внимание! При перемещении вспененных гранул с#nbsp;помощью струи воздуха, на#nbsp;поверхности гранул накапливаются сильные электростатические заряды. Необходимо тщательно заземлить все металлические элементы бункеров, транспортных трубопроводов и#nbsp;остального оборудования.

В#nbsp;зависимости от#nbsp;марки используемого сырья, время его кондиционирования может составлять от#nbsp;11 до#nbsp;24 часов.

В#nbsp;технологии производства соблюдается определенная температура внешней среды. При выдерживании гранул основная температура составляет +16−20 °C. Если она ниже, то#nbsp;продолжительность кондиционирования следует увеличивать.

Летом, при температурах более +20 °C период выдержки уменьшается.

После кондиционирования сырье пневмотранспортом доставляется в#nbsp;комплекс выпекания для производства блоков.

В#nbsp;форму подается насыщенный сухой водяной пар под давлением 0,2−0,4 МПа, что приводит к#nbsp;дальнейшему увеличению объема гранул.

Гранулы сцепляются друг с#nbsp;другом, формируя в#nbsp;рабочей камере блоки пенопласта.

Следующий этап состоит из#nbsp;охлаждения отформованного блока. Для этого вакуумирующая установка создает разрежение внутри формы.

В#nbsp;готовый блок пенопласта выталкивается из#nbsp;рабочей камеры толкателем, работающим от#nbsp;пневмоцилиндра, либо пневмоподушкой.

Перед началом процесса запаривания необходима вентиляция, в#nbsp;виде продувания для удаления воздуха.

При запаривании блока в#nbsp;короткое время необходимо подать соответствующее количество пара между гранулами в#nbsp;камере.

Недостаточная продолжительность продувания приводит к#nbsp;неоднородной плотности и#nbsp;плохому спеканию блока.

При изготовлении тяжелых марок пенопласта, готовый блок может оказывать давление на#nbsp;внутренние стенки формовочной камеры до#nbsp;2.5 Атм.

Чтобы блок можно было вынуть из#nbsp;формовочной камеры без повреждения, давление необходимо снизить до#nbsp;величины примерно 0.1 Атм.

После окончания процесса формования блоки кондиционируют. Кондиционирование проводится с#nbsp;целью снижения влажности и#nbsp;устранения внутренних напряжений, возникающих при формовании.

Протекающие при этом процессы диффузии газов и#nbsp;выравнивания давления внутри гранул являются схожими с#nbsp;процессам, происходящим при кондиционировании вспененных гранул.

В#nbsp;процессе кондиционирования блоков очень важную роль играет очередность их#nbsp;использования, соответствующая очередности формования, то#nbsp;есть при отборе блоков для разрезания следует начинать с#nbsp;самых «ранних».

После формовки блоки пенопласта должны вылежаться. Вылеживание делает влажность материала меньше, а#nbsp;также убирает внутреннее напряжение, которое появляется в#nbsp;ходе его производства.

При выдерживании блоков, в#nbsp;них происходят процессы насыщения материала воздухом и#nbsp;выравнивания внешнего давления с#nbsp;внутренним. То#nbsp;же#nbsp;самое происходит при вылеживании предварительно вспененного сырья. Формованные блоки выдерживаются от#nbsp;12 до#nbsp;24 часов при комнатной температуре.

Отформованные блоки сортируются, затем складируются. После этого изготовление пенопласта завершается нарезкой блоков на#nbsp;листы нужной толщины.

Блоки режутся на#nbsp;установках для резки со#nbsp;всех шести сторон с#nbsp;помощью нихромовых нитей. При этом задается нужная геометрия листов.

Наиболее распространенная толщина получаемых листов от#nbsp;2 до#nbsp;10#nbsp;см.
Также следует проверить пенополистирольные плиты на#nbsp;соответствие качеству.
Окраска плит должна быть такой#nbsp;же, как окраска предварительно вспененных гранул полистирола.
Следует проводить выборочную проверку плит, как минимум 2 шт. по#nbsp;длине каждого блока.

Если плиты отвечают предъявляемым требованиям, то#nbsp;после укладки в#nbsp;стопки они направляются на#nbsp;линию упаковки.

Если отклонение от#nbsp;требуемых размеров превышает допустимую величину, то#nbsp;следует еще раз проверить по#nbsp;одной плите на#nbsp;всей длине блока. Определить причину, произвести соответствующую корректировку промежутков между отрезками реостатной проволоки на#nbsp;оборудовании.

Плиты, которые не#nbsp;отвечают предъявляемым требованиям, направляются на#nbsp;вторичное использование.

В#nbsp;процессе производства пенополистирола образуются отходы, которые также могут быть использованы.

Из#nbsp;остатков пенопласта делают крошку. Производственные отходы пенопласта пропускаются через дробильную установку. Получившийся материал по#nbsp;пневматическому трубопроводу транспортируется на#nbsp;вторичное использование.

Крошку используют в#nbsp;качестве добавки к#nbsp;гранулам полистирола при производстве пенопласта. Размеры получаемой крошки составляют до#nbsp;15#nbsp;мм.

Подводя итоги, можно сделать вывод, что технология производства пенопласта#nbsp;— это многоэтапный процесс, который требует точного контроля всех параметров для получения продукта с#nbsp;заданными характеристиками. От#nbsp;правильного выполнения всех этапов производства зависит качество готового продукта.