Пінополістирол екструдований: технологія виробництва

Екструдований пінополістирол - однорідний синтетичний матеріал. У його міцної микроструктуре розподілена маса осередків, що становлять єдине тіло.

Діаметр осередків дуже малий - приблизно одна десята міліметра, всередині вони порожні і абсолютно герметичні, тобто мають капілярність, наближену до нуля. Саме це і робить полістирол унікальним матеріалом з ідеальними характеристиками, такими, як:

1. Низька теплопровідність пінополістиролу.
2. Міцність.
3. Легкість.
4. Вологостійкість, яка забезпечується дуже низьким ступенем водопоглинання.
5. Збереження своїх властивостей під впливом дуже низьких температур.
6. Відмінні звукоізоляційні показники пінополістиролу.
7. Довговічність.
8. Високі гігієнічні властивості, які забезпечуються стійкістю до утворення цвілі, росту й розмноженню бактерій на поверхні пінополістиролу.

Всі ці властивості пінополістиролу роблять його ідеальним утеплювачем. На цій посаді він і використовується вже більше 70 років, будучи лідером продажів в цій сфері будівельного ринку. У країнах Європи і Сполучених Штатах він вже давно витіснив застосування пінопласту.

У нашій країні пінополістирол також набирає популярність завдяки своїм експлуатаційним характеристикам і відносно невеликій ціні.

Попит на екструдований полістирол в Росії щороку збільшується приблизно на тридцять відсотків. Знайшов своє широке застосування екструдований полістирол і в харчовій промисловості для виробництва тари для упаковки харчової продукції. Нескладна технологія виробництва полістиролу уможливлює його виготовлення на невеликих виробничих лініях.

Технологія виробництва екструдованого пінополістиролу

Спочатку технологія виробництва екструдованого пінополістиролу представляла собою його спінювання за допомогою фреонів. Після численних протестів екологів і проведення досліджень, які встановили, що фреони входять в список речовин, застосування яких бере участь в руйнуванні озонового шару Землі, у виробництві пінополістиролу стали використовувати вуглекислий газ СО як вспенівающий агент.

У загальних рисах процес виготовлення виглядає так:

1. У сировину (суспензійний полістирол) вводяться необхідні добавки для забезпечення протипожежних властивостей (антипірени), для забезпечення кращого розподілу освітлювача (нуклеатора), а так само барвники або пігменти. Далі проводиться процес завантаження.
2. Проводиться попереднє спінення і вилежування спінених гранул.
3. Спікання і формування.
4. Обробка в тягнучому пристрої.
5. Полотно охолоджується природним шляхом, при цьому відбувається остаточне вспенивание. Іноді на потужних виробничих лініях застосовується примусове охолодження методом перекладання.
6. Процес стабілізації.
7. Обробка поверхні до досягнення гладкості поверхонь.
8. Процес нарізки і упаковки пінополістиролу.

Поетапне опис технології та особливостей виробництва екструдованого полістиролу

Завантаження сировини в бункер спінює пристрої

Сировиною для виробництва пінополістиролу є суспензійний полістирол, вага при насипанні якого приблизно дорівнює 500 г на кубічний м обсягу (після спінювання збільшується до 15-100 кг). Кожна партія сировини має свого часу, необхідне для спінювання, яке повинно строго витримуватися. При перевищенні часових меж відбувається руйнування гранул. У технології виробництва спіненого полістиролу враховується якість сировини.

Сировина надходить на склади виробництва зазвичай упакованим в мішки по 25 кг або в так званих біг-баги - мяких контейнерах великого розміру і вантажопідйомності, що мають стропи петлі для навантаження. Умови зберігання сировини повинні бути строго дотримані. Воно повинно зберігатися на піддонах при температурі від 20-25 C. Сировина не призначене для тривалого зберігання, так як з часом можуть змінюватися тимчасові показники спінювання. Технологія зберігання зазвичай вказується на упаковці.

Перед завантаженням сировини виробляється механічне перемішування гранул полімеру з добавками-модифікаторами. Кожна з них виконує свою функцію. Крім уже перерахованих вище для поліпшення однорідності і дрібної структури пір додають стабілізатори-нуклезіати, антипіренові добавки для підвищення вогнестійкості, термостабілізатори і антиоксиданти для захисту від термоокислительной деформації, абіотичні добавки для виключення пліснявіння. Можливо введення антистатичних і синергических добавок. Технологія введення добавок підбирається з урахуванням марки екструдованого пінополістиролу.

Пристосування для завантаження

Всі сучасні лінії оснащені забезпечують високу пропускну здатність пристосуваннями для завантаження. Більш того, виробники передбачають резервні можливості, якщо буде необхідно збільшення обсягів виробництва пінополістиролу. До пристроїв подачі предявляються високі вимоги по надійності і здатності транспортування сировини без його пошкодження. Більш надійними вважаються механічні подають пристрої.

1. Шнеки жорсткі певного діаметру, до яких підєднано завантажувати воронка. Головні перевагою шнека вважається можливість забезпечення при необхідності транспортування сировини на великі відстані (до 10 м). Саме жорсткий шнек здатний забезпечити максимальне збереження сировини від механічного пошкодження.
2. Гнучкі шнеки. Складаються з мяких труби і проштовхує пристрою - сталевий спіралі. Головне достоїнство - здатність забезпечити як вертикальну, так і горизонтальну подачі. Працюють в переривчастому режимі через неможливість синхронізації подачі сировини і наповнення бункера попереднього спінювання.
3. Інжектор для подачі сировини, який вставляється безпосередньо в бункер. Оснащений всмоктуючої трубкою, яка закінчується штуцером. Для скорочення кількості всмоктуваного з матеріалом повітря оснащується регулюючими пристроями. Забезпечує високу швидкість подачі сировини. Однак це скоріше недолік, ніж гідність, так як підвищується ймовірність пошкодження гранул сировини, а так само через потрапляння повітря знижується продуктивність і рентабельність виробництва.
4. Вакуумна подача. Проводиться за допомогою повітродувки, що працює при низькому тиску, яке автоматично закриває клапан завантаження. Повітря викачується через фільтр. Працює по переривчастою схемою. Незважаючи на малі діаметри подає пристрої, подача сировини відбувається в дуже високому швидкісному режимі, так що ступінь пошкодження матеріалу, що завантажується дуже велика.

Процес попереднього спінювання і вилежування сировини

Вільне або попереднє спінення гранул відбувається в Предвспінювач при температурі від 100-110 ° С і тиску 16-0,22 кг / см . Він складається з ємності з отворами для подачі пари в днище і активатора для розмішування. В процесі спінювання при обробці парою сировину збільшується приблизно в 30-50 разів. Цілісність і замкнутість осередків при цьому не порушується. Далі гранули сировини під тиском піднімаються вгору і в вікно вивантаження видавлюються в проміжний бункер, з якого транспортуються пневмотранспортом (система труб і вентиляторів) в бункер вилежування. Тут відбувається стабілізація тиску в расширившихся при вспіненні гранул. Тут же відбувається часткове заміщення спінює агента на повітря. Вспенівающий агент витісняється, а частки повітря займають їх место.Технологія контролю над процесом здійснюється вручну за допомогою ваг і мірних ємностей.

Процес вторинного спінювання

Після витримки в бункері вилежування спінені гранули сировини знову піддаються термічній обробці, ще раз збільшуються в обсязі, а так як цей процес відбувається в замкнутому просторі, то збільшуються в обсязі сферичні частинки змушені «спекаться», деформуючись в багатогранники. Для технології виробництва полістиролів є зведені таблиці по нормам завантаження і часу спінювання.
Обробка поверхні, нарізка і упаковка екструдованого полістиролу

Види обробленої поверхні екструдованого полістиролу.

Далі відбувається вирівнювання листів пінополістиролу для досягнення рівної поверхні. Полотно обрізається з боків, зверху і знизу. Отримавши правильні геометричні лінії, його розрізають на листи необхідних розмірів. Технологія вирівнювання і нарізки пінополістиролу на сучасних лініях автоматизована.

Проводиться дроблення і гранулювання обрізки, після чого вона знову надходить у виробництво.

Для великих виробництв рентабельним є застосування пристрою для додаткового охолодження листів, яке дозволяє скоротити час охолодження шляхом перекладання листів пінополістиролу пристроєм карусельного типу. Лист охолоджується дуже швидко, приблизно за хвилину.

Упаковуються листи пінополістиролу, укладені стопами, спеціальної пакувальної плівкою стретч-худ.

Типи установок для виробництва екструдованого полістиролу

Можна виділити три типи екструзійних установок, які використовується для виготовлення екструдованого пінополістиролу:

1. Установки з однечервячні одиничним агрегатом.
2. Установки з двухчервячним подвійним агрегатом.
3. Тандемні установки з парою послідовно встановлених агрегатів.

Екструдер представляє собою закриту лінію з поетапним нагріванням і охолодженням.

Шнеки пристрою завантажують і перемішують гранули сировини. Однечервячні екструдери та двухчервячние екструдери мають подібний принцип дії, проте двухчервячние при своїй компактності здатні створювати більш високий тиск в бункерах, що дозволяє знижувати температуру, що, в свою чергу, призводить до скорочення часу виробничого циклу. Тому вони більш економічні і рентабельні. Обидва види екструдерів краще застосовувати в невеликих виробництвах.

Але найвигіднішими для виробника є тандемні установки. Вони найбільш рентабельні на великих, багатотоннажних виробництвах пінополістиролу, так як процес розділений між двома агрегатами. В одному відбувається плавлення і насичення парою, у другому відбувається гомогенізація, охолодження формування.

Увага, тільки СЬОГОДНІ!