Polystyrén nevzniká náhodne - za jeho výrobou stojí presný technologický proces. Expandovaný polystyrén (EPS) je ľahký, pevný a vysoko účinný izolačný materiál, ktorý nachádza uplatnenie v stavebníctve, obalovej technike aj v technických riešeniach. Jeho výroba je súborom presne riadených krokov, ktoré zabezpečujú jeho jedinečné vlastnosti.
Základná surovina a predprocesing
Základnou surovinou na výrobu penového polystyrénu EPS je styrén. Styrén patrí do skupiny nenasýtených aromatických uhľovodíkov. Pentán sa používa ako nadúvadlo pri napenení penového polystyrénu. Základom je expandovateľný polystyrén, známy aj ako predexpandovaný granulát. Tento granulát sa v špeciálnych zariadeniach napení parou. Pri tomto procese sa v základnom polyméri pôsobením prehriatej vodnej pary v predpěňovacom zariadení iniciuje nadúvadlo, čo spôsobí zväčšenie objemu perličiek základného polyméru o 20 až 50 % oproti svojmu pôvodnému objemu. Vznikajú tak ľahké guľôčky plné vzduchu. Objem guľôčok vzrastá dvadsať až päťdesiatkrát.
Po predpenení sa predpenené perličky nechajú stabilizovať. Tento proces, nazývaný aj zrenie, je nevyhnutný na to, aby sa vyrovnal vnútorný tlak a vlhkosť v perličkách. Perličky z predpeňovadla sa presúvajú do zrecích zásobníkov z perforovanej tkaniny. V zásobníkoch dochádza k stabilizácii a spevneniu štruktúry perličiek. Doba zrenia závisí od výšky objemovej hmotnosti a druhu spracovávanej suroviny. Následne sa nechajú „odpočívať“, aby sa stabilizovali.
Proces napenenia a formovania
Po stabilizácii sa perličky lisujú do blokov alebo foriem rôznych veľkostí a hustôt. Dutina blokovej formy v tvare kvádra s parnými tryskami v stenách sa úplne vyplní napenenými perlami a vystaví sa znovu pôsobeniu sýtej vodnej pary. Perly zmäknú a v dôsledku pôsobenia pentánu a vzduchu v bunkách ďalej expandujú. Pôsobením pary, tlaku a za určitý čas sa „zvaria“ do tvaru formy - bloku. Tak vznikajú bloky alebo tvarovky z expandovaného polystyrénu s presne definovanou objemovou hmotnosťou, pevnosťou a tepelnou vodivosťou. Po relatívne krátkej dobe vychladnutia sa bloky vyberú z formy a uskladnia sa pred ich ďalším spracovaním.
Pre obalové účely sa tvarovky z EPS vyrábajú v presných formách, v ktorých sa dosahuje ich konečný tvar. Výroba blokov, dosiek, tvaroviek, príp. Ide o najčastejšie používaný postup.
Dokončovacie úpravy a kontrola kvality
Vyrobené bloky sa niekoľko dní voľne sušia, respektíve stabilizujú, aby sa dosiahla rozmerová stálosť. Až potom sa režú na dosky alebo zložitejšie tvary požadovaných a presných rozmerov. Následne sa režú teplým alebo studeným drôtom na dosky. Rezanie sa vykonáva teplým odporovým drôtom.
Výroba podlieha prísnej kontrole kvality. Sleduje sa najmä hustota, súčiniteľ tepelnej vodivosti, rozmerová stabilita, pevnosť v tlaku a nasiakavosť. Kvalitný výrobca pravidelne testuje svoje produkty v laboratóriách - nielen pri výrobe, ale aj v dlhodobých podmienkach, ktoré simulujú reálne zaťaženie v stavbách. Kvalitný polystyrén poznáte podľa presných hrán, rovnomernej štruktúry a jasného označenia. Výrobky s certifikáciou (napríklad CE, ETA alebo národné značky kvality) vám dávajú istotu, že materiál prešiel kontrolou a zodpovedá platným normám.
Spotrebitelia vďaka značke kvality spoľahlivo identifikujú kvalitný expandovaný (penový) polystyrén (EPS). Značka „kvalitný výrobok“ pre výrobky z EPS uľahčí bežným spotrebiteľom identifikáciu kvalitných zatepľovacích materiálov, ktoré sa predávajú na trhu. Značka kvality EPS bude slúžiť ako jednoduchá pomôcka, podľa ktorej spotrebiteľ jednoducho a spoľahlivo rozlíši kvalitu výrobkov predávaných v stavebninách.
Fantastická technológia hromadnej výroby bezpečnostných obalov z polystyrénu a pary
Vlastnosti a využitie EPS
Celý proces výroby je pomerne energeticky nenáročný - 98 % výsledného objemu tvorí vzduch. Aj preto je polystyrén taký ľahký a výborne izoluje. EPS má výborné izolačné vlastnosti, preto je hojne využívaný vo stavebníctve, a to buď ako tzv. fasádny polystyren alebo vo forme dosák k tepelnej či zvukovej izolácii podláh. Pre svoje vlastnosti je taktiež cenený v obalovom priemysle, kde býva súčasťou obalov křehkých predmetov ako tzv. ochranný obal tlmíci nárazy pri manipulácii a doprave. V stavebníctve sa EPS vyrába v rôznych pevnostných triedach a objemových hmotnostiach, aby spoľahlivo slúžil ako tepelná izolácia fasád, plochých striech, podláh, základov, soklov či technických detailov. Vďaka tomu môže expandovaný polystyrén poskytovať stabilné vlastnosti počas celej životnosti stavby a spĺňať prísne normy pre energeticky úsporné a nízkoenergetické domy. EPS obaly sú ľahké, nárazuvzdorné a dobre tepelne izolujú, čím znižujú poškodenie tovaru a odpady z logistiky.
Štandardný polystyrén (GPPS) je tvrdý, křehký, čirý a priehľadný polymér s vysokým leskom. Vyrábajú sa z neho napríklad výrobky pre zdravotnícke a laboratórne účely (skúmavky, pipety, Petriho misky a pod.), kelímky na jednorázové použitie, obaly na CD, fľaše, viečka, podnosy a jedálenské tácky, prepravky, nátery na lesklé papiere atď. HIPS (nárazu odolný, húževnatý polystyrén) je kopolymér z butadién-styrénového kaučuku, ktorý má nižšiu pevnosť a tuhosť, ale zvýšenú ťažnosť. Vplyvom kaučukových častíc je mliečne zakalený. Používa sa na výrobky, ktoré majú odolávať nárazom ako napríklad obaly a výrobky na jednorázové použitie (kelímky, príbory), spotrebná elektronika, hračky, chladiace vložky a počítačové kryty, rôzne diely nábytku, ramienká na odevy, kryty diskov automobilových kolies, krabice na potraviny, diely do chladničiek a pod. XPS - Pre výrobu extrudovaného polystyrénu sa používa podobná surovina ako pre penový polystyrén, rozdiel je ale v systéme vypěňovania. Extrúziou (vytláčaním) taveniny GPPS za súčasného sytenia vypěňovadlom vzniká materiál s minimálnou nasiakavosťou a veľkou pevnosťou. Uplatňuje sa najmä ako tepelná izolácia v priamom styku s vlhkosťou (spodná stavba, inverzná ploché strechy) alebo izolácia s vysokým zaťažením (priemyselné podlahy, parkoviská, strešné terasy a pod.). Svoje miesto má rovnako vo výrobe obalov.
Recyklácia a udržateľnosť
Moderný technologický proces s EPS dnes počíta aj s recykláciou. Odrezky z výroby a použité výrobky z expandovaného polystyrénu je možné drviť, znovu vkladať do výroby alebo využívať ako surovinu pre nové izolačné, obalové či ľahčené stavebné materiály. Tým sa znižuje množstvo odpadu a šetria sa primárne zdroje. Základnou surovinou na výrobu penového polystyrénu EPS je tzv. zpěňovatelný polystyrén, ktorý sa výrobcům dodává vo forme tzv. Zpěňovatelný polystyrén sa predpěňuje působením syté vodní páry v předpěňovacích zařízeních. Následně se předpěněnými perlami vyplní prostor formy, která má ve stěnách parní trysky. Působením syté vodní páry dojde k pevnému spojení jednotlivých buněk a vytvoření kompaktního bloku, jenž odpovídá tvaru formy. Pri výrobe fasádního EPS, kde má forma tvar kvádru, je vyrobený EPS blok po vyzrání rozřezán teplým odporovým drátem na desky, které se následně zabalí a expedují. Výroba obalů z EPS probíhá stejným způsobem, liší se pouze tvarem forem.
EPS je s ohledem na své jednoduché chemické složení dobře recyklovatelný, a to hned několika metodami. Odpady z GPPS a HIPS obvykle končí ve žlutých kontejnerech na sběr plastů, odkud putují na dotřiďovací linky. Automatizované linky však dokážou PS snadno dotřídit jako samostatný materiál a nabízet ho k dalšímu využití. Zpracovatelské kapacity na EPS jsou v ČR dostatečné a dokážou pojmout veškerý vytříděný EPS. Je však třeba mít na paměti, že hlavním odbytištěm recyklovaného EPS je stavebnictví, které pravidelně prochází výkyvy stavební výroby.
Závažnou komplikací pro recyklaci EPS je přítomnost inhibitorů hoření ve fasádním pěnovém polystyrenu. Před rokem 2015 se běžně používal hexabromcyklododekan (HBCD, nebo též HBCDD), u něhož existuje silné podezření na karcinogenní vlastnosti a škodlivost pro životní prostředí, a proto bylo jeho používání zakázáno. Nicméně zejména ve starším fasádním polystyrenu, typicky v tom, který je doposud součástí opláštění budov, se stále vyskytuje. Zpracovatelé odpadního polystyrenu nemohou HBCD odstranit běžnými způsoby, a proto EPS, který jej obsahuje, nepřijímají.
Pro recyklaci ve výrobní technologii se odpadní EPS dodává volně ložený nebo mírně drcený. Recyklací EPS ve výrobní technologii se zabývá většina výrobců EPS, ačkoli v řadě případů zpracovávají vlastní výrobní odpady. EPS lze regranulovat klasickými recyklačními postupy. Výsledným produktem je rPS granulát, jenž má vlastnosti a použití obdobné s GPPS. Pro regranulaci se EPS dodává obvykle drcený a za studena lisovaný do hranolů nebo tavený do ingotů, a to zejména z důvodu snižování přepravních nákladů. Výroba ingotů je technologicky náročnější a méně rozšířená, naopak drcení a lisování provádí celá řada svozových firem. EPS pro regranulaci musí být maximálně čistý, a to z důvodu citlivosti recyklační technologie zejména na přítomnost stavebních hmot.
Výroba EPS drtí je v ČR poměrně rozšířená, avšak v západní Evropě téměř neznámá metoda, která není technologicky náročná. Pomocí drtičů se rozbije struktura EPS až na úroveň jednotlivých buněk (kuliček). Vzniklý materiál se používá pro stavebně izolační zásypy, foukané izolace nebo jako příměs do lehčených a izolačních betonů. K recyklaci se EPS dodává volně ložený, XPS se touto metodou nezpracovává.
tags: #technologicky #proces #polystyren