EPS poliestireno espumado
Procesos > ► Espumación polímeros
EPS poliestireno espumado
Las técnicas que se utilizan para producir gránulos de poliestireno expandible (EPS) y procesarlos en espumas de poliestireno expandible fueron desarrollados a finales de los años cuarenta. El poliestireno expandible se produce mediante la polimerización en suspensión del estireno, al cual se añaden agentes de expansión. Los gránulos de polímero resultantes se tamizan para obtener gránulos de distintos tamaños. Dependiendo del uso final, se pueden aplicar diferentes tipos de recubrimientos. Las espumas de poliestireno expandible en su forma final contienen, aproximadamente, un 95% de aire en volumen. Las propiedades de producto más importantes de las espumas de poliestireno expandible son un excelente aislamiento térmico, una buena resistencia y la absorción de los impactos, incluso con densidades reducidas. En Europa, las principales aplicaciones de la espuma rígida de poliestireno expandible ligero se utilizan en el sector de la construcción, como aislante térmico para paredes, cavidades, techos, suelos, sótanos y cimientos. Asimismo, también se utilizan tableros, en forma de bloques o biselados y con densidades que suelen variar entre 10 y 50 kg/m3 , solos o combinados con otros materiales de construcción para fabricar elementos laminados, paneles sándwich, etc. El éxito de la espuma de poliestireno expandible como material de embalaje resid en las propiedades generales y en la rentabilidad que ofrece este producto. Las cajas moldeadas resultan adecuadas para embalar instrumentos con una gran sensibilidad, cristal frágil, productos de cerámica y piezas de máquinas pesadas y, al mismo tiempo, comida fresca, como pescado, fruta y verduras. Los embalajes de EPS han permitido obtener unos ahorros extraordinarios gracias a la reducción de los daños, el peso de transporte y los costes de mano de obra. El reciclaje de poliestireno expandido (EPS) es una práctica generalizada, comúnmente implementada, dentro de los límites de la conveniencia económica, para la recuperación de residuos de producción industrial.
Nombres - Símbolo
- EPS termoplastico
- ePS
- EPS foamed
- Poliestireno espumado
Propiedades Físico-Mecánicas
Se presenta en su estado natural como un material transparente, incoloro y brillante, pero también se puede ofrecer translúcido, opaco o de color. La forma es la de gránulos con granulometría variable según los usos. Duro y rígido a la percusión, emite un sonido de tono casi metálico; Tiene buenas características mecánicas incluso a temperaturas muy bajas, alta resistencia a la tracción, propiedades dieléctricas excepcionales, inodoro, no higroscópico, tiene un peso específico bajo, excelente capacidad de impresión, excelente estabilidad dimensional. El poliestireno tiene una baja conductividad térmica y, por lo tanto, también se utiliza como aislante térmico. Tiene un alto índice de refracción a la luz y, por lo tanto, sus productos son muy brillantes y transparentes. Desde un punto de vista químico, resiste álcalis, ácidos diluidos, soluciones salinas y la mayoría de los compuestos orgánicos; sin embargo, se disuelve en solventes aromáticos y clorados. Por supuesto, dada la difusión generalizada de este polímero, existen numerosos tipos de poliestireno en el mercado, dependiendo de los usos: lubricado para facilitar el procesamiento, antielectrostático, resistente a la luz, reforzado con fibras de vidrio, expandible.
Propiedades Eléctricas
Las características eléctricas del EPS se acercan a las del aire, que constituye la mayor parte de su volumen (constante dieléctrica e = 1.04). La ausencia casi completa de grupos polares se evidencia por el ángulo de pérdida muy bajo (tan d = 0.0001). Por estas características, de poca importancia para las aplicaciones de construcción en general, el EPS había despertado interés en su apariencia como material aislante para altas frecuencias.
Aislamiento térmico
El EPS tiene una conductividad térmica reducida gracias a su estructura celular cerrada, formada por el 98% del aire. Esta característica le brinda una excelente eficiencia como aislante térmico. El estándar prescribe los valores máximos de conductividad del EPS, medidos en muestras adecuadamente acondicionadas, a una temperatura promedio de 10 ° C o 20 ° C. Las propiedades térmicas permanecen sin cambios con el tiempo. Los valores de conductividad mostrados son valores límite reglamentarios. Los materiales producidos con técnicas adecuadas tienen datos más bajos que los reportados.
Resistencia a la humedad
El EPS es permeable al vapor de agua, por lo tanto, es transpirable, pero es impermeable al agua. La permeabilidad al vapor de agua significa que el moho no se forma dentro de edificios y entornos aislados con EPS. Un hecho importante es la resistencia a la difusión del vapor expresada como la relación µ (sin dimensiones) entre el espesor del aire que ofrece la misma resistencia al paso del vapor y al espesor del material en cuestión. Para EPS, el valor de µ está dentro de los límites que aumentan con la densidad (20 ÷ 120).
Comportamiento del fuego
El EPS, como compuesto de carbono e hidrógeno, es por su naturaleza un material combustible. Comienza su descomposición a unos 230-260 ° C, con la emisión de vapores inflamables, pero solo a 450-500 ° C se enciende. La propagación posterior de la llama ocurre espontáneamente en EPS normal, si hay suficiente suministro de oxígeno, mientras que en EPS con un comportamiento mejorado al fuego (EPS / RF), obtenido con los aditivos apropiados, la propagación cesa cuando falla la causa de la ignición.
Preparacion del poliestireno expandido
El poliestireno expandido (EPS) es una de las formas más importantes en las que se utiliza el poliestireno. Actualmente hay dos formas de obtener EPS:
- durante la fase de polimerización, un agente expansor (comúnmente pentano, un hidrocarburo que, a presión atmosférica, hierve a temperatura ambiente) se disuelve en poliestireno; En esta etapa se pueden agregar otros aditivos, en particular para impartir características mejoradas de resistencia al fuego. El producto, como la industria química, lo suministra a los productores de EPS, viene en forma de gránulos vítreos (perlas), de varios tamaños de grano (0.3-2.8 mm) de acuerdo con los usos para los que está destinado. La densidad de las perlas es de 1030 Kg/m3, pero la masa aparente de las perlas en la pila es de aproximadamente 650 Kg/m3. Este es el material a partir del cual comenzamos a producir el EPS con el proceso que se describe a continuación. La polimerización en suspensión es todavía el proceso más utilizado para la producción a gran escala de poliestireno expandible. Es un proceso discontinuo que permite convertir el monómero de estireno en gránulos de poliestireno expandible mediante una polimerización iniciada por radicales. Habitualmente, el estireno se dispersa mediante agitación en la fase acuosa, que contiene algunos agentes de suspensión y/o coloides protectores y algunos ingredientes secundarios, como electrolitos. Para este proceso, se pueden utilizar tanto sistemas de agentes de suspensión orgánicos como minerales. Los peróxidos orgánicos se añaden al estireno antes de que se disperse en la fase acuosa.
- después de la polimerización, el poliestireno se combina con el agente expansor y cualquier otro aditivo en un troquel, que mezcla los ingredientes en estado fundido y extruye la mezcla de un troquel, generalmente en forma de placa o tubo plano, que inmediatamente se expande y, al enfriarse, se endurece en la forma expandida.
Los productos semiacabados y manufacturados se producen en tres etapas principales:
Pre-expansión
Las perlas PS expandibles se expanden previamente, generalmente por medio de vapor a una temperatura superior a 90 ° C, en el denominado expansor previo. En esto, las perlas, después de la vaporización del agente de expansión, se hinchan hasta 20-50 veces su volumen inicial. En este proceso, se forma una estructura de celda cerrada dentro de las perlas, esencial para su posterior uso como aislamiento térmico. El grado de expansión, que depende esencialmente de la duración del tratamiento térmico en el preexpansor, determina la densidad aparente de los productos y, por lo tanto, todas sus características físicas.
Maduración
Las perlas preexpandidas deben permanecer por algún tiempo en silos ventilados. Con enfriamiento, los residuos del agente de expansión y el vapor de agua se condensan en las células individuales. La depresión que así se forma es cancelada por el aire que se extiende dentro de las células; De esta manera, las perlas preexpandidas logran la estabilidad necesaria para las fases posteriores.
Moldura
Las perlas preexpandidas y estabilizadas ahora se pueden transformar en productos manufacturados o semiacabados de varias maneras:
- moldeo en bloque y corte de placa; estampado de placas y otros productos
- moldeo continuo; formación de elementos continuos con un proceso discontinuo; hojas de insonorización; placas de drenaje
Aplicaciones EPS
Las principales aplicaciones de este material en la construcción son el aislamiento térmico en cavidades y pisos, en la reducción de puentes térmicos y en general en cualquier elemento de discontinuidad de la envolvente del edificio, así como en el aislamiento del ruido de impacto. Es compacto, ligero y elástico, resiste muy bien la compresión y absorbe los golpes. De ello se deduce que el embalaje de poliestireno es ideal para proteger el producto durante las fases de procesamiento y transporte y es resistente al paso del tiempo.
Duración
El análisis llevado a cabo sobre las influencias que tienen los factores ambientales, como la temperatura y la humedad, y el estrés laboral en las características del EPS, muestra que puede garantizar el rendimiento que se requiere por un período ilimitado.
Procesos continuos y discontinuos
El poliestireno expandido se obtiene por polimerización del monómero estireno, que durante la producción se agrega con agentes expansivos (pentano) y sustancias que le dan una buena resistencia al fuego. El poliestireno expandible se obtiene en forma de granos muy pequeños con una apariencia vítrea, de diferente forma y densidad, que representa el punto de partida para la producción de productos de EPS expandido o productos semiacabados. Dentro de un equipo específico (preexpansores), las perlas se calientan a una temperatura de aproximadamente 100 ° C, por lo tanto más alta que el polímero Tg y el punto de ebullición del expansor. La ebullición del expansor genera presión dentro de la perla PS, lo que hace que aumente de volumen. El siguiente paso, el moldeo, requiere la presencia de una cantidad de pentano residual.
