Čo je presne expandovaný polystyrén (EPS)

Expandovaný polystyrén (EPS) je tuhý, uzavretý penový termoplastický materiál, ktorý sa vyrába z pevných perličiek polystyrénu. Polystyrén vzniká polymerizáciou styrénového monoméru a obsahuje expanzný plyn (pentán) rozpustený v polystyrénovej perličke. Každá pevná polystyrénová perlička obsahuje malé množstvo plynu, ktorý sa rozpína, keď sa aplikuje teplo (vo forme pary). Tým sa vytvárajú uzavreté bunky EPS. Tieto expandované bunky zaberajú približne 40-násobok objemu pôvodnej polystyrénovej perličky. Pomocou druhého tepelného spracovania v tvárni sa následne veľké bloky EPS môžu formovať do konkrétnych prispôsobených tvarov.

História EPS
Komerčný rozvoj polystyrénu začal pôvodne v Nemecku spoločnosťou IG Farben v roku 1929 a na ňom následne pracovala americká firma Dow Chemical Co. okolo roku 1935. Polystyrénová pena bola používaná v Nemecku aj v USA počas druhej svetovej vojny, no širšie bola predstavená firmou Dow Chemical Co. v roku 1954 pod obchodnou značkou „Styrofoam“. „Styrofoam“ - vynájdený vedcom Dowu Rayom McIntireom - bol výsledkom snahy vytvoriť novú gumu kombinovaním styrénu a izobutylénu, no týmto pokusom neúmyselne vytvoril penu, ktorá bola 30-krát ľahšia a oveľa pružnejšia než polystyrén.

Vlastnosti EPS
EPS môže byť tvarovaný v rôznych hustotách, od tak nízkej ako 12 kg/m3 až po 50 kg/m3, pričom výsledné vlastnosti, ako napríklad pevnosť v tlaku, sú určené vyrobenou hustotou.

Výrobky z EPS sú zvyčajne vodoodolné, pevné a majú veľmi vysokú odolnosť proti nárazom. Jeho štruktúra plnená vzduchom poskytuje dlhodobú stabilnú tepelnú vodivosť, je netoxický a chemicky inertný. Na EPS sa vďaka jeho vlastnostiam nemôžu množiť huby ani baktérie.

Tvarovanie EPS

Výroba výrobkov z EPS prebieha v 3 fázach.

1. Predbežná expanzia

Odměřané množstvo expandovaných polystyrénových perličiek sa vloží do predpenovača. Cez tieto perličky sa cirkuluje para, spolu s malým množstvom (zvyčajne okolo 5 % hmotnosti) pentánu, ktorý slúži ako penidlo. Perličky sa následne rozšíria približne 40-násobne. Expandované polystyrénové perličky sa potom presunú do zásobníka...

2. Zrenie

Materiál sa ochladzuje a pentán sa skvapalňuje, čo vytvára čiastočné vákuum vo vnútri perličky. Expandované polystyrénové perličky sa skladujú 12 až 24 hodín, aby prebehlo zrenie a umožnilo sa vzduchu preniknúť do perličiek.

3. Konečné tvarovanie

Perličky sú potom opäť zohriate pomocou pary a forma sa naplní predmeraným množstvom expandovaných perličiek. Para je zavedená do formy, kde cirkuluje okolo polystyrénových perličiek, ktoré sa ďalej rozširujú o 10 %. Po ukončení procesu naparovania sa vytvorí vákuum, ktoré odsáva zvyškovú kondenzovanú vodu a teplo. Ďalšie vodné kanály pomáhajú pri ochladzovaní formy.

Aplikácia pri obaloch

Keďže EPS je tvorené z 98 % vzduchom, patrí medzi najľahšie obalové materiály na svete, a preto pridáva iba veľmi malú hmotnosť k baleniu, čo znamená, že náklady na prepravu a emisie paliva sú udržiavané na minime. Je tiež mimoriadne užitočné, pretože na ňom možno jasne označiť špecifický obsah, ako napríklad logá spoločností, a etikety možno jednoducho pripevniť priamo na obal.

Polystyrénová pena je zároveň odolná a jej bunková štruktúra poskytuje vynikajúcu odolnosť voči nárazom a schopnosť absorbovať otrasy na ochranu výrobkov, čo z nej robí ideálny obal v mnohých aplikáciách, vrátane ochrany rôznych elektrických komponentov, od mobilných telefónov až po chladničky.

Široko sa používa aj na ochranu potravín a zabránenie ich poškodeniu počas rôznych etáp výroby a prepravy vďaka tomu, že na jeho povrchu nemôžu rásť huby a baktérie. Jeho nízka tepelná vodivosť sa vo veľkej miere využíva v rybárskom priemysle na balenie a prepravu rybích produktov, ako aj v medicíne na prepravu životne dôležitých transplantovaných orgánov.

EPS v konštrukciách
Vďaka vysokým úrovniam tepelnej izolácie (vďaka svojej ľahkej uzavretej bunkovej štruktúre, trvalej pevnosti a dlhodobej štrukturálnej integrite) sa EPS používa v stavebných aplikáciách už od 70. rokov minulého storočia.

EPS (eps 70, eps 100, eps 150) sa široko využíva v stenách, strechách a podlahách, kde sa jeho pevnosť v tlaku môže prispôsobiť pre konkrétne systémy, ako sú stropné systémy s nosníkmi a blokmi, systémy podlahového kúrenia a pod betónové podlahové dosky.

EPS sa tiež používa na vyplnenie prázdnych priestorov a pri vyšších hustotách ako základ pre cestné alebo železničné násypy, kde sú tradičné výplňové materiály príliš ťažké. Materiál má výhodu v centrách miest, pretože znižuje preťaženie a dopravu pri efektívnejšom dodávaní veľkých objemov produktu v porovnaní s bežnými stavebnými materiálmi.

Boli vyvinuté aj ďalšie špeciálne aplikácie, ako napríklad ochrana základov stavieb.

Fakty o životnom prostredí
EPS sa dá úspešne získať späť a recyklovať tam, kde existujú zariadenia na recykláciu EPS, ktoré sú čoraz dostupnejšie - od mechanického zhodnocovania až po rozpúšťadlové úpravy, ktoré vracajú polymér späť na suroviny. EPS, pochádzajúce z obalového odpadu, je ideálny materiál pre recyklačné programy. Dnes predstavuje len 0,1 % komunálneho tuhého odpadu (MSW), hoci mnohí si myslia, že je to oveľa viac kvôli jeho objemnému charakteru! Tam, kde nie je infraštruktúra pre recykláciu momentálne dostupná, je EPS ideálnym kandidátom na energetické využitie odpadov.

Hlavnou výhodou používania EPS pre energetické využitie odpadu (EfW) je jeho vysoká výhrevná hodnota (46 000 kj/kg), čo je len o málo menej než zemný plyn s hodnotou 48 000 kj/kg. Pri tejto metóde nakladania s odpadom z EPS nevznikajú žiadne toxické emisie, keďže sa spaľuje v moderných zariadeniach pri veľmi vysokých teplotách. Vedľajšími produktmi sú teda iba para, oxid uhličitý a veľmi nízke množstvá netoxického popola, ktoré sú menej škodlivé ako typický táborák – a v skutočnosti neexistujú dôveryhodné dôkazy, že schémy EfW majú akýkoľvek vplyv na verejné zdravie.

Fotogaléria