Pobierz pełny numer IZOLACJI

Pełny numer IZOLACJI 1/2017 [PDF]

możesz pobrać BEZPŁATNIE - po prostu ZAREJESTRUJ konto w portalu

Opracowanie technologii wytwarzania hybrydowego materiału termoizolacyjnego będącego kompozytem styropianu i włókien pochodzących z recyklingu

Development of a manufacturing technology for a hybrid thermal insulation material as a composite of eps and recycled fibres
Różne warianty płyt wykonanych z hybrydowego materiału termoizolacyjnego (HMT)
Różne warianty płyt wykonanych z hybrydowego materiału termoizolacyjnego (HMT)
Archiwa autorów

Koncepcję hybrydowego materiału termoizolacyjnego zawarto w zgłoszeniu patentowym nr P 392535. Opracowany kompozyt jest materiałem nowym zarówno w Polsce, jak i na świecie.

Materiał celulozowy pochodzący z przetworzenia makulatury i innych odpadów celulozowych ma od dawna zastosowanie przy wytwarzaniu barier termoizolacyjnych i dźwiękochłonnych.

Jedną z metod stosowanych w budownictwie jest wypełnianie pustych przestrzeni w stropach, połaciach dachowych i przegrodach pionowych sypkim materiałem celulozowym, np. przez zasypywanie ręczne lub ze wspomaganiem pneumatycznym. Metody te są pracochłonne, a na skutek grawitacyjnego osiadania materiału często nie zapewniają jednorodnych właściwości warstwy izolacyjnej.

Według innej metody materiał celulozowy podawany jest pneumatycznie razem z rozpylonym, rozpuszczalnym w wodzie spoiwem. Metoda ta może być stosowana do przegród pionowych, wymaga jednak specjalistycznego sprzętu i obsługi na miejscu budowy.

Czytaj też: Ekologiczne aspekty wykorzystania wybranych materiałów stosowanych jako izolacje termiczne

W określonych warunkach, szczególnie przy izolacji ścian murowanych, bardziej dogodne jest stosowanie prefabrykowanych płyt termoizolacyjnych zawierających celulozę, sprzyjającą dyfuzji, jednak trudną do formowania w arkusze.

Omawiany w artykule kompozyt zakłada wykorzystanie celulozy w zakresie i ilości umożliwiających wykorzystanie jej cech w technologii formowania właściwej dla klasycznego EPS. Dotychczas materiał termoizolacyjny z EPS otrzymywano w procesie polimeryzacji styrenu z wprowadzanymi na etapie syntezy modyfikatorami (środkami uniepalniającymi).

ABSTRAKT

W artykule przedstawiono etapy wytwarzania hybrydowego materiału termoizolacyjnego składającego się ze styropianu i włókien pochodzących z recyklingu. Omówiono dobranie odpowiedniej granulacji celulozy, wybór dodatku uniepalniającego, środka grzybobójczego oraz czynnika łączącego składniki międzyfazy z EPS. Podkreślono elementy wpływające na innowacyjność tego produktu.

Development of a manufacturing technology for a hybrid thermal insulation material as a composite of eps and recycled fibres

The article presents the production stages for a hybrid thermal insulation material, composed of expanded polystyrene foam and recycled fibres. It discusses selection of the right cellulose grain size, selection of flame retardant, anti-fungal agent and binding agent for binding the core layers with EPS. Special emphasis was on the elements affecting the innovative quality of the product.

Sama idea tworzywa hybrydowego na bazie styropianu i celulozy polega na wkomponowaniu między spajane kulki styropianu mikrowłókien celulozy, które umożliwią kontrolowaną dyfuzję pary wodnej i tworzą "ścieżki dyfuzji" bez zmniejszenia oporu cieplnego całej struktury. Według tego rozwiązania do stworzenia struktury dyfuzyjnej wykorzystuje się odpowiednio obrobione i wyselekcjonowane włókna celulozy.

Oczywiście, włókna celulozowe będące ścieżką dyfuzji pary muszą zostać odpowiednio zabezpieczone. Konieczna jest szczególnie odpowiednia impregnacja, zapobiegająca korozji biologicznej. Dodatkowo muszą być zabezpieczone antypirenem. Wreszcie należy znaleźć odpowiednie trwałe spoiwo, które umożliwi przywarcie włókien do powierzchni kulek styropianowych.

Dobór takiego spoiwa stanowi trudne zagadnienie, ponieważ musi rekompensować osłabienie połączeń termoplastycznych granulek EPS podczas procesu wtórnego spieniania i formowania kształtek w blokformie. Nie powinien również ograniczać dyfuzji pary wodnej przez strukturę kompozytu.

W 2013 r. Ośrodek Badawczo-Rozwojowy Przemysłu Płyt Drewnopochodnych Sp. z o.o. w Czarnej Wodzie wraz z Instytutem Chemii Przemysłowej w Warszawie [IChP] otrzymał dofinansowanie projektu w ramach Programu Badań Stosowanych pt: Opracowanie technologii wytwarzania hybrydowego materiału termoizolacyjnego będącego kompozytem styropianu i celulozy pochodzącej z recyklingu.

W ramach realizowanego tematu prace badawcze powadzono w Instytucie Chemii Przemysłowej w Warszawie, natomiast prace rozwojowe w Ośrodku Badawczo-Rozwojowym Przemysłu Płyt Drewnopochodnych Sp. z o.o. w Czarnej Wodzie. Prace badawcze w IChP związane z realizacją tematu rozpoczęto od badań modelowych nad składem międzyfazy do hybrydowego materiału termoizolacyjnego (HMT) będącego kompozytem styropianu i włókien celulozy pochodzących z recyklingu. Wykonano serię prób obejmujących dobranie:

  • właściwej granulacji celulozy z recyklingu,
  • odpowiedniego dodatku uniepalniającego,
  • czynnika łączącego składniki międzyfazy z EPS (po pierwszym rozprężeniu) będącego związkami nieorganicznymi (cementy, gipsy),
  • środka grzybobójczego.

Granulacja celulozy z recyklingu

Do badań nad doborem właściwej granulacji celulozy użyto próbek o różnym stopniu rozdrobnienia. Materiały wyprodukowano z celulozy pochodzącej z recyklingu. Próbki celulozy charakteryzowały się różną długością włókien.

Prowadzone badania miały na celu wytypowanie odpowiedniej frakcji włókien, umożliwiającej uzyskanie jednorodnej wieloskładnikowej struktury międzyfazy pozwalającej na aplikację wyników w warunkach procesu technologicznego rozprężania EPS. Najkorzystniejszym zespołem właściwości charakteryzowała się frakcja "0" (włókna długości poniżej 1 mm), pozwalająca na równomierne rozprowadzenie celulozy zawartej w międzyfazie na granulach EPS.

Dodatek uniepalniający

Wykonano badania modelowe nad uniepalnianiem międzyfazy przez zastosowanie różnych dodatków uniepalniających z trzech podstawowych grup retardantów:

  • na bazie grafitu ekspandującego,
  • związków melaminy,
  • grupy związków zawierających w swej cząsteczce fosfor.

Zdecydowano, że najlepszymi właściwościami uniepalniającymi międzyfazę, a właściwie zastosowaną celulozę charakteryzuje się uniepalniacz na bazie grafitu, który zastosowano w ilości 10% i 20% w przeliczeniu na masę suchej celulozy zastosowanej w mieszance międzyfazy.

W ocenie środka uniepalniającego uwzględniono, w jaki sposób uniepalniał zastosowaną celulozę, tzn. czy próbki uzyskane z celulozy i dodatku nie palą się i jaki osiągają indeks tlenowy. Do dalszych badań wytypowano próbki uniepalniające się o indeksie tlenowym powyżej "33".

Jakie są: Możliwości recyklingu odpadów styropianu oraz problemy z tym związane

Dla wybranych próbek hybrydowego materiału termoizolacyjnego HTM otrzymanego przez spienienie EPS z wytypowaną międzyfazą wykonano badania reakcji na ogień. Badania zapalności wyrobów poddanych bezpośredniemu działaniu płomienia wykonano według normy PN-EN ISO 11925-2:2010.

 

Do badań na ogień przy działaniu pojedynczego płomienia użyto porównawczo próbek styropianu otrzymanego z tego samego EPS, którego użyto do otrzymania odpowiedniego HMT, będącego kompozytem styropianu i włókien celulozy pochodzących z recyklingu.

 

 

Wyniki badań próbek HMT i porównawczo styropianu potwierdzają, że oba materiały można zaklasyfikować jako materiały spełniające klasę E palności pozwalającą na zastosowanie materiałów jako środka do ocieplania budynków do wysokości 6 piętra.

Zgodnie z przewidywaniami HMT zachowywał się odmiennie od standardowego styropianu. Z uwagi na stosunkowo dużą zawartość substancji nieorganicznej (gips, cement) od 50% do 70% składu międzyfazy badania zapalności wyrobu poddanego bezpośredniemu działaniu płomienia wykazały, że uszkodzenie HMT przez płomień jest znacznie mniejsze niż dla porównawczej próbki styropianu.

Odmiennie zachowywał się HMT w przypadku działania płomienia przyłożonego pionowo. Płomień przystawiony do kompozytu powodował zapłon jednego ze składników międzyfazy - celulozy, która po krótkim czasie wskutek działania materiału uniepalniającego (grafitu) uległa samogaśnięciu. Czas palenia był krótszy niż czas przyłożenia płomienia zgodnie z normą i nie przekraczał 30 s.

Analizując wyniki reakcji na ogień opracowanych materiałów hybrydowych, należy podkreślić, że badane kompozyty spełniają klasę E palności styropianu. Z obserwacji sposobu rozprzestrzeniania się ognia HMT wynika, że wprowadzona na granule EPS międzyfaza (cement lub gips, lub mieszanka cement+gips, celuloza i środek uniepalniający) po drugim rozprężeniu EPS w blokformie charakteryzuje się doskonałym, równomiernym rozproszeniem, a jej grubość waha się w granicach kilku µm.

Powstałe ścieżki, którymi przemieszczał się płomień do momentu trafienia na środek uniepalniający (ekspandujący grafit) będą drogami dyfuzji dla gazów – w szczególności pary wodnej, umożliwiającej osiągnięcie prawidłowego oporu dyfuzyjnego dla kompozytu.

DOŁĄCZ DO NEWSLETTERA – kliknij tutaj »

 

Artykuł pochodzi z: miesięcznika IZOLACJE 3/2016

Komentarze

(0)

Wybrane dla Ciebie


Innowacyjne rozwiązania w zakresie termoizolacji »


Nowoczesne materiały izolacyjnych do ocieplania stropów można stosować zarówno w nowych, jak i remontowanych budynkach. Bardzo dobre właściwości - mały ciężar, niewielka grubość i niski współczynnik przenikania ciepła zapewniają skuteczne ocieplenie poddasza czytaj dalej »

 


Jak skutecznie zabezpieczyć konstrukcje podziemne przed wodą?

O czym pamiętać, aby fasady wentylowane nie były... wiatrem podszyte?

Paroc adaptacja poddasza nieużytkowego

W przypadku konstrukcji podziemnych, gdzie zewnętrzna powierzchnia czołowa betonu konstrukcyjnego jest niedostępna, izolacja przeciwwodna musi zostać wykonana przed jego aplikacją. czytaj dalej »

Projektowanie tego typu elewacji wymaga dokładnego zrozumienia zależności pomiędzy obciążeniem klimatycznym, a konstrukcją. czytaj dalej »

Czym wypełnić przestrzenie przy montażu drzwi?


Stropy.pl - montaż

Ten sposób wykorzystasz podczas wypełniania szczelin i przestrzeni przy montażu okien, drzwi, rur, przepustów czytaj dalej »

 


Jak prawidłowo zamontować okna?

Rozwiązania izolacyjne dla garaży, piwnic i parkingów »

Izolacja termiczno-akustyczna
Długotrwałą i bezproblemową eksploatację stolarki otworowej zapewni prawidłowo wykonany i szczelny montaż okien. Błędy popełnione na tym etapie powodują... czytaj dalej » Zwarta struktura płyty w połączeniu z odporną na zabrudzenia powłoką malarską pozwala uzyskać efekt filtracji sufitu systemowego, a tym samym długofalowo zapobiegać zanieczyszczeniom w fazie eksploatacji. czytaj dalej »

 


mgr inż. Leszek  Danecki
mgr inż. Leszek  Danecki
Autor ukończył Wydział Technologii Drewna w Szkole Głównej Gospodarstwa Wiejskiego w Warszawie. Pracuje w Ośrodku Badawczo-Rozwojowym Przemysłu Płyt Drewnopochodnych w Czarnej Wodzie jako prezes ... więcej »
mgr inż. Grzegorz  Czapiewski
mgr inż. Grzegorz  Czapiewski
Autor ukończył Uniwersytet Przyrodniczy w Poznaniu. Pracuje w Ośrodku Badawczo-Rozwojowym Przemysłu Płyt Drewnopochodnych w Czarnej Wodzie jako specjalista-technolog. Zawodowo interesuje się tworzyw... więcej »
dr  Elżbieta  Wardzińska
dr   Elżbieta  Wardzińska
Autorka ukończyła Wydział Chemii na Uniwersytecie Warszawskim. Pracuje w Instytucie Chemii Przemysłowej w Warszawie jako pracownik naukowy. Zawodowo interesuje się polimerami. więcej »
dr inż. Barbara  Szczepaniak
dr inż. Barbara  Szczepaniak
Autorka ukończyła Wydział Chemiczny Politechniki Warszawskiej. Pracuje w Instytucie Chemii Przemysłowej w Warszawie jako pracownik naukowy. Zawodowo interesuje się polimerami. więcej »
mgr inż. Leszek  Majewski
mgr inż. Leszek  Majewski
Autor ukończył Wydział Technologii Drewna w Szkole Głównej Gospodarstwa Wiejskiego w Warszawie. Jest właścicielem firmy SILTEN ­TERBUD. Zawodowo interesuje się szeroko pojętymi izolacjami. więcej »
Dodaj komentarz
Nie jesteś zalogowany - zaloguj się lub załóż konto. Dzięki temu uzysksz możliwość obserwowania swoich komentarzy oraz dostęp do treści i możliwości dostępnych tylko dla zarejestrowanych użytkowników portalu Izolacje.com.pl... dowiedz się więcej »
PPHU POLSTYR Zbigniew Święszek PPHU POLSTYR Zbigniew Święszek
POLSTYR- Pełny system dociepleń Jesteśmy producentem pełnego systemu dociepleń w tym najwyższej jakości wyrobów budowlanych takich...

test

test

10/2017

Aktualny numer:

Izolacje 10/2017
W miesięczniku m.in.:
  • - Naprawa i wzmocnienie stropów
  • - Szary styropian do izolacji fundamentów
Zobacz szczegóły
Zamów bezpłatny newsletter!
Najnowsze informacje na Twoją skrzynkę
Dom Wydawniczy MEDIUM Rzetelna Firma
Copyright @ 2004-2012 Grupa MEDIUM Spółka z ograniczoną odpowiedzialnością Spółka komandytowa, nr KRS: 0000537655. Wszelkie prawa w tym Autora, Wydawcy i Producenta bazy danych zastrzeżone. Jakiekolwiek dalsze rozpowszechnianie artykułów zabronione. Korzystanie z serwisu i zamieszczonych w nim utworów i danych wyłącznie na zasadach określonych w Zasadach korzystania z serwisu.
realizacja i CMS: omnia.pl

.