Izolacija je ključna komponenta u dizajnu i izradi moderne i funkcionalne kuće. Jedni od najčeščih materijala koje upotrebljavamo za ovu namjenu su stiropor (EPS) i stirodur (XPS).
Stiropor i stirodur su izolacioni materijali koji se dobijaju od polistirena. Prvi se dobija ekspandiranjem polistirena (Expanded Poly-Styrene), dok se drugi dobija ekstrudiranjem polistirena (Exctruded Poly-Styrene).
I jedan i drugi imaju istu funkciju, zaustavljanje prolaska toplote kroz razne površine, međutim bitno se razlikuju jer se različito ponašaju u specifičnim situacijama.
Ukratko ako ne želite dalje čitati članak stiropor je bolje koristiti kao izolator na fasadama, zidovima i krovovima, a stirodur za izolaciju temelja, zidova podruma i podova.
Proizvodnja stiropora i stirodura
Tehnički postupak dobijanja oba koliko mogu laički da ga razumijem je slijedeći…
Ekspandirani i ekstrudirani polistiren dobijaju se toplotnom polimerizacijom stirena, koji je ujedno i glavna komponenta ova dva izolaciona materijala. Nad stirenom se vrši polimerizacija ili toplotom ili benzoil-peroksidom. Da bi se polimerizacija zaustavila koriste se inhibitori, najčešće su to kiseonik ili sumpor.
Formiranju ćelija niske gustine prethodi suspenzija polistirena u vodi da bi se oformile kapljice, a potom se u vodu dodaju raznorazni agensi čiji je glavni cilj suspenzija polistirena i sprječavanje kapljica da se slijepe jedne za druge. Agens koji se najčešće koristi je barijum-sulfat. Cijeli proces od formiranja stirena pa do dobijanja stiropora i stirodura opisaću u nekoliko rečenica.
Kao što sam već naveo glavna komponenta ovih izolacionih materijala je stiren. Stiren se dobija iz dvostruke hemijske reakcije.
Prvom hemijskom reakcijom se uz korišćenje katalizatora formira etil-benzen u hemijskoj reakciji između benzena i etilena, a kao katalizator koristi se aluminijum-hlorid.
Drugom hemijskom reakcijom se iz novonastalog etil-benzena uklanja vodonik. Oduzimanjem vodonika na temperaturama od 600-700 °C formira se stiren.
Od stirena se formira polistiren, i to suspenzijskom polimerizacijom. To podrazumijeva da se kapi stirena u potpunosti okruže vodom i sluzavom supstancom iz određenih biljki. Na temperaturama od preko 100 °C uz inicijatore polimerizacije stvaraju se slobodni radikali koji se kombinuju i te kombinacije predstavljaju lance polistirena. Proces polimerizacije zaustavlja se uvođenjem terminatora. Uloga terminatora kao i vrijeme zaustavljanja je ekstremno bitno, jer lanci polistirena ne bi trebali biti ni previše dugi jer se teže tope ali ni previše kratki jer su tada krhki. Rezultat ovoga su perlice.
Perle su u suštini kuglice koje su sastavljene od više polistirenskih lanaca. Završetkom polimerizacije te perle moraju prvobitno da se hlade, a potom da se ispiraju i da se osuše. Perle se nakon toga sortiraju da bi se dobila ujednačena veličina ovih kuglica.
Proizvodnja stiropora
Do ovog koraka proces proizvodnje je isti i za stirodur i za stiropor, odavde kreću razlike u proizvodnji…
Za formiranje stiropora, zrna polistirena se moraju proširiti, proširenje se vrši tako što se polistiren zagrijava vrućim vazduhom ili parom. Ovaj proces naziva se pre-ekspanzija.
Novodobijene ekspandirane perle su lakše od neekspandiranih, pa se penju na vrh i ispuštaju. Znatno se smanjuje gustina perli i dobija se ekspandirana polistirenska pjena koja je laka za oblikovanje.
Perle se potom ubacuju u kalupe različitih oblika. Para se potom ubrizgava između perli i u njih čime se perle šire i spajaju zajedno. Kalup se potom hladi. Može se hladiti na dva načina ili prskanjem vode spolja preko kalupa ili cirkuliasnjem vode kroz njih.
Siječe se alatima za obradu drveta, s tim što alat mora biti baš oštar da bi se ekspandirani polistiren mogao sjeći glatko. Koristi se epoksid kao lijepak kada se stiropor lijepi jer ga epoksid ne uništava. Bitno je napomenuti i da je ekspondirani polistiren zapaljiv te se zbog toga premazuje epoksidom i drugim nezapaljivim supstancama radi poboljšanja peformansi i otpornosti na toplotu.
Proizvodnja stirodura
Formiranje stirodura teče malo drugačije. Formira se već spomenuti stiren pa polistiren, od koga se kasnije formiraju kuglice. Kod stirodura uvodi se novi pojam, a to je ekstrudiranje.
Nakon dobijanja kuglica one se ubacuju u ekstruder. U ekstruderu se na visokim temperaturama kuglice tope. U tom procesu topljenja pridodaju se različiti aditivi i ono najznačajnije, a to je agens za duvanje da bi se smješa proširila nakon završetka ekstrudiranja.
Koristeći toplotu i pritisak smjesa polistirena se provlači kroz matricu i zatim stavlja na hlađenje da bi se proširila u određene oblike. Dobijaju se ploče koje mogu da se seku u odgovarajuće dimenzije. Debljina ekstrudiranog polistirena odnosno stirodura je ograničena jer se ne sipa u kalupe kao stiropor.
Dobijeni ekspandirani i ekstrudirani polistiren se prije prodaje ispituju velikim brojem testova jer postoje određeni standardi koje dobijeni proizvod mora da zadovoljava. Testovi koji se vrše nad ekspandiranim i ekstrudiranim polistirenom su testovi na čvrstoću, na gustinu, otpornost, zatim testovi na poroznost, zapaljivost, na toplotnu provodljivost i na parapropusnost.
Čak i prilikom dobijanja stiropora i stirodura u toku procesa njihovog dobijanja testira se i polistiren u fazi rastopljenosti da bi se vidjelo da li zadovoljava određenu viskoznost da bi se mogao dobiti stiropor ili stirodur sa željenim osobinama.
Tehničke razlike
I stiropor i stirodur se najčešće koriste u građevinarstvu i to prvenstveno za toplotnu izolaciju, ali mogu da se koriste i za zvučnu izolaciju zgrada i drugih objekata. Stiropor je bolje koristiti kao izolator na fasadama, zidovima, krovovima, a stirodur za izolaciju temelja i podova.
Otpornost na pritisak – Kada je u pitanju čvrstoća na pritisak koja se ogleda kada se izolacija ugrađuje na ravne krovove, temelje ili međuspratne tavanice ili bilo koje mjesto koje je izloženo mehaničkim udarima izbor pada na stirodur jer ima mnogo veću otpornost na pritisak od stiropora.
Osobina vatro-otpornosti – U ovom slučaju prednost se daje stiroporu u odnosu na stirodur. Razlog tome leži u tome što je stiropor samo-gasiv izolator, dok je sa druge strane stirodur goriv i ne može se koristiti tamo gdje se traži otpornost na vatru.
Osobina vodootpornosti – odnosno otpornosti na dejstvo vode
Ovdje prednost ima stirodur u odnosu na stiropor. Kako je stirodur neupotrebljiv tamo gdje se traži vatrootpornost, tako je stiropor neupotrebljiv u vlažnom prostoru, zato što stiropor u dodiru s vodom upija vlagu i gubi svojstva, dok je stirodur donekle otporan na prolaz vode zbog svoje strukture.
Osobina parapropusnosti – Ova osobina pripada stiroporu. I jedan i drugi izolator se mogu koristiti ali stiropor ima manji otpor te omogućava prostoru da uslovno diše, razlog su mjehurići vazduha koji su sastavni dio stiropora.
Osobina termičke provodljivosti – razlike su minimalne, ali zbog mjehurića vazduha u svom sastavu toplotna provodljivost stiropora je malo veća, jer stirodur ima zbijenu strukturu. Opseg I = 0,035-0,04 W/mK za stiropor i I = 0,025-0,033 W/mK za stirodur.
Cijena – Stiropor je znatno jeftiniji od stirodura.
