Co to jest styropian, z czego jest zrobiony i jakie ma zastosowania?

Styropian, a właściwie polistyren ekspandowany (EPS), to porowate tworzywo sztuczne, które na stałe wpisało się w krajobraz współczesnego budownictwa. Jego charakterystyczna, lekka, biała struktura kryje w sobie doskonałe właściwości izolacyjne, dzięki którym styropian zyskał miano jednego z najpopularniejszych materiałów termoizolacyjnych. Tutaj przyjrzymy się bliżej jego składowi, procesowi produkcji, a także różnorodnym zastosowaniom. 

Z czego jest styropian?

Podstawowym budulcem styropianu jest polistyren – polimer z grupy węglowodorów. W procesie produkcji granulat polistyrenu poddaje się działaniu pary wodnej, co powoduje jego spienienie i znaczne zwiększenie objętości. W efekcie powstaje materiał o strukturze komórkowej, w której około 98% objętości stanowi powietrze zamknięte w drobnych, połączonych ze sobą komórkach. Ta specyficzna budowa nadaje styropianowi jego wyjątkowe właściwości.

Standardowy styropian (EPS) nie zawiera żadnych dodatków uszlachetniających, jednak na rynku dostępna jest również jego odmiana z dodatkiem grafitu. Grafitowy styropian charakteryzuje się jeszcze lepszymi parametrami izolacyjności termicznej, co czyni go atrakcyjnym rozwiązaniem w budownictwie energooszczędnym i pasywnym. W przeciwieństwie do styropianu grafitowego tradycyjny EPS ma kolor biały.

Proces spieniania polistyrenu, choć wydaje się prosty, wymaga precyzyjnej kontroli temperatury i ciśnienia pary wodnej. Właśnie od nich zależy ostateczna jakość i właściwości gotowego produktu.

Czym jest styropian?

Styropian, znany również jako polistyren ekspandowany (EPS), to nazwa handlowa, która na stałe zakorzeniła się w języku potocznym. Określa ona spieniony polistyren, materiał o charakterystycznej, komórkowej strukturze, szeroko stosowany jako izolacja termiczna w budownictwie i nie tylko. Dzięki zamkniętym w komórkach pęcherzykom powietrza, styropian skutecznie chroni przed utratą ciepła zimą i przegrzewaniem pomieszczeń latem.

Co to jest EPS?

EPS to skrót od nazwy polistyren ekspandowany. To najpowszechniej stosowany rodzaj styropianu, otrzymywany w procesie spieniania granulek polistyrenu. EPS charakteryzuje się zamkniętą strukturą komórkową, co oznacza, że poszczególne komórki są od siebie oddzielone i nie łączą się ze sobą. To właśnie ta cecha, w połączeniu z dużą zawartością powietrza, decyduje o doskonałych właściwościach izolacyjnych styropianu EPS.

Z czego zrobiony jest styropian?

Styropian zrobiony jest z polistyrenu, który jest polimerem. W procesie produkcji, granulat polistyrenowy jest poddawany działaniu gorącej pary wodnej, co powoduje jego spienienie i kilkudziesięciokrotne zwiększenie objętości. W rezultacie powstaje lekki, porowaty materiał, którego struktura przypomina plaster miodu – składa się z mnóstwa drobnych, zamkniętych komórek wypełnionych powietrzem.

Z czego produkuje się styropian?

Surowcem do produkcji styropianu są niewielkie, twarde granulki polistyrenu. Pod wpływem wysokiej temperatury i pary wodnej, granulki te ulegają ekspandowaniu, czyli znacznemu zwiększeniu swojej objętości. Proces ten prowadzi do powstania charakterystycznej, komórkowej struktury, w której dominującym składnikiem jest powietrze.

Jak powstaje styropian?

1. Spienianie granulek polistyrenu.
2. Ekspandowanie spienionych granulek (zwiększanie objętości).
3. Formowanie bloków styropianowych.
4. Sezonowanie bloków (stabilizacja).
5. Cięcie bloków na płyty.

Proces produkcji styropianu rozpoczyna się od spieniania granulek polistyrenu. Następnie, pod wpływem pary wodnej i podwyższonej temperatury, granulki te ulegają gwałtownemu rozprężeniu, tworząc wstępnie uformowane bloki styropianowe. Kolejnym etapem jest sezonowanie bloków, które trwa od kilku tygodni do kilku miesięcy. W tym czasie bloki stabilizują swoją strukturę i wymiary. Ostatnim etapem jest cięcie bloków na płyty o żądanej grubości i wymiarach.

Kto wymyślił styropian?

Historia styropianu sięga 1839 roku, kiedy to niemiecki aptekarz Eduard Simon, podczas pracy z żywicą styraksową, przypadkowo odkrył substancję, którą nazwał styrolem. Jednakże, to nie Simon opracował technologię produkcji styropianu, jaką znamy dzisiaj. Przełom nastąpił dopiero w latach 30. XX wieku, kiedy to naukowcy z niemieckiego koncernu BASF opracowali metodę przemysłowej produkcji spienionego polistyrenu.

Kiedy powstał styropian?

Chociaż sam polistyren jako substancja został odkryty już w 1839 roku przez Eduarda Simona, to na jego przemysłowe zastosowanie trzeba było poczekać prawie sto lat. Dopiero w latach 30. XX wieku, w laboratoriach firmy BASF, opracowano technologię produkcji spienionego polistyrenu, czyli styropianu, który znamy i używamy do dziś.

Jaki jest skład chemiczny styropianu?

Głównym składnikiem styropianu jest polistyren, będący polimerem z grupy węglowodorów aromatycznych. Jego wzór sumaryczny to (C8H8)n, gdzie „n” oznacza liczbę powtarzających się jednostek styrenu w łańcuchu polimeru. W zależności od warunków polimeryzacji, łańcuchy te mogą mieć różną długość, co wpływa na właściwości końcowego produktu.

Czy styropian to plastik?

Tak, styropian bez wątpienia jest rodzajem tworzywa sztucznego. Tworzywa sztuczne, powszechnie nazywane plastikami, to bardzo szeroka i zróżnicowana grupa materiałów. Styropian, a konkretnie spieniony polistyren, jest jednym z wielu przedstawicieli tej grupy.

Z czego jest wytwarzany i jak powstaje polistyren?

Polistyren, z którego jest zrobiony styropian, powstaje w procesie polimeryzacji styrenu. Styren to z kolei organiczny związek chemiczny, będący pochodną benzenu. Polimeryzacja to reakcja łączenia się wielu małych cząsteczek (monomerów) w długie łańcuchy (polimery).

Jakie są właściwości styropianu?

Styropian cechuje się szeregiem unikalnych właściwości, które decydują o jego szerokim zastosowaniu. Przede wszystkim, jest to materiał o bardzo niskiej przewodności cieplnej, co oznacza, że doskonale izoluje termicznie. Jest również niezwykle lekki, a jednocześnie, względem swojej wagi, stosunkowo wytrzymały mechanicznie. Ponadto, styropian jest odporny na działanie wilgoci, co ma znaczenie w przypadku zastosowań budowlanych. Warto również wspomnieć o jego właściwościach dźwiękochłonnych, choć w mniejszym stopniu niż izolacja termiczna, to jednak przyczyniają się one do poprawy komfortu akustycznego w pomieszczeniach.

Dlaczego styropian jest dobrym izolatorem?

Sekret doskonałych właściwości izolacyjnych styropianu tkwi w jego unikalnej, komórkowej strukturze. Około 98% objętości styropianu stanowi powietrze, zamknięte w milionach drobnych, połączonych ze sobą komórek. To właśnie nieruchome powietrze jest najlepszym izolatorem, a jego ogromna ilość w strukturze styropianu sprawia, że materiał ten tak skutecznie chroni przed utratą ciepła.

Czy styropian jest materiałem łatwopalnym?

Tak, styropian jest materiałem palnym. Należy jednak podkreślić, że styropian stosowany w budownictwie, tzw. styropian budowlany, zawiera specjalne dodatki, zwane uniepalniaczem, które znacznie ograniczają jego palność. Uniepalniacze utrudniają zapłon styropianu i spowalniają rozprzestrzenianie się ognia, co zwiększa bezpieczeństwo pożarowe budynków. Mimo to, należy pamiętać, że styropian nie jest materiałem całkowicie niepalnym.

Klasy reakcji styropianu na ogień styropianu (wg normy PN-EN 13501-1) to:

• E – samogasnący (najczęściej spotykana klasa dla styropianu budowlanego);
• F – nieklasyfikowany (styropian bez dodatków unopalniających);
• B, C, D – klasy wyższe, oznaczające materiały trudnozapalne (rzadko spotykane w przypadku styropianu).

Do czego służy styropian?

Główne zastosowanie styropianu to izolacja termiczna budynków – zarówno ścian, dachów, jak i podłóg czy fundamentów. Jednakże jego wszechstronność sprawia, że znajduje on zastosowanie również w wielu innych dziedzinach. Styropian jest powszechnie wykorzystywany do produkcji opakowań ochronnych, zabezpieczających delikatne przedmioty podczas transportu. Jest również popularnym materiałem w modelarstwie, a także w niektórych zastosowaniach technicznych, np. do produkcji elementów konstrukcyjnych.

Zastosowania styropianu to:

• w budownictwie:
  • izolacja termiczna ścian zewnętrznych i wewnętrznych,
  • izolacja termiczna dachów i stropodachów,
  • izolacja termiczna podłóg na gruncie i stropów,
  • izolacja termiczna fundamentów,
• na opakowania:
  • opakowania ochronne do transportu sprzętu AGD, RTV, mebli, itp,
  • opakowania termoizolacyjne do żywności (np. pojemniki na lody),
• w modelarstwie:
  • modele samolotów, statków, budynków,
  • elementy dekoracyjne,
• w innych zastosowania:
  • elementy konstrukcyjne (np. w deskowaniach traconych),
  • pływające pomosty,
  • boje ratunkowe.

Jakie jest zastosowanie styropianu w budownictwie?

W budownictwie styropian sprawdza się jako materiał termoizolacyjny. Stosuje się go do ocieplania ścian zewnętrznych i wewnętrznych, dachów, stropów, podłóg na gruncie, a także fundamentów. Dzięki zastosowaniu styropianu, budynki stają się bardziej energooszczędne, co przekłada się na niższe koszty ogrzewania zimą i chłodzenia latem, a także na mniejszy negatywny wpływ na środowisko naturalne.

Ile styropianu jest w paczce?

Ilość styropianu w paczce, wyrażona najczęściej w metrach sześciennych (m³), jest zmienna i zależy od kilku czynników. Przede wszystkim, istotna jest grubość płyty styropianowej – im grubsza płyta, tym mniej jej sztuk zmieści się w paczce o tej samej objętości. Ponadto, różni producenci mogą stosować nieco inne standardy pakowania. Najczęściej jednak spotyka się paczki zawierające około 0,3 m³ styropianu. Przed zakupem warto dokładnie sprawdzić informacje podane na opakowaniu lub karcie produktu, aby upewnić się, ile metrów kwadratowych powierzchni można pokryć materiałem z jednej paczki.

Jakiego producenta styropianu wybrać?

Rynek materiałów budowlanych oferuje szeroki wybór styropianu od różnych producentów. Nie istnieje jeden, uniwersalnie najlepszy wybór. Decyzja powinna być podyktowana kilkoma czynnikami. Przede wszystkim, należy zwrócić uwagę na parametry techniczne styropianu, takie jak współczynnik przewodzenia ciepła (lambda), wytrzymałość na ściskanie i nasiąkliwość. Ważne jest, aby produkt posiadał odpowiednie certyfikaty i atesty, potwierdzające jego jakość i zgodność z normami budowlanymi. Warto również kierować się renomą producenta i opiniami innych użytkowników. Ostateczny wybór powinien być dostosowany do konkretnego zastosowania i indywidualnych potrzeb.

Czy styropian jest ekologiczny?

Kwestia ekologiczności styropianu budzi wiele dyskusji i nie istnieje na nią jednoznaczna odpowiedź. Z jednej strony, styropian, jako produkt pochodzący z przerobu ropy naftowej, nie jest materiałem biodegradowalnym. Oznacza to, że pozostawiony w środowisku naturalnym, będzie się rozkładał przez setki lat, stanowiąc potencjalne zagrożenie dla ekosystemu.

Z drugiej strony, nowoczesne technologie produkcji styropianu są coraz bardziej przyjazne dla środowiska. Producenci dążą do minimalizacji zużycia energii i emisji szkodliwych substancji. Co więcej, styropian nadaje się do recyklingu. Odpady styropianowe mogą być ponownie przetworzone na granulat, który posłuży do produkcji nowych płyt styropianowych lub innych wyrobów z tworzyw sztucznych.

Nie można również pominąć faktu, że styropian, dzięki swoim doskonałym właściwościom izolacyjnym, przyczynia się do znacznego ograniczenia zużycia energii potrzebnej do ogrzewania i chłodzenia budynków. Mniejsze zużycie energii to z kolei mniejsza emisja gazów cieplarnianych do atmosfery. W ostatecznym rozrachunku, bilans ekologiczny styropianu może być więc bardziej korzystny, niż mogłoby się wydawać na pierwszy rzut oka.