Genel Bilgiler
Giriş
Genleştirilmiş Polistiren (Expanded Polystyrene – EPS), yaygın olarak kullanılan köpük benzeri bir plastik malzemedir. Temel amacı, bina ve inşaat uygulamalarında bulunabilen ve aynı zamanda yaygın bir yalıtım ve ambalaj malzemesidir.
Stirenin polimerize edilmesi ve buna patlatma maddesi olarak pentan emdirilmesi ile yapılır. Isıtıldığında, boncuklardaki pentan genleşmeye neden olur ve genleşen boncuklar kalıplanabilir.
EPS ürünleri genellikle nispeten güçlü, hafif, iyi yalıtkan ve ambalaj malzemeleridir ve aynı zamanda üretimi nispeten çevre dostudur.
Tipik İnşaat Malzemelerinin Yaklaşık Termal ve Su Buharı Özellikleri
|
Fiziksel Özellik |
EPS |
|
Yoğunluk (kg/m3) |
18-50 |
|
Termal İletkenlik (W/mK) |
0.029-0.041 |
|
Sıcaklık Uygulama Aralığı (°C) |
-80 / +80 |
|
Su Buharı Geçirgenliği (perm-inç) |
2.0-5.8 |
Kullanım Alanı
Genleştirilmiş Polistiren (Expanded Polystyrene – EPS), paketleme özellikleri ile öne çıkmaktadır. Düşük ısıl iletkenlik oranı ile kolay kaplanabilir olması nedeniyle, balık ve soğuk muhafaza gerektiren diğer gıdalar gibi zorlu gıda ürünlerinin depolanması ve taşınması için uygundur. EPS, şok emici özellikleri ve hafifliği nedeniyle de paketleme için uygundur. Hafif EPS ambalaj ürünleri, nakliye ücretlerini düşürür ve ürünlerde oluşabilecek ezilmelere karşı ekstra güvenlik sağlar.
Daha yüksek yoğunluklardan farklı özel bileşenler de üretilebilir. Yalıtım levhaları, temel olarak inşaatta, binanın tabanından bodruma, duvara, zemine ve yalıtımlı çatı kaplamasına kadar yalıtım olarak kullanılır. EPS nem özelliklerinden dolayı yapılaşma sektörü için de uygundur. Nemin emilmesine izin verir ancak suyu iter.
EPS Üretim Süreci
Genleşmiş polistiren üretimi nispeten basit bir işlemdir, ancak birkaç aşama içerir. Başarılı bir proses ve yüksek kaliteli EPS hammaddesine sahip olmak için bu aşamalar hassas bir şekilde belirlenir ve izlenir.
Süspansiyon Polimerizasyonu
Genişletilmiş polistiren, stirenin polimerize edilmesiyle üretilir. Genellikle, stirenin bir reaktör içinde suyla karıştırıldığı ve monomer stirenden damlacıkların oluşturulduğu süspansiyon polimerizasyonu kullanılır. Doğru sıcaklık, başlatıcı kimyasallar ve asıltı maddesi gibi diğer katkı maddeleri ile karıştırılarak stiren, polistiren moleküllerine polimerleşmeye başlar.
İşlem, reaktöre belirli bir miktarda su ilave edilerek başlatılır. Su, prosesten oluşan ısı enerjisinin bir kısmını absorbe ederek süspansiyonun gerçekleşmesine yardımcı olur ve prosesi stabilize etmek için önemli bir parametre olarak görev yapar. Su ısıtılır ve pH stabilizatörleri eklenir. Prosesin pH’ını stabilize etmek, su, stiren ve katkı maddelerinin süspansiyonu için çok önemlidir. Suyu ısıttıktan sonra reaktöre stiren eklenir. Süspansiyonun gerçekleşmesine yardımcı olmak ve malzemeye farklı özellikler kazandırmak için ilave kimyasallar karıştırılır. Bu kimyasallar aynı zamanda süreci stabilize etmek, yaklaşan boncuk boyutunu ve polimerlerin kimyasal özelliklerini kontrol etmek ve malzemeye yangın geciktirici özellikler gibi farklı avantajlar sağlamak içindir. Ana polimerizasyon reaksiyonu gerçekleştiğinde, boncuklar %4-7 n-pentan ile emprenye edilir. Pentan, boncuklar daha sonraki işlemlerde ısıtıldığında bir üfleme maddesi görevi görür. Bu boncuklar, içlerinde sıkışan pentan gazı genleştiğinde orijinal boyutlarının 50 katına kadar genişleyebilir.
Doğru zaman ve sıcaklıktan sonra monostirenin çoğu polimerize olur ve daha ileri işlemler başlayabilir. Su ile karıştırılan EPS boncukları, şimdi geçici olarak depolandığı büyük kaplara pompalanır ve bir kurutucuya pompalanır. Kurutucu, artık gereksiz olan suyu, santrifüj dönüşü ile polimer boncuklardan ayırır.
Ham kurutulmuş EPS artık eleme aşamasına geçmiştir. Hammaddenin vibrasyonlu, değişken ebatlı eleklerden elendiği, farklı tane büyüklüklerinin ayrıldığı ve alt ve büyük ebatlı kalitelerin uzaklaştırıldığı bir işlemdir. Her bir boncuk boyutu sınıfının kendi kullanımı vardır ve bunlar değişen yoğunluklarda önceden genişletilir. Başarılı bir ileri işlemeye sahip olmak için, ham maddenin kesin miktarlarda kaplama malzemeleri ile kaplanması gerekir. Kaplama, farklı kaplama malzemelerinin belirli bir süre ve miktarda karıştırıldığı büyük karıştırıcılarda gerçekleşir. Örneğin, hidrofobik özellikler verirler ve ham EPS boncuklarının daha fazla işlenmesini kolaylaştırırlar. Boncukların kaplaması yoksa, örneğin malzeme muhtemelen ön köpürme aşamasında topaklanacaktır. Kaplanmış boncuklar daha sonra bir tonluk oktabinlere paketlenir ve depolama ve nakliye için taşınır.
Ön Köpürtme
EPS-prefoamer, üretimden sonra ham boncuklara özellik kazandırmak için en önemli işleme makinelerinden biridir. Ön köpürtücülerin amacı, boncukları buharla ısıtmaktır, bu da içlerindeki pentan nedeniyle genleşmelerine neden olur. Pentan, boncukların ısıtıldığında orijinal hacminin 50 katı bile genişlemesine neden olan bir üfleme maddesi görevi görür.