Extrudovaný pěnový polystyren (XPS), známý také jako Extruded PolyStyrene Foam, byl vyvinut chemickou společností Dow Chemical ve čtyřicátých letech minulého století na základě požadavku amerického ministerstva obrany. Po ukončení války byl tento výrobek s vynikajícími tepelně izolačními vlastnostmi uvolněn i pro komerční využití. Dnes se používá pro mnoho aplikací, nejvíce je znám v podobě desek jako tepelná izolace ve stavebnictví, jako tepelně izolační materiál pro výrobu sendvičových panelů, dveřní a okenních výplní, v automobilovém průmyslu či jako obalový materiál.
Výroba a vlastnosti extrudovaného polystyrenu
Extrudovaný pěnový polystyren (XPS) vzniká extruzí (vytlačováním) taveniny krystalového polystyrenu za současného sycení vypěňovadlem, které po uvolnění tlaku umožní na konci vytlačovacího zařízení napěnění materiálu. Vzniká tuhý materiál s rovnoměrně malými uzavřenými buňkami a vynikajícími izolačními vlastnostmi. Extrudovaný polystyren se liší od pěnového polystyrenu nejen svojí homogenní strukturou pěnové hmoty s uzavřenými buňkami a barvou, ale zejména významně vyšší pevností v tlaku, minimální nasákavostí a nižší hodnotou maximálního tepelného namáhání.
Mezi hlavní přednosti extrudovaného polystyrenu patří:
- Nízká tepelná vodivost: XPS má nízkou tepelnou vodivost, což znamená, že je velmi účinný při snižování přenosu tepla.
- Odolnost proti vlhkosti: Pěnové struktury s uzavřenými buňkami jsou nepropustné pro vodu, díky čemuž jsou vysoce odolné vůči absorpci vlhkosti.
- Vzduchové těsnění: XPS může tvořit souvislou vzduchovou bariéru, která zabraňuje únikům vzduchu.
- Účinná izolace: Pěnové izolační výrobky mají obvykle vysokou hodnotu R na palec tloušťky, což znamená, že poskytují vynikající izolaci s relativně tenkými vrstvami.
- Dlouhodobý výkon: Izolace XPS je známá svojí odolností a dlouhou životností. Její izolační a mechanické vlastnosti, jakož i integrita v průběhu času jsou zachovány.
- Snadná manipulace: Izolace XPS se snadno řeže, tvaruje a instaluje.
Využití XPS v automobilovém průmyslu
Automobilový průmysl patří mezi největší odběratele plastových výlisků. Vstřikování plastů se zde využívá pro desítky různých dílů - od drobných upevňovacích součástek až po velké kryty, palubní desky a části karoserie. Trendy směřují k ještě větší integraci plastů - s využitím kompozitních materiálů, lehčených struktur a chytrých technologií (např. lisování s vloženou elektronikou). Elektromobilita přináší nové výzvy i příležitosti.
Extrudovaný polystyren se v automobilovém průmyslu uplatňuje pro:
Čtěte také: Výběr polystyrenu pro zateplení
- Tepelnou a akustickou izolaci: Poskytuje tepelnou a akustickou izolaci ve vozidlech pro zvýšení komfortu a snížení spotřeby energie.
- Výrobu sendvičových panelů: Tyto panely se obecně skládají z pevného pěnového jádra (XPS) a dvou vnějších krycích materiálů (sklolaminát, hliník, dřevo, ocel atd.). Obytná vozidla a karavany mohou být vystaveny problémům s vlhkostí a kondenzací, což může vést k růstu plísní. Izolace XPS je v těchto případech první volbou díky své odolnosti proti vlhkosti.
- Nástavby nákladních vozidel a vestavby: Moderní izolační materiály, jako je XPS, jsou stále více využívány v nástavbách nákladních vozidel a vestavbách, například jako výplň mezi čalouněním, deskami, stěnami a vnějším pláštěm vozidla.
Výhody plastů v automobilovém průmyslu
Plasty hrají velmi důležitou roli v automobilovém průmyslu. Nová technologie v plastových materiálech otevřela nové dveře v bezpečí, pohodlí a značně šetřila energii. Inovace v plastovém a plastovém kompozitu vedla k revoluci v automobilovém průmyslu, což automobilovým návrhářům a inženýrům umožnilo posunout hranice se schopností produkovat koncepty nákladově efektivně.
Plast poskytuje zákazníkům vynikající hodnotu a také zvyšuje bezpečnost a je lepší pro životní prostředí. Mezi hlavní výhody plastů v automobilovém průmyslu patří:
- Nákladová efektivnost
- Lehká váha (každých 10 % snížení hmotnosti vozidla vede ke snížení paliva o 5 % až 7 %)
- Pevnost a odolnost
- Tepelná odolnost a korozivzdornost
- Odolnost vůči tvrdým prostředím a chemikáliím
- Tepelná a elektrická izolace
- Možnost průhlednosti, průsvitnosti nebo neprůhlednosti
- Možnost tvarování do jakéhokoli tvaru
- Recyklovatelnost
Další typy polystyrenu a jejich aplikace
Polystyren je rozšířeným plastovým materiálem s celou řadou forem a možností využití. Polystyren již více než 60 let patří mezi nejběžněji používané termoplasty a spolu s polyetylenem, polypropylenem a polyvinylchloridem pak představuje plasty produkované v největší míře.
Tabulka: Přehled druhů polystyrenu a jejich využití
| Druh polystyrenu | Charakteristika | Typické použití |
|---|---|---|
| Standardní polystyren (GPPS) | Tvrdý, křehký, čirý a průhledný polymer s vysokým leskem, malá nasákavost vody, dobré elektrické a dielektrické vlastnosti. | Zdravotnické a laboratorní účely (zkumavky, pipety), kelímky na jednorázové použití, obaly na CD, lahve, víka, podnosy. |
| HIPS (nárazu odolný, houževnatý polystyren) | Kopolymer z butadien-styrenového kaučuku, nižší pevnost a tuhost, zvýšená tažnost, mléčně zakalený. | Obaly a výrobky na jednorázové použití (kelímky, příbory), spotřební elektronika, hračky, chladicí vložky, počítačové kryty, díly nábytku, ramínka na oděvy, kryty disků automobilových kol, krabice na potraviny, díly do chladniček, přístrojové panely, armatury a benzinové nádrže v automobilovém průmyslu. |
| BOPS (Biaxiálně orientované polystyrenové fólie) | Běžně vyráběny v tloušťkách mezi 100-800 μm. | Nejčastěji jako smršťovací fólie. |
| XPS (Extrudovaný polystyren) | Minimální nasákavost, velká pevnost, homogenní struktura s uzavřenými buňkami, často obarven. | Tepelná izolace v přímém styku s vlhkostí (spodní stavba, inverzní ploché střechy), izolace s vysokým zatížením (průmyslové podlahy, parkoviště, střešní terasy), obaly, tepelná izolace sendvičových panelů, dveřní a okenních výplní, v automobilovém průmyslu. |
| EPS (Expandovaný polystyren) | Vyroben z napěněných polystyrenových kuliček, samotný polystyren tvoří jen cca 2 % objemu, zbytek vzduch, výborné izolační vlastnosti. | Stavebnictví (fasádní polystyren, tepelná a zvuková izolace podlah), obalový průmysl (ochranný obal tlumící nárazy), podnosy, talíře, misky, termoboxy, kelímky. |
Další polymery v automobilovém průmyslu
Kromě polystyrenu se v automobilovém průmyslu uplatňují i další polymery, z nichž nejběžnější typy jsou polypropylen, polyuretan a PVC, které tvoří dvě třetiny vozidla.
Čtěte také: Jak vybrat řezačku na XPS?
- Polypropylen (PP): Je termoplastický polymer používaný v nejrůznějších aplikacích. Je robustní a neobvykle odolný vůči mnoha chemickým rozpouštědlům, zásadám a kyselinám. Používá se v automobilových náraznících a krytech kol, ale také v chemických nádržích, izolacích kabelů a kobercových vláknech. PP materiály mají mnoho výhod, jako je vynikající chemická odolnost, jednoduché zpracování a nízká cena. PP je široce používán v nových energetických vozidlech. Je lehký, vysoce krystalický, snadno se zpracovává a má výhody, jako je odolnost proti korozi, vysoká rázová houževnatost, dobrá odolnost v ohybu a vynikající elektrická izolace.
- Akrylonitril butadien styren (ABS): Je kopolymer vyrobený polymerací styrenu a akrylonitrilu v přítomnosti polybutadienu. Styren dává plastu lesklý, nepropustný povrch. Butadien, pryžová látka, zajišťuje odolnost i při nízkých teplotách. Pro zlepšení odolnosti proti rázům, houževnatosti a tepelné odolnosti lze provést různé úpravy. Používá se v automobilových částech karoserie, palubních deskách a krytech kol.
- Polyamid (PA) a Polybutylentereftalát (PBT): Tyto sloučeniny se již dlouho používají v elektronickém a elektrotechnickém průmyslu a nyní čelí stále náročnějším požadavkům a výzvám v oblasti elektrických vozidel. PA a PBT mají kritické aplikace ve vysokonapěťových systémech nových energetických vozidel. Komponenty v oblasti elektrických vozidel a nabíjecích stanic jsou obvykle vystaveny vysokým teplotám, vysokým proudům a vysokému napětí, což vyžaduje extrémně vysoký izolační výkon a zabraňuje úniku a značení.
- Polykarbonát (PC): Použití materiálů PC v nových energetických vozidlech je také poměrně rozsáhlé. Co se týče nabíjecích stanic pro auta, PC fólie může být použita jako materiál pro panely nabíjecích stanic, poskytující lepší vzhled a životnost nabíjecím stanicím s vysokou průhledností a odolností vůči povětrnostním vlivům.
- Expandovaný polypropylen (EPP): EPP velmi dobře pohlcuje opakující se nárazy. Je lehký, pevný, má velmi dobrou rozměrovou paměť a je odolný vůči vodě i běžným chemikáliím. Využívá se jako tepelná i zvuková izolace. V porovnání s EPS materiálem odolává vyšším teplotám, je výrazně odolnější proti mechanickému poškození, vyznačuje se vyšší flexibilitou a tvarovou pamětí. Produkty z EPP se v oblasti obalů nejvíce využívají v automobilovém odvětví, kde se běžně používají jako transportní a přepravní boxy pro montážní linky.
Čtěte také: Vše o XPS izolaci
tags: #extrudovaný #polystyren #v #automobilovém #průmyslu