کمبود انرژی های تجدیدناپذیر، ضرورت بازنگری در منابع انرژی و استفاده از انرژی های تجدیدپذیر برای بهره وری، اهمیت ویژه ای به استفاده از عایق های حرارتی در ساخت و سازها بخشیده است. یکی از عایق های حرارتی، پلی استایرن اکسترود شده یا همان (XPS) Styrene Poly Extruded است. آنچه عایق XPS را از دیگر عایق ها متمایز می کند، این است که هر سه ویژگی عایق حرارتی، صوتی و رطوبتی را دارا می باشد.
برای درک بهتر صفحه عایق حرارتی XPS، آگاهی از مفهوم پلی استایرن و اکستروژن حائز اهمیت است. پلی استایرن، یک پلیمر مصنوعی معطر از منومر استایرن است؛ ماده ای پتروشیمی، مایعی بی رنگ، با بویی شبیه آروماتیک ها که نقطه جوش آن 146 درجه سانتی گراد و جرم حجمی آن 0.9 گرم بر سانتی متر مکعب است. همچنین اکستروژن، یکی از روش های حجمی، برای تغییر شکل مواد به منظور کاهش ضخامت یا سطح مقطع آنها است که در نتیجه آن، قطعاتی با سطح مقطع صاف و عمودی تولید می شوند. برای انجام فرایند اکستروژن، ماده اولیه مورد نظر به درون قالب اکستروژن که سطح مقطع مورد نظر روی آن ایجاد و فشرده شده و در نتیجه، قطعه اکسترود شده با سطح مقطع قالب، تولید می شود.
صفحات یا بردهای عایق حرارتی XPS که از بهترین مواد عایق در بازار است، دارای بافت تو در تو و خالی از حفره، متشکل از گرانول پلی استایرن معمولی یا GPPS بوده که به روش اکسترودی، همراه با ذوب این گرانول در فشار بالا تولید می شود. گرانول تولید شده از صفحات پلی اتیلن بازیافتی به عنوان ماده اصلی، از طریق قالب فوم اکسترودر، کالیبراتور، کشش و واحد برش عبور می کند.
در این رابطه، فوم عایق XPS به صورت لایه پیوسته ورقه ای فومی از دستگاه قالب ریزی پلاستیک (اکسترودر) بیرون می آید. در فرایند تولید این ماده، ابتدا پلی استر معمولی ذوب شده در دستگاه، وارد و با افزودن دی اکسید کربن به عنوان ماده کف کننده به سمت نازل های پهن دستگاه رفته و ورقه های فومی با ضخامت 20 تا 200 میلیمتر از آن خارج می شود. سپس با ورود به یک محیط سرد وارد ماشین برش شده و به صورت پنل هایی با اندازه مشخص درآمده و لبه های آن شکل دهی می شود. در مجموع، فرایند تولید عایق XPS، براساس تکنولوژی ذوب مواد، مخلوط کردن پیوسته و تزریق و فشرده سازی در دما و فشار بالا برای تولید صفحات سخت این عایق صورت می گیرد.
خط اکستروژن صفحات عایق حرارتی XPS دو نوع است: اکسترودر دو عددی تک ماردون پشت هم و اکسترودر دو ماردون دو قلو. این مدل مانند موارد زیر است: نوع 135/150 اکسترودر دو عدد تک ماردون پشت هم و اکسترودر دو ماردون دوقلو 75 میلیمتر و یک اکسترودر تک ماردون 150 میلیمتر. با توجه به راندمان بالای مخلوط شدن، اکسترودر دو ماردون دوقلو، ترکیبات مختلفی را به عمل می آورد.
در روش تولید عایق XPS، بر خلاف دیگر روش های تولید که موجب سوراخ های بسیار ریز در عایق تولیدی می شود، بافت یکنواخت با سلول های بسته و نفوذناپذیر شکل می گیرد. بر اثر آن، ضریب انتقال حرارت بسیار پایین و مقاومت بسیار بالا در برابر نفوذ رطوبت و عبور صوت و فشار ایجاد می شود. این روش تولید، از ویژگی های خاص عایق XPS است که آن را از عایق های مشابه متمایز می سازد.
صفحه عایق حرارتی XPS، می تواند به طور گسترده در سیستم های عایق بندی منازل، ذخیره سازی سرد، اردوگاه ها، انبارها، کارگاه ها، ساختمان های مدرن، آپارتمان ها و ساختمان های اداری مورد استفاده قرار گیرد. مهمترین مزیت های آن عبارتند از:
در مجموع عایق های XPS، ویژگی ها و مزایای ارزشمندی مانند ضریب انتقال حرارت بسیار پایین، میزان جذب رطوبت و بخار آب در حد صفر، وزن بسیار کم در قیاس با مصالح عایق موجود، مقاومت فشاری و خمشی بالا، سرعت اجرای بالا، میزان دانسیته 40 - 35 کیلوگرم بر مترمکعب، عدم تصاعد گازهای سمی در مقابل حرارت و آتش سوزی، مطابق با استاندارد ملی 8292 موضوع واکنش در برابر حریق، عدم خوردگی توسط حشرات و جانوران، عدم رشد موجودات ذره بینی مانند باکتری و قارچ و بدون اثرات نامطلوب زیست محیطی را دارا هستند. در مجموع، از آنجا که عایق XPS، با استفاده از فناوری های نوین تولید می شود، ویژگی هایی مانند بهترین عایق حرارت، رطوبت و صوت، استحکام بالا در برابر ضربه و فشار، و سهولت در کاربرد را به خود اختصاص داده است. با وجود مزایای بی شمار عایق XPS، چنانچه در تولید آن از ﻛﻠرﻭﻓﻠﻮئوروﻛﺮﺑﻦ یا CFC استفاده شود، این امر موجب تخریب لایه ازن می شود. البته طبق قوانین رسمی بسیاری از کشورها و مقررات بین المللی، استفاده از آن، غیر مجاز است. بنابراین در صورت توجه به این موضوع، این عایق، مضرات زیست محیطی نیز ندارد.
بر اساس تحقیقات علمی، میزان اتلاف انرژی از طریق دیوارهای ساختمان حدود 40 درصد برآورد شده است. در این زمینه، یکی از کاربردهای اصلی عایق XPS، استفاده از آن به عنوان عایق حرارتی در دیوارهای ساختمان است. عایق کاری پشت بام و کف از دیگر موارد پرکاربرد این عایق است. بنابراین عایق XPS، در سه بخش ساختمان، کاربرد دارد: کف، سقف و دیوار.
بهره برداری در زیر ساخت های حمل و نقل مانند باند فرودگاه، راه آهن و جاده، نماکاری ساختمان، ساخت قطعات دکوراتیو ساختمان و عایق کاری فونداسیون و دیوارهای نیلینگ از دیگر کاربردهای عایق XPS است. بر این اساس، فوم های XPS مانند سایر مصالح ساختمانی عایق، به دو صورت کاربرد دارند:
بنا بر مطالعات بین المللی، در صورت استفاده صحیح از عایق كفی XPS در ساختمان مسکونی با عمر بالا، میتوان در مصرف انرژی صرفه جویی بسیاری کرد. کف صاف شده XPS با تهیه یک لایه کامل عایق روی دیوار، موجب بهبود بازده انرژی ساختمان می شود.
با این همه، عایق حرارتی XPS، از جمله عایق هایی است که در مقایسه با عایق های رایج، به تدریج در حال یافتن جایگاه خود است. به لحاظ حجم بازار، این ماده عایق، پس از پشم سنگ، فوم پلی اورتان، یونولیت (EPS) و پلی اتیلن قرار دارد. پیش بینی می شود بازار آن برای سال 2021 به 1.16 میلیون تن برسد.
عایق XPS در مقایسه با سایر عایق ها، دارای ویژگی ها و مشخصات فنی مخصوص است که به صورت جداول استاندارد در کاتالوگ فنی آنها ارایه می شود. نمونه هایی از مشخصات فنی برد عایق XPS در جداول زیر آمده است.
جدول مشخصات فنی کامل عایق حرارتی پلی استایرن اکسترودشده XPS - سینرژی
