分析之?dāng)D塑式聚苯乙烯XPS

1.XPS擠塑板生產(chǎn)過程

擠塑式聚苯乙烯XPS為聚苯乙烯顆粒與助劑混煉熔融后，與發(fā)泡劑混合，在模具處直接擠出成型的閉孔型有機(jī)保溫材料。和EPS相類似，XPS的成本構(gòu)成中，聚苯乙烯顆粒原料成本占比大。但由于其生產(chǎn)原理和EPS不同，EPS的降低成本措施并不適用于XPS。

2.XPS擠塑板的特點(diǎn)

XPS制造過程中，聚苯乙烯顆粒從室溫升至200攝氏度，顆粒從固態(tài)變成液態(tài)，加入助劑后在螺桿中進(jìn)行混煉推進(jìn)。在模具處擠出時(shí)，壓力從原來的10MPA直接降低至室溫。聚苯乙烯溶液從液態(tài)重新轉(zhuǎn)化為固態(tài)，高壓液態(tài)發(fā)泡劑變?yōu)闅鈶B(tài)，從而在板材內(nèi)部產(chǎn)生蜂窩。

即XPS生產(chǎn)過程中同時(shí)存在液固轉(zhuǎn)化、液氣轉(zhuǎn)化、壓力溫度急劇下降的變化過程，且該過程為連續(xù)不斷擠出，壓力、溫度、螺桿推進(jìn)量、材料流動(dòng)系數(shù)、助劑添加量等參數(shù)的不配合均會(huì)嚴(yán)重干擾XPS板材的生產(chǎn)，嚴(yán)重情況下，會(huì)直接導(dǎo)致XPS板無法成形。

XPS擠塑板的造假技術(shù)，均須先克服前述技術(shù)難點(diǎn)，譬如說增加石英增重不適用于XPS的生產(chǎn)。

XPS板生產(chǎn)設(shè)備高度復(fù)雜，一套生產(chǎn)線控制參數(shù)可達(dá)數(shù)百項(xiàng)

3.陳化時(shí)間對(duì)XPS的影響

EPS為水蒸氣發(fā)泡，在制造過程中，在其內(nèi)部會(huì)積蓄一部分的水蒸氣，在陳化過程中這些水蒸氣會(huì)緩慢釋放到空氣中，逐步降低EPS實(shí)際稱重。陳化42天后的EPS板重量損失可達(dá)5%以上。

XPS的發(fā)泡劑為CO2.F142b、丁烷等低密度材料。陳化過程中，XPS發(fā)泡過程中被伸拉的分子鏈逐步趨于穩(wěn)定，應(yīng)力得到釋放，終影響XPS的質(zhì)量穩(wěn)定。在實(shí)踐中，我們可以觀測(cè)到XPS陳化時(shí)間越長(zhǎng)，板材的強(qiáng)度越高，并在90天左右趨于穩(wěn)定。

陳化過程中，泡孔中積蓄的發(fā)泡劑與外界的空氣會(huì)進(jìn)行緩慢的交換，XPS發(fā)泡劑密度與空氣相當(dāng)，陳化過程對(duì)XPS密度不造成影響。

4.XPS密度對(duì)質(zhì)量的影響

通過各種方式降低XPS板密度是國(guó)內(nèi)XPS工業(yè)的主要發(fā)展方向，全新料聚苯乙烯顆粒經(jīng)二次真空發(fā)泡技術(shù)，可將密度低降至22公斤每立方米左右。但實(shí)際上，國(guó)內(nèi)擠塑板的密度均在28-30公斤每立方米左右，這是因?yàn)閲?guó)內(nèi)擠塑板產(chǎn)業(yè)基本上都采用回收料進(jìn)行生產(chǎn)，回收料流動(dòng)性低，發(fā)泡困難，發(fā)泡密度在30KG每立方米已經(jīng)為技術(shù)。

在原料等級(jí)，泡孔結(jié)構(gòu)的一致情況下，擠塑板的強(qiáng)度與密度大致成正比關(guān)系。35公斤級(jí)密度擠塑板抗壓強(qiáng)度較30公斤級(jí)擠塑板密度高出30%左右，而一些高抗壓的鐵路基材用板，密度均在45公斤每立方米之上，抗壓可達(dá)700KPA以上。

擠塑板的導(dǎo)熱系數(shù)與密度關(guān)系較為復(fù)雜，密度上升可以帶來導(dǎo)熱系數(shù)的下降，絕熱效果的提高。當(dāng)提高到密度，擠塑板的導(dǎo)熱系數(shù)反而會(huì)有所上升。相關(guān)函數(shù)如下：

由圖可見，好的擠塑板密度在36KG每立方米左右，其導(dǎo)熱系數(shù)低可達(dá)0.026W/m.k。由于36KG密度的擠塑板成本較普通30KG級(jí)擠塑板密度高20%左右，除綠羽、豪適等品牌擠塑板外，目前國(guó)內(nèi)市場(chǎng)主流密度仍為30KG每立方米。

5.回收塑料對(duì)擠塑板質(zhì)量的影響

5.1回收塑料國(guó)內(nèi)行業(yè)現(xiàn)狀

國(guó)外聚苯乙烯回收技術(shù)以固體物理壓縮為主，對(duì)原料的各項(xiàng)性能影響較小。國(guó)內(nèi)回收技術(shù)是熔融造粒為主，熔融過程中會(huì)較大影響聚苯乙烯原料的各項(xiàng)性能指標(biāo)。

國(guó)內(nèi)國(guó)收塑料企業(yè)規(guī)模較少，行業(yè)集中度低，各種類型塑料混雜，外來摻雜物多，更為嚴(yán)重的是國(guó)內(nèi)回收設(shè)備簡(jiǎn)陋，溫度控制差，會(huì)嚴(yán)重影響回收塑料的使用性能。

5.2改苯擠塑板

在擠塑板行業(yè)內(nèi)部，回收料擠塑板又可分為改苯料與非改苯料，價(jià)格和性能差異巨大。

改苯HIPS全稱為改性聚苯乙烯顆粒，又稱高抗沖擊性聚苯乙烯，高壓料，是指將較全新料PS加入5-15%的橡膠成份?；厥占?jí)HIPS主要來源一般為電視機(jī)外殼，這類注塑產(chǎn)品在生產(chǎn)時(shí)會(huì)加入大量添加劑，這些添加劑的目的，主要用于提高PS強(qiáng)度，提高塑料抗老性。

這些添加劑在用于XPS生產(chǎn)時(shí)，均可視為有害物質(zhì)。一方面會(huì)干擾擠塑板的發(fā)泡過程，影響成品質(zhì)量；另一方面，這些添加劑在高溫下會(huì)釋放有害氣體，存在嚴(yán)重的環(huán)保性問題，很多板材在常溫下已有刺鼻氣味釋放。

5.3實(shí)際性能影響

在密度均為36KG每立方米的佳數(shù)值下，全新料擠塑板、普通回收料擠塑板、改苯料擠塑板的原料成本差距數(shù)倍。三種擠塑板的產(chǎn)品性能也存在較大的差距，甚至可以認(rèn)為是三種不同的材料。