| Forside | | Indhold | | Forrige | | Næste |

Muligheder for genanvendelse af EPS

2 Kort om EPS

Dette kapitel vil give en kort beskrivelse af EPS og dets egenskaber, fremstilling og anvendelsesområder.

2.1 Fysiske og kemiske egenskaber for EPS

Polystyren (PS) der er grundpolymeren for ekspanderet polystyren, er et stift transparent plastmateriale med glasovergangstemperatur ved ca. 95 ° C. Ekspanderet polystyren (EPS) har en meget lav rumvægt på 10–100 kg/m³ sammenlignet med polystyren der har rumvægt på 1.040–1.090 kg/m³. Den lave rumvægt skyldes den cellulære struktur af EPS der opstår ved ekspansionen af det i råvaren indarbejdede blæsemiddel som i dag af miljøhensyn udelukkende er den lavtkogende kulbrinte pentan.

De kemiske egenskaber er sammenfaldende med polystyrens egenskaber, idet den kemiske opbygning er den samme, men de talrige indbyggede lukkede luftceller bibringer EPS egenskaber der er forskellige fra selve PS’ens.

EPS er ikke længere transparent som følge af de luftfyldte celler, men derimod "mælkehvid".

Den lave rumvægt og cellestrukturen gør EPS til en særdeles god termisk isolator hvilket bl.a. udnyttes til bygningsisolering, men også i emballagemæssig sammenhæng med fiskekasser som et godt eksempel. Den cellulære luftfyldte struktur bibringer også materialet en sejhed som PS ikke besidder i sig selv. Til emballageformål ligger rumvægten for EPS typisk på 20 kg/m³, idet man opnår en god prisgunstig kombination af mekanisk styrke og isolerende egenskaber af produktet. Til krævende applikationer der fordrer en høj stivhed, har man kvaliteter med rumvægte fra 30–100 kg/m³, mens man til isoleringsformål tilstræber materialer med lav rumvægt, typisk 10–20 kg/m³.

Som følge af at PS udelukkende er opbygget af en ren kulbrintestruktur, er vandabsorptionen for EPS lav hvilket er en stor fordel både i relation til isoleringsformål og i relation til emballage til eksempelvis levnedsmidler og instrumenter. EPS er ikke stabil over for en række organiske opløsningsmidler hvorfor man skal være påpasselig med ikke at bringe emner af EPS i kontakt med aromatiske opløsningsmidler, acetone og andre ketoner som kan trænge ind i emnet og opløse eller blødgøre EPS. Over for syrer og baser i sædvanlig brugskoncentration er EPS stabil.

2.2 Fremstilling af EPS

2.2.1 Fremstilling af råmateriale til EPS

Grundpolymeren polystyren fremstilles ved en polymerisation af monomeren styren der fremkommer ved en dehydrogenering af ethylbenzen som fremstilles ud fra de enkeltsammensatte kulbrinter benzen og ethylen ved en katalytisk proces.

Opskumning af EPS til PS sker efter partikelmetoden eller Styropormetoden der er udviklet af BASF. Reaktionen sker i en reaktor med omrøring hvor styrenmonomeren er fordelt i vand tilsat et suspensionsdannende hjælpestof for at holde monomerdråberne adskilt i vandet. Der tilsættes en fri radikal initiator for at accelerere polymeriseringen og for at styre molekylevægtsfordelingen af polymeren. Under polymerisationen tilsættes blæsemiddel, således at PS-polymeren indeholder 5–10 % blæsemiddel efter frafiltrering. Der indgår ikke et ekstruderings- og pelleteringstrin i denne proces. Råvaren fremtræder som et finkornet, millimeterstort, perleformet materiale.

Der anvendes udelukkende pentan som blæsemiddel til EPS.

Der kan desuden tilsættes additiver til at ændre egenskaberne af den færdige EPS. Afhængigt af anvendelsen af EPS'en kan der tilsættes additiver, såsom antistatika, flammehæmmere og farvestoffer. Antistatika tilsættes til EPS-emballager der skal bruges til elektrostatisk beskyttelse af udstyr og komponenter hvor det er vigtigt at der ikke sker en elektrisk opladning. Til visse typer af EPS fremstillet til byggeindustrien er der tilsat hexabromcyclododecane (HBCD) som flammehæmmer.

2.2.2 Fremstilling af EPS fra råmateriale

Omdannelsen fra råmateriale til det opblæste EPS sker i tre trin:

1. Forekspansion
2. Mellemlagring
3. Slutekspansion.

Forekspansion

I det første trin opvarmes polystyrenperlerne og forekspanderes til kugler op mod 40-60 gange deres oprindelige volumen. Herved opnås cellulære produkter med en massefylde i området 10-80 kg/m³.

Massefylden kan styres ved at ændre på forhold som luft-/dampblandingen, opholdstiden, gentagelse af forekspandering mv. Opvarmningen kan ske på flere måder, fx varmt vand, damp, infrarød stråling eller højfrekvenselektricitet. Nu til dags bruges fortrinsvis damp til processen, idet det er den mest økonomiske metode.

De forekspanderede perler bliver herefter lagret for at køle af. Her kondenserer det resterende opblæsningsmiddel og damp hvorved der skabes et vakuum inde i cellerne som stabiliseres ved luftdiffusion ind i cellen. Dette stabiliserer cellen og optimerer den til det sidste trin i processen.

Slutekspansion

Ved formstøbte emner tilføres kuglerne et formværktøj hvor de igen tilføres damp, og materialet tager form. Ved opvarmningen med vanddamp til over 100 ° C blødgøres polystyrenen som følge af at glasovergangstemperaturen på 80-95 ° C overskrides, og trykket fra fordampningen af den lavtkogende pentan herved får materialet til at ekspandere til et rumfang ca. 20-80 gange det oprindelige.

Strukturen af EPS med små, fine celler giver materialet en naturlig hvid farve.

2.3 Anvendelse af EPS

EPS-produkter indeholder ca. 97 % luft og 3 % polystyren afhængigt af ekspansionsgraden. Opbygningen af EPS giver det nogle egenskaber som gør det anvendeligt til mange formål. EPS har en høj isoleringsevne, tåler frost, er fugtresistent og har stor tryk- og stablingsstyrke.

EPS anvendes næsten udelukkende til emballerings- og isoleringsformål.

2.3.1 Emballage

Forsyningen af EPS-emballager i Danmark (produktion + import – eksport af såvel tomme som fyldte emballager) er i Emballageforsyningen i Danmark 2000 opgjort til 4.985 tons.

Emballageforsyningen i Danmark 1998 viser et forbrug på 7.500 tons.

Emballageforsyningen i Danmark 1999 viser et forbrug på 8.551 tons.

Faldet i forsyningen fra 1998 og 1999 til 2000 skyldes en ændring i opgørelsesmetoden i 2000 da plastemballagemængden er verificeret ved hjælp af andre kilder.

2.3.2 Byggematerialer

Der findes ingen opgørelse over den danske forsyning af EPS-isoleringsmaterialer. Da EPS-isoleringsmaterialer primært anvendes i byggeriet og har en meget lang levetid, er der i dag ikke nogen genanvendelsespotentialer. Der produceres i Danmark ca. 9.000 tons EPS-isoleringsplader om året, og import og eksport anses ifølge Plastindustrien i Danmark for ubetydelig.

2.3.3 Andet

En lille del, ca. 5 %, af den samlede mængde produceret EPS i Danmark anvendes til forskellige fritidsartikler. Det anvendes bl.a. i autostole, cykelhjelme, dekorationsartikler og fiskeudstyr og som oftest i kombination med andre materialer som gør produkterne uegnede til genanvendelse. En vurdering af genanvendelsespotentialet for EPS til "anden anvendelse" indgår ikke i denne rapport.