Comparison of Standard- and Low Energy Expanded Polystyrene

Abstract

This thesis was assigned by Bewi Styrochem Oy. The purpose of the work was to polymerize two different expanded polystyrene (EPS) grades in a pilot-reactor and to compare bending strengths of shape molded polymerization samples at different steaming pressures. Material samples polymerized were standard EPS and modified, low energy EPS. The focus was to find out if modified material could be shape molded with lower steaming pressures and save energy, while maintaining required bending strength. Based on the results, estimations of steam usage savings were calculated.

Determined from the results, modified EPS-material samples were stronger than the reference material when using similar steaming pressures. Steaming pressures could be decreased, while achieving still required bending strength values. Shape molding cycle times were also decreased by enabling molding with lower steaming pressures, and by that provided more theoretical molding cycles per day and savings on energy costs by using less steam and time.

This thesis is divided into theory- and practical part. Theory part covers general and more detailed information about EPS manufacturing, further processing and machinery. Practical part contains information about the research, where results based on the measured data are analyzed and as well the summary of the study.

Opinnäytetyö tehtiin Bewi Styrochem Oy:n toimeksiantona. Työn tarkoituksena oli koepolymeroida kaksi erilaista vaahdotettavaa polystyreeniä (EPS) pilot-reaktorissa, muotovalaa materiaaleista testikappaleita eri höyrytyspaineilla sekä tutkia höyrytyspaineen vaikutusta testikappaleiden taivutusmurtolujuuteen. Materiaalit olivat normaali EPS, sekä modifioitu, matalaenerginen EPS. Modifioidulla materiaalilla säästettäisiin teoriassa energiaa käyttämällä vähemmän höyryä alittamatta vaadittua materiaalin taivutusmurtolujuutta. Tulosten perusteella laskettiin myös arvio höyryenergian säästöistä, kun käytetään alhaisempia prosessointiparametreja.

Tuloksista selvisi, että modifioidusta EPS-materiaalista muotovaletut testikappaleet olivat lujempia samoja höyrytyspaineita käyttäen. Höyrytyspaineita pystyi alentaa vertailumateriaaliin nähden säilyttämällä riittävä materiaalin taivutusmurtolujuus. Samalla saatiin myös sykliaikaa lyhennettyä, enemmän teoreettisia muotovalusyklejä päivässä sekä säästöjä energiakustannuksissa käyttämällä vähemmän höyryä.

Opinnäytetyö on jaettu teoria- ja käytännön osiin. Teoriaosiossa käsitellään muun muassa EPS-tuotteita, valmistusprosessia sekä prosessointitekniikoita. Käytönnönosiossa analysoidaan mitattujen tietojen perustana olevat tulokset sekä yhteenveto tutkimuksesta.