1. Giới thiệu về nguyên liệu thô EPS và độ dẫn nhiệt

1.1 Xốp polystyrene giãn nở (EPS) là gì?

EPS là một loại xốp cứng có cấu trúc tế bào kín, được tạo ra từ các monome styren, được trùng hợp thành nhựa polystyren (PS). Quá trình sản xuất EPS gồm hai giai đoạn: tiền giãn nở (ngâm các hạt PS với chất tạo bọt như pentan, chất này sẽ bay hơi và làm giãn nở các hạt khi được đun nóng) và tạo hình (kết hợp các hạt đã được tiền giãn nở thành một loại xốp đồng nhất, có cấu trúc tế bào kín).

Nguyên liệu thô của EPS bao gồm 90–95% nhựa PS, 2–5% chất tạo bọt và 1–3% phụ gia (chất chống cháy, chất tạo mầm, chất ổn định). Thành phần 98% không khí/2% polystyrene—với các ô kín giữ khí—là yếu tố then chốt giúp cách nhiệt, giảm thiểu sự truyền nhiệt qua dẫn nhiệt, đối lưu và bức xạ.

Và nguyên liệu thô EPS dùng trong xây dựng cần có hệ số lambda phù hợp.

1.2 Định nghĩa về độ dẫn nhiệt

Hệ số dẫn nhiệt (λ, lambda) đo tốc độ truyền nhiệt trên một đơn vị diện tích và độ chênh lệch nhiệt độ, được biểu thị bằng W/m·K; giá trị càng thấp thì khả năng cách nhiệt càng tốt. Vật liệu có λ=0,03 W/m·K dẫn nhiệt chậm bằng một nửa so với vật liệu có λ=0,06 W/m·K.

Đối với EPS, sự truyền nhiệt diễn ra theo ba phương thức: dẫn nhiệt (va chạm phân tử), đối lưu (chuyển động khí trong các ô) và bức xạ (sóng điện từ). Các ô kín giúp giảm thiểu đối lưu, trong khi PS có độ dẫn nhiệt thấp và khí bị giữ lại làm giảm dẫn nhiệt; chất phụ gia than chì còn làm giảm hơn nữa sự truyền nhiệt bức xạ.

1.3 Tại sao độ dẫn nhiệt lại quan trọng đối với các ứng dụng EPS

Hệ số dẫn nhiệt ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu quả năng lượng của sản phẩm cuối cùng. Trong xây dựng, hệ số dẫn nhiệt thấp giúp giảm chi phí sưởi ấm/làm mát, cho phép sử dụng các lớp cách nhiệt mỏng hơn để tiết kiệm vật liệu và không gian. Trong kho lạnh, nó giúp ổn định nhiệt độ, giảm tải trọng làm lạnh. Trong bao bì, nó bảo vệ hàng hóa nhạy cảm với nhiệt độ. Tối ưu hóa hệ số dẫn nhiệt đảm bảo hiệu suất, tuân thủ các tiêu chuẩn năng lượng và giảm tác động đến môi trường.

2. Các yếu tố chính ảnh hưởng đến độ dẫn nhiệt của nguyên liệu thô EPS

Độ dẫn nhiệt của EPS không cố định; nó phụ thuộc vào thành phần vật liệu, quy trình sản xuất và điều kiện môi trường. Dưới đây là phân tích chi tiết các yếu tố quan trọng:

2.1 Thành phần nguyên liệu thô

2.1.1 Chất lượng nhựa Polystyrene

Trọng lượng phân tử, mức độ trùng hợp và độ tinh khiết của nhựa PS ảnh hưởng đến cấu trúc bọt. Nhựa có trọng lượng phân tử cao tạo ra bọt có cấu trúc tế bào đồng nhất, chắc chắn hơn, giúp giảm truyền nhiệt. Tạp chất (monomer dư, chất gây ô nhiễm) phá vỡ các tế bào kín, làm tăng khả năng thấm khí và hệ số giãn nở nhiệt (λ). Nhựa có độ tinh khiết cao là yếu tố quan trọng để đạt được khả năng cách nhiệt tối ưu.

2.1.2 Chất tạo bọt

Các chất tạo bọt (pentan, cyclopentan, HFC, HFO) tạo ra các tế bào kín; loại và nồng độ của chúng ảnh hưởng đến λ. Các hydrocarbon như cyclopentan có λ thấp hơn không khí (0,026 W/m·K ở 20°C), việc giữ chúng lại làm giảm sự truyền nhiệt. Các quy định về môi trường thúc đẩy việc sử dụng HFO/HFC có GWP thấp. Lượng chất tạo bọt dư thừa gây ra hiện tượng vỡ tế bào, làm tăng λ; nồng độ tối ưu cân bằng giữa kích thước tế bào và tính toàn vẹn của tế bào.

2.1.3 Phụ gia

Các chất phụ gia làm thay đổi tính chất của EPS và λ:

· 

Chất chống cháy: Cần thiết cho an toàn phòng cháy (ví dụ: magie hydroxit). Một số chất làm phá vỡ các tế bào kín hoặc tăng mật độ, làm tăng λ; các lựa chọn không chứa brom được ưu tiên để giảm thiểu tác động nhiệt.

· 

· 

Chất tạo mầm: Bột talc hoặc canxi cacbonat thúc đẩy sự hình thành các tế bào nhỏ, đồng đều, giảm sự đối lưu và hệ số giãn nở nhiệt λ, đồng thời tăng cường độ bền cơ học.

· 

· 

Phụ gia than chì: Giảm truyền nhiệt bức xạ (30% tổng truyền nhiệt), làm giảm λ từ 10–15% (xuống còn 0,030 W/m·K) trong EPS được tăng cường than chì.

· 

· 

Chất ổn định: Chất chống oxy hóa/chất ổn định tia UV ngăn ngừa sự phân hủy của nhựa, duy trì cấu trúc tế bào kín và hiệu suất nhiệt lâu dài.

· 

2.2 Cấu trúc và hình thái của bọt

Kích thước, sự phân bố, độ dày thành và hàm lượng tế bào kín là rất quan trọng. Các tế bào nhỏ, đồng nhất (0,1–0,5 mm) giúp giảm thiểu đối lưu và tăng cường điện trở dẫn nhiệt; các tế bào không đều tạo ra các đường dẫn nhiệt. Hàm lượng tế bào kín cao (≥90%) giữ khí hiệu quả; quá trình đúc không hoàn chỉnh gây ra các tế bào hở, làm tăng λ. Độ dày thành tế bào tối ưu cân bằng giữa điện trở dẫn nhiệt và thể tích khí.

2.3 Mật độ của EPS

Mật độ EPS (10–35 kg/m³ cho hầu hết các ứng dụng) có mối quan hệ phi tuyến tính với λ. λ giảm khi mật độ tăng cho đến một điểm tới hạn (≈10 kg/m³); dưới điểm này, các vách tế bào mỏng bị vỡ, làm tăng λ. Mật độ tối ưu (15–25 kg/m³) cho λ=0,030–0,045 W/m·K; trong kỹ thuật, người ta sử dụng 16–25 kg/m³ (λ=0,033–0,041 W/m·K), với sự khác biệt tùy thuộc vào nguyên liệu thô và quy trình sản xuất.

2.4 Điều kiện môi trường

Nhiệt độ, độ ẩm và quá trình lão hóa ảnh hưởng đến λ:

· 

Nhiệt độ: λ tăng theo nhiệt độ (0°C: ≈0,030 W/m·K; 40°C: ≈0,038 W/m·K), điều này rất quan trọng đối với các ứng dụng trong điều kiện khí hậu khắc nghiệt.

· 

· 

Độ ẩm: EPS có tính kỵ nước, nhưng các tế bào kín bị hư hại cho phép hơi ẩm (λ=0,60 W/m·K) làm tăng λ lên 33% ở nồng độ ẩm 10%. Lớp phủ chống thấm nước giúp giảm thiểu hiện tượng này.

· 

· 

Sự lão hóa: Sự khuếch tán chất tạo bọt (được thay thế bằng không khí) làm tăng λ lên 5–10% trong vòng 10 năm. Chất ổn định tia cực tím và việc lắp đặt được bảo vệ giúp giảm thiểu sự lão hóa.

ISO 22007-2: Cảm biến hình tròn làm nóng và đo nhiệt độ trên bề mặt mẫu. Nhanh hơn (<1 phút), hoạt động tốt với các mẫu nhỏ; hệ thống TPS cải tiến (MTPS) với hình ảnh CT đạt được độ lệch 2% so với hiệu suất thực tế.

Phần kết luận

Độ dẫn nhiệt là yếu tố then chốt quyết định hiệu suất cách nhiệt của EPS, được hình thành bởi thành phần nguyên liệu thô, cấu trúc bọt, mật độ và điều kiện môi trường. Các phương pháp đo lường tiêu chuẩn (GHP, HFM, THW, TPS) đảm bảo đánh giá λ chính xác, trong khi các công thức được điều chỉnh tối ưu hóa EPS cho xây dựng, kho lạnh, đóng gói và sử dụng trong công nghiệp.

Những tiến bộ gần đây—chất độn nano, chất tạo bọt bền vững, sản xuất chính xác và EPS tái chế—đang thúc đẩy EPS hướng tới hiệu quả và tính bền vững cao hơn. Khi các tiêu chuẩn hiệu quả năng lượng toàn cầu ngày càng thắt chặt, việc hiểu và tối ưu hóa độ dẫn nhiệt của EPS sẽ vẫn rất quan trọng để phát triển các giải pháp cách nhiệt tiết kiệm chi phí và thân thiện với môi trường, củng cố vai trò của EPS trong tương lai của ngành xây dựng và công nghiệp bền vững.

Nguyên liệu thô EPS dùng trong xây dựng của chúng tôi có chất lượng cao. Và có hai màu trong nguyên liệu thô EPS dùng trong xây dựng. Vật liệu chống cháy (nguyên liệu thô EPS dùng trong xây dựng màu trắng) và vật liệu than chì (nguyên liệu thô EPS dùng trong xây dựng màu đen).

Liên hệ với tôi để mua nguyên liệu thô EPS dùng trong xây dựng.