Polistirene estruso: caratteristiche e applicazioni

Il polistirene (noto più comunemente come polistirolo) è annoverato tra i materiali più utilizzati nel settore edile, grazie alla sua straordinaria versatilità e alle sue eccellenti caratteristiche tecniche. Tra le tipologie di polistirene vi è il polistirene espanso estruso (XPS) che trova prevalentemente impiego come materiale isolante per l’involucro degli edifici.

Il termine estruso fa riferimento al suo processo produttivo; processo il cui prodotto è un materiale dotato di una bassa conducibilità, un’elevata resistenza alla compressione e una totale impermeabilità all’acqua.

Queste proprietà rendono il polistirene espanso estruso ideale per l’applicazione in ambienti umidi o a contatto diretto con il terreno e nella realizzazione di pannelli sandwich isolanti, comunemente utilizzati nell’isolamento a cappotto.

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Cos’è il polistirene?

Il polistirene è un materiale rigido, incolore, trasparente, che è alla base di diverse applicazioni e che, in base alle lavorazioni che subisce per essere trasformato in prodotto, può assumere consistenze diverse, passando dal polistirene semplice con cui vengono realizzati manufatti rigidi come lamette, custodie per cd, grucce a:

• polistirene espanso (EPS);
• polistirene estruso (XPS);
• polistirene antiurto (HIPS).

Il materiale si distingue per la sua elevata resistenza a una vasta gamma di sostanze, tra cui acidi minerali concentrati e diluiti (ad eccezione di quelli ossidanti), soluzioni alcaline, alcoli (esclusi quelli di peso molecolare più elevato) e acqua. Tuttavia, mostra una scarsa resistenza ai solventi organici, benzina, chetoni come l’acetone, idrocarburi aromatici e clorurati, nonché agli oli e agli eteri. Inoltre, il prodotto è particolarmente sensibile all’esposizione ai raggi UV.

Polistirene estruso: ciclo produttivo

I pannelli in polistirene espanso estruso, contrassegnato dalla sigla XPS (da eXtruded PolyStyrene foam), vengono realizzati a partire da granuli di polistirene nuovi e da polistirene proveniente da riciclo. Il materiale di partenza viene inserito in una macchina di estrusione che lo fonde ed aggiunge materiale espandente ignifugo di altro tipo, a seconda delle necessità. La massa che ne risulta viene fatta passare attraverso un ugello a pressione che ne determina la forma. Il risultato del processo produttivo è un materiale isolante a struttura cellulare chiusa.

Polistirene estruso: come si trova in commercio

Il polistirene espanso estruso si può trovare in commercio sotto forma di pannelli con o senza pelle. La pelle è costituita da un addensamento superficiale del materiale che gli conferisce un aspetto liscio e compatto. I pannelli senza pelle sono ottenuti, invece, fresando la superficie per renderla compatibile con collanti, calcestruzzo, malte ecc. La superficie può essere lavorata in funzione dell’applicazione durante o in seguito all’estrusione. Questo tipo di isolante viene utilizzato sia da solo che accoppiato con cartongesso, pannelli in legno e laminati plastici o metallici.

Applicazioni del polistirene estruso

Il polistirene estruso (XPS) è una soluzione ideale per l’isolamento termico di strutture che richiedono un’elevata resistenza meccanica, anche in condizioni di forte sollecitazione. Grazie alla sua impermeabilità, offre una protezione eccellente contro la presenza di umidità e infiltrazioni d’acqua, rendendolo particolarmente adatto per applicazioni in ambienti umidi.

Questo materiale garantisce prestazioni affidabili e durature nell’isolamento di solai, pareti, coperture sia piane che inclinate.

Inoltre, è particolarmente efficace nel sistema di copertura a tetto rovescio, dove viene posizionato sopra lo strato impermeabile. Inoltre, l’XPS può essere facilmente tagliato e modellato per adattarsi a diverse necessità progettuali.

Dunque, le principali applicazioni del polistirene estruso riguardano:

• isolamento per tetti piani;
• isolamento di tetti a falda;
• isolamento di parete dall’esterno;
• isolamento in intercapedine;
• isolamento contro terra e sottofondazioni;
• isolamento solai e pavimenti;
• elementi prefabbricati e pannelli sandwich.

Caratteristiche tecniche del polistirene estruso

Il suo ottimo valore di conduttività termica λ e la somma delle altre sue caratteristiche quali la resistenza alla compressione, lo scarsissimo assorbimento d’acqua e una facile lavorabilità lo rendono certamente uno dei migliori isolanti termici presenti sul mercato.

Polistirene espanso estruso: caratteristiche tecniche indicative

Efficienza energetica nel rispetto del D.M. 26 giugno 2015

Il Decreto Ministeriale del 26 giugno 2015 stabilisce specifici requisiti per l’involucro opaco in funzione della tipologia di intervento e della zona climatica. Al fine di rispettare tali requisiti, l’XPS può rappresentare un’ottima soluzione progettuale in quanto, grazie alle sue proprietà, permette di far fronte ad alcune grandi criticità che i tecnici posso incontrare, come:

Verifiche per le prestazioni estive
Il parametro chiave per valutare l’efficienza estiva delle strutture opache è la trasmittanza termica periodica (Y_ie). Questo parametro si calcola in base alla densità, allo spessore, al calore specifico e alla conducibilità termica dei materiali. L’efficienza estiva può essere ottenuta anche con strutture leggere, utilizzando materiali caratterizzati da buoni valori di conducibilità termica e calore specifico. Al fine di rispettare le pertinenti verifiche,  soluzioni combinate, che prevedono l’uso di materiali ad alta resistenza termica e altri con elevato calore specifico come l’XPS, possono essere una valida alternativa a strutture massicce.

Verifiche per elementi contro terra
La progettazione di elementi verticali o orizzontali contro terra richiede particolare attenzione alla configurazione dei manti impermeabili e alla protezione della struttura principale.
L’uso di materiali isolanti inadatti può compromettere sia l’integrità della struttura sia le prestazioni termiche, poiché il contatto con l’acqua riduce temporaneamente o permanentemente l’efficienza isolante di molti materiali. Per questo motivo, i materiali destinati all’isolamento contro terra devono garantire un’elevata resistenza all’umidità e all’acqua.

L’XPS rappresenta, dunque, una soluzione ideale per queste applicazioni, offrendo prestazioni affidabili in condizioni di elevata umidità e contatto diretto con il terreno.

Resistenza al fuoco

Per garantire la conformità alle normative antincendio vigenti nella maggior parte dei paesi europei, i pannelli in polistirene espanso estruso (XPS) vengono classificati in Euroclasse E secondo la norma EN 13501-1. Questo livello di prestazione viene ottenuto attraverso l’integrazione di ritardanti di fiamma direttamente nella matrice polimerica del materiale.

L’XPS, essendo un materiale plastico combustibile, diventa meno infiammabile grazie a questi additivi specifici. Se installati e utilizzati correttamente, i pannelli in XPS non comportano un incremento significativo del rischio di incendio, garantendo così sicurezza e affidabilità nelle applicazioni edilizie.

Sostenibilità ambientale

L’XPS si distingue tra i materiali isolanti per le sue eccellenti prestazioni, grazie a un valore di conducibilità termica tra i più bassi disponibili. L’isolamento termico rappresenta un elemento importante per ridurre le emissioni inquinanti in edilizia e diminuire i consumi energetici, contribuendo in modo significativo alla sostenibilità ambientale.

L’energia impiegata e le emissioni di CO₂ prodotte durante la fabbricazione dell’XPS vengono ampiamente compensate durante il suo ciclo di vita: le emissioni risparmiate e l’energia non consumata grazie all’isolamento fornito superano di oltre 100 volte quelle generate in fase di produzione.

Inoltre, l’XPS è completamente riciclabile, sicuro per la salute e per l’ambiente. Gran parte dei residui di produzione vengono recuperati e reintegrati nel ciclo produttivo, rendendo questo materiale una scelta sostenibile ed efficiente per l’edilizia moderna.

Differenza tra polistirene espanso ed estruso

È importante distinguere tra il polistirene espanso estruso (XPS) e il polistirene espanso sinterizzato (EPS), poiché presentano differenze significative in termini di processo di produzione, caratteristiche tecniche e ambiti di utilizzo.

L’EPS è un materiale a bassa densità ampiamente utilizzato nell’edilizia moderna. Grazie alla sua versatilità e alla semplicità di posa in opera, trova applicazione nell’isolamento dell’involucro edilizio, risultando particolarmente apprezzato in questo settore.

La produzione dell’EPS prevede l’immersione di granuli di polistirene in acqua, a cui viene aggiunto pentano in concentrazioni comprese tra il 2% e l’8%. Durante il processo, il pentano, insolubile in acqua, penetra nei granuli, che possono essere successivamente conservati per alcuni mesi.

In fase di espansione, i granuli vengono posti in una camera dotata di una parete mobile e riscaldati con vapore acqueo a temperature comprese tra 120 °C e 130 °C. Questo provoca il rammollimento della plastica e il rigonfiamento dovuto all’ebollizione del pentano intrappolato.

La fase finale di sinterizzazione consiste nella saldatura dei granuli espansi per formare blocchi, successivamente tagliati in lastre pronte per la commercializzazione.

Per la produzione dell’XPS, i granuli vengono fusi in un estrusore, seguendo un procedimento diverso rispetto all’EPS. Il risultato è un materiale con una struttura più compatta, robusta e rifinita.

Dal punto di vista delle proprietà, l’EPS si presenta morbido al tatto, mentre l’XPS si distingue per la maggiore resistenza alla compressione e la compattezza. Queste caratteristiche rendono l’XPS particolarmente adatto per l’isolamento termico di edifici sottoposti a carichi e sollecitazioni significativi, garantendo prestazioni superiori rispetto all’EPS in termini di capacità di sostenere pesi elevati.

Polistirene estruso: marcatura CE e UNI EN 13164

Per i prodotti in polistirene estruso, la norma di riferimento è la UNI EN 13164 Isolanti termici per edilizia – Prodotti di polistirene espanso estruso ottenuti in fabbrica– Specificazione. La norma specifica i requisiti per i prodotti di polistirene espanso estruso ottenuti in fabbrica, con o senza finiture superficiali o verniciature, che sono utilizzati per l’isolamento termico degli edifici. Descrive, inoltre, le caratteristiche del prodotto e include procedimenti di prova, valutazione di conformità, marcatura ed etichettatura. Non tratta, invece, i prodotti con una resistenza termica dichiarata minore di 0,25 m² · K/W o una conduttività termica dichiarata maggiore di 0,060 W/(m · K) a 10 °C.

Posa in opera dei pannelli in polistirene estruso

La posa in opera dei pannelli può essere realizzata fondamentalmente con tutti gli adesivi idonei al polistirene. Tra questi, ad esempio, guaine adesive applicate a freddo, adesivi poliuretanici ed adesivi a base di cemento. In generale, occorrerà usare adesivi privi di solventi ed attenersi alle indicazioni e prescrizioni del produttore.

I pannelli isolanti potranno essere tagliati, al fine di dar loro una forma, con cutter, seghetti a mano, elettrici, radiali ed anche con filo caldo. La temperatura massima in servizio permanente sarà di 75°C. Con temperature superiori possono verificarsi deformazioni permanenti.

Lo stoccaggio dei prodotti in polistirene, essendo manufatti leggeri, richiede riguardo l’impiego di una pellicola protettiva resistente agli UV.

Esempi di pannelli in poliuretano e principali produttori

Di seguito un elenco dei principali produttori di polistirene estruso.

EDILTEC, punto di riferimento nell’ambito dell’isolamento termico, si dedica allo sviluppo di prodotti e soluzioni innovative per garantire prestazioni elevate in diversi ambiti applicativi:

• X-FOAM HBD: lastra per l’isolamento termico costituita da polistirene estruso monostrato di colore indaco, con pelle di estrusione e con i 4 bordi dritti. Le lastre dichiarano valori di resistenza alla compressione ≥ 300 kPa, ed hanno una larghezza pari a 600 mm, lunghezza 1250 mm e spessori disponibili da 30 a 100 mm;
• X-FOAM LMF: lastra per l’isolamento termico costituita da polistirene estruso monostrato di colore indaco, con pelle di estrusione e con i 4 bordi ad incastro maschio-femmina. Le lastre dichiarano valori di resistenza alla compressione da 200 kPa a 300 kPa a seconda dello spessore. Hanno una larghezza pari a 600 mm, lunghezza 2800 mm e spessori disponibili da 30 a 100 mm.

ISOLMAR, attiva da oltre 20 anni anni nel settore dell’isolamento termico per edilizia civile ed industriale, offre una vasta gamma di prodotti in poliuretano espanso e polistirene estruso:

• STIREN X-WAFER: lastra per l’isolamento termico costituita da polistirene estruso di colore giallo con superficie waferata e 4 bordi dritti. Le lastre dichiarano valori di resistenza alla compressione da 200 a 250 kPa, ed hanno una larghezza pari a 600 mm, lunghezza 1250 mm e spessori disponibili da 20 a 300 mm;
• POLYPANN- 4MF: lastra per l’isolamento termico costituita da polistirene estruso monostrato di colore giallo, con pelle di estrusione e con i 4 bordi ad incastro maschio-femmina. Le lastre dichiarano valori di resistenza alla compressione da 200 kPa a 300 kPa a seconda dello spessore. Hanno una larghezza pari a 600 mm, lunghezza 2800 mm e spessori disponibili da 30 a 100 mm.

Indirizzo articolo: https://biblus.acca.it/polistirene-estruso-caratteristiche-applicazioni/