Maturing of pre-expanded polystyrene - Effects of heat on maturing time and material strength

Abstract

The effects of exposing pre-expanded polystyrene beads to hot airflow was studied. The objective was to reduce the maturing time without negatively affecting the final product, expanded polystyrene fish boxes. Main parameters during the study were maturing time and temperature, with results being observed via change in processing cycle and bending strength of fish boxes. During experiments, a new standard for 3-point bending tests was implemented. Post adaptation, a deviation was observed in terms of bending strength when alternating the length of the samples. Both f- and t-tests were performed to determine if the differences were significant. To compare bending strength results using the old and the new standards, an equation expressing the relation between the two standards was obtained.Since every step of the manufacturing process can be difficult to measure in terms of released chemicals and moisture reduction, the drying curve estimated in the current study can prove helpful. By combining weight measurements from a scaled-down silo and different maturing durations from a production silo, an estimation can be made in terms of location on its respective drying curve.The results of the current study show that by exposing pre-expanded beads to 50 °C airflow during maturing, the maturing time can be decreased from 18 hours to 6 hours, while the processing cycle time shortened by 25% and bending strength of fish boxes increased by 4%.

Rannsökuð voru áhrif heits lofts á forþandar polystyrene kúlur með því markmiði að minnka þroskunartíma án þess að hafa neikvæð áhrif á lokavöruna, fiskikassa úr frauðplasti. Meginbreytur rannsóknarinnar voru þroskunartími og hitastig, þar sem áhrif þeirra voru metin út frá breytingum á framleiðslutíma og beygjustyrk fiskikassa.Á meðan rannsókn stóð var innleiddur nýr staðall fyrir þriggja punkta beygjuþolsmælingar. Eftir aðlögun komu í ljós frávik hvað varðar beygjustyrk þegar lengd sýna var breytt. Til að ákvarða hvort frávikin voru tölfræðilega marktæk voru framkvæmd bæði f- og t-próf. Til að bera saman niðurstöður fengnar með stöðlunum tveimur, var fundin jafna sem lýsir sambandinu milli þeirra. Þar sem erfitt er að mæla hvert skref í framleiðslu hvað varðar losun efna og rakaminnkun, þá getur komið að góðum notum að áætla þurrkunarferlið. Með því að sameina þyngdarbreytingar fyrir niðurskalað síló og mismunandi þroskunartíma fyrir framleiðslusíló, er hægt að áætla staðsetningu fyrir viðeigandi þurrkunarferla.Niðurstöður þessa verkefnis sýna að með því blása 50 °C heitu lofti á meðan þroskun á sér stað má stytta þroskunartíma úr 18 klukkustundum niður í 6 klukkustundir og minnka um leið framleiðslutíma um 25% og auka beygjustyrk fiskikassa um 4%.