Полимерные теплоизоляционные материалы

Содержание

Наиболее популярные материалы для полимерной теплоизоляции

Полимерные теплоизоляционные материалы

Рынок теплоизоляционных материалов нынче отличается большим разнообразием. Он предоставляет каждому мастеру широкие возможности для того, чтобы затрачивать меньше средств на отопление жилища и улучшить качество пребывания в нём. Среди всего многообразия значительно выделяется полимерная теплоизоляция, как обладающая лёгкостью, впечатляющей прочностью и малой теплопроводностью.

Назначением любого теплоизоляционного материала является повышение характеристик энергоэффективности. Этого можно достичь, предотвращая потери тепла из изолируемого объёма в холодное время года, и проникновение теплых масс извне в теплое время.

Основой изготовления материалов для теплоизоляции является свойство молекул двигаться с минимальной скоростью в неподвижном и сухом воздухе, поскольку именно от скорости движения молекул и зависит способность передачи тепла.

Разберемся, почему полимерная теплоизоляция является одним из наиболее эффективных видов энергосберегающих изоляций.

Виды и способы получения теплоизоляционных полимеров

Основой для данного вида теплоизоляционных материалов являются органические полимеры, которые нередко именуются как газонаполненные пластмассы.

Такая термоизоляция в основном применяется в промышленности, в строительной отрасли, а также при производстве бытовых приборов и оборудования.

В сфере производства промышленного оборудования применяется полимерная изоляция трубопроводов с использованием полистирола, пенополиуретана и пенопласта – продуктов на основе полимеров.

Существует классификация, согласно которой полимерные материалы разделяют на несколько групп, каждая из которых отличается строением структуры:

  • пенопласты, у которых ячейки замкнуты и никак не связаны между собой;
  • поропласты, имеющие как связанные ячейки, так и замкнуты;
  • сотопласты, выделяющиеся наличием только регулярно повторяющихся полостей.

Полимеры, используемые для получения теплоизоляции, необходимо наполнить газом или, по-другому, вспенить. Для этого выведено два основных способа вспенивания – физический и химический.

Для первого способа растворить газ в среде полимера при повышенных давлении и температуре. После того, как эти параметры будут понижены, газ начнёт усиленно расширяться, при этом произойдет процесс вспенивания полимерного вещества.

В качестве газа для наполнения наиболее часто выступает азот.

Химический метод подразумевает ввод в вещество газообразователя, с которым можно провести некоторые манипуляции. Можно либо нагреть смесь, из-за чего газообразователь начнет разложение, либо использовать такой образователь, вступающий в реакцию с полимером, вследствие чего произойдет выделение продуктов газа, которые и помогут достичь эффекта вспенивания.

Популярные разновидности полимерных теплоизоляторов

Широкое распространение среди теплоизоляционных материалов получили пенопласты нескольких разновидностей, которые отличаются содержанием закрытых ячеек, а также сотопласты. Далее идет описание распространенных видов полимерных материалов с их краткой характеристикой.

Пенополистирол

Пенополистирол, как и прочие пенопласты, к которым он относится, содержит структуру с замкнутыми ячейками. Ячейки эти заполнены газом или воздухом.

Для производства пенополистирола используют суспензионный полистирол, а для вспенивания могут применять порофор.

Основные направления применения – производство кровли, бытовой техники, а также для устройства перекрытий и утепления в зданиях.

Пенополистирол выпускается плитами, которые были получены без применения пресса (марки ПС-С и ПСБ), а также в виде фасонных изделий (ПС-1, ПС-4, ПС-6).

Среди отличительных качеств материала можно отметить хорошую способность к склеиванию с другими материалами, а также низкую подверженность гниению.

Материал обладает плотностью 20-40 кг/м3 и теплопроводностью до 0,04 Вт/(м-К). Водопоглощение – не менее 5% за 24 часа.

Отдельно можно упомянуть экструдированный пенополистирол, который получают путём переработки полимерного вещества через однородный расплав, который впоследствии продавливается через головку заданного сечения, в результате чего получается готовое изделие.

При данном способе получения структура полимерного вещества будет отличаться низкой пористостью, что гарантирует как высокие показатели прочности, так и низкие показатели водопоглощения.

Эти преимущества позволяют применять материал в сырых и холодных помещениях.

Пенополивинилхлорид

Пенополивинилхлорид (ППВХ) – это материал, также относящийся к пенопластам, который в зависимости от вида получения может быть жестким, эластичным или полуэластичным. Жесткие марки также, как и пенополистирол, могут получать прессовым и беспрессовым методами. Эластичные марки такого пенопласта выводят с добавлением специальных пластификаторов.

Активно используют ППВХ в качестве теплоизоляционного материала в строительстве. Материал славится низкой горючестью и относится к группе трудновоспламеняемых.

Однако, если использовать ППВХ при теплоизоляции, есть риск возникновения коррозии изолируемых поверхностей, выполненных из металла. Плотность может колебаться в зависимости от марки, максимальное значение у пенопласта ПХВ-2 – до 195 кг/м3.

Водопоглощение находится на уровне 4% за сутки, а теплопроводность в среднем составляет 0,035-0,06 Вт/(м-К).

Пенополиуретан

Материал считается самым популярным среди всех газонаполненных пластмасс. Теплоизоляция – лишь одно из множества направлений использования материала: жесткие марки используются для звукоизоляции и для изготовления элементов формообразования, а мягкие (поролон) – во многих отраслях лёгкой и текстильной промышленности, вплоть до вставок при производстве одежды.

При производстве ППУ требуется получить реакцию двух компонентов – полиола и полиизоционата, которые позволяют получить микрокапсульную структуру, наполненную углекислым газом.

Если в структуре цепи капсул короткие, значит пенопласт получается мягким с плотностью 5-40 кг/м3, длинные цепи характеризуют твердый ППУ с плотностью 30-85 кг/м3, который и может служить для теплоизоляции помещений. Показатели теплопроводности ППУ в среднем ниже, чем у других пенопластов и составляют 0,019-0,03 Вт/(м-К).

Сотопласты

Сотопласты отлично послужат как для тепло-, так и звукоизоляции помещений и зданий. Они получаются из гофрированных листов обычной бумаги или древесного шпона, которые подвергаются горячему формованию. Полимерная составляющая представлена в виде пропитки бумаги или древесины резольными феноло-формальдегидными полимерами.

Ячейки в структуре сотопластов составляют правильные геометрические фигуры, кроме того, они не замкнуты, в отличие от пенопластов.

Размеры и форма этих ячеек или, по-другому, сот, влияет на физические и механические свойства продукта.

Другим важным фактором является тип основного материала, из которого и образуются стенки ячеек: хорошо себя показывают сотопласты на основе хлопчатых тканей, широко применяемые в сфере строительства.

Плотность сотопластов колеблется в пределах 10-120 кг/м3, а их теплопроводность составляет от 0,057 до 0,083 Вт/(м-К). Этот материал хорошо работает на сжатие и имеет высокий показатель модуля упругости при сдвиге и кручении. Однако, не рекомендуется их применение в условиях повышенной влажности: если этот показатель превышает 90%, то прочность сотопластов падает с течением времени.

Заключение

Подводя итог хочется отметить, что изготовление изоляционных материалов на основе полимерных веществ является относительно молодым направлением. Наращивание объёмов производства произошло лишь в последние 10-15 лет. И в целом на сегодняшний день полимерная теплоизоляция является крайне перспективным направлением.

Однако, несмотря на то, что применением полимерных материалов позволяет снизить затраты на утепление примерно на треть, уровень их применения держится на низком уровне из-за низкого уровня культуры в сфере строительства и желания сэкономить на проектах даже в ущерб качеству.

Источник: https://polimerinfo.com/kompozitnye-materialy/polimernaya-teploizolyatsiya.html

Полимерные утеплители, или пенопласт как материал для теплоизоляции – РемонтСами! | Информационный портал

Полимерные теплоизоляционные материалы

Это целое семейство теплоизоляционных материалов, среди которых пенопласт является одним из наиболее старых, но до сих пор не утратил своих лидирующих позиций.

Ему присущи отличные теплоизоляционные свойства, которые обеспечиваются благодаря определенной технологии производства: полистирол с помощью специального оборудования вспенивается, образуя маленькие заполненные воздухом пузырьки. Пенопласт очень легок и влагонепроницаем, поскольку почти на 98% состоит из воздуха. При этом стоимость материала очень невысока, чем и объясняется его популярность.

Пенопласт используется для утепления фасадов и позволяет снизить теплопотери дома на 70%.

Современные модификации материала отличаются еще более высокими качествами: они не поддерживают горение и активно сопротивляются этому процессу.

Однако против грызунов пенопласт бессилен, поэтому при их наличии на участке лучше использовать какую-либо другую теплоизоляцию или применять защитные средства против этих животных.

Пенопласт выпускается жесткий, полужесткий и эластичный. Помимо этого он делится на термопластичный, размягчающийся при повторном нагревании, и термонепластичный, отвердевающий при первом цикле нагревания и не размягчающийся при повторном нагревании.

К первой группе относятся пенополистирол (ПС) и пенополивинилхлорид (ПВХ), ко второй — пенополиуретан (ППУ) и материалы на основе фенольно-формаль-дегидных (ФФ), эпоксидных (Э) и кремнийорганических (К) смол.

По некоторым своим свойствам эти материалы превосходят многие минераловатные утеплители — у них более низкий коэффициент теплопроводности, более высокая прочность на сжатие, а также меньшее водопоглощение.

Эта разновидность пенопласта на сегодняшний день самая востребованная. Существует два метода производства пенополистирола — беспрессовый и прессовый. Внешне продукция, изготовленная как тем, так и другим способом, практически ничем не отличается.

Структура материала состоит из маленьких скрепленных между собой шариков. Материал, произведенный прессовым способом, обозначается в маркировке как ПС и более распространен. Беспрессовый обозначается как ПСБ.

Пенополистирол очень прочен, отличается высокими теплоизолирующими свойствами и низким водопо-глощением, удобен в монтаже, недорог, а также практически не имеет нижней температурной границы применения и поэтому используется для изоляции холодильных установок.

К недостаткам следует отнести в первую очередь то, что влага все-таки проникает в материал и при замерзании разрушает его структуру. Также этот материал является горючим, воспламеняемым и дымообразующим. Он подвержен деструкции под воздействием солнечных лучей (желтеет и распадается) и не «дышит».

Экструдированный пенополистирол

Эта разновидность пенопласта производится особым методом — в процессе экструзии, отсюда и название материала. У него прочная цельная микроструктура, представляющая собой закрытые ячейки, заполненные газом (воздухом).

Непроницаемость ячеек обусловлена тем, что они не имеют микропор, и это делает невозможным проникновение газа и воды из одной ячейки в другую.

Полезный совет

Жесткие утеплители на основе полистирола, которые выпускаются в виде формованных плит, часто применяются для утепления каркасных стен.

Самые известные из них на сегодняшний день — полиспен, пеноплекс и «Sterofoam», Однако следует подчеркнуть, что этот материал достаточно хрупок и стыки жестких и непластичных плит из него довольно сложно герметизировать. Поэтому требуется использование дополнительного изолирующего материала.

К достоинствам экструдированного пенополистирола относятся прочность (выше, чем у пенопласта), самый низкий показатель водопоглощения и долговечность. Он также не разрушается под действием солнца и атмосферных осадков, имеет низкую теплопроводность, инертен к большинству веществ, нетоксичен.

Однако недостатки у этого материала все-таки есть, и немалые — он горюч (группа горючести Г1-Г4) и не «дышит» из-за низкой паропроницаемости.

Даже слабогорючие образцы из этой группы представляют некоторую опасность, поскольку для уменьшения их горючести в состав вводится устойчивое токсичное вещество гексабромоциклододекан (ГБЦДД).

Правда, специалисты утверждают, что этот токсикант не испаряется и не растворяется в воде, но, тем не менее, в Европейском химическом агентстве он числится в самом начале списка наиболее опасных веществ. В силу этого обстоятельства экструдированный пенополистирол не относится к категории экологически чистых утеплителей.

Особую опасность для здоровья человека этот материал (как и любой полистирол) представляет при горении. При этом появляется удушливый дым и выделяются такие токсичные вещества, как оксид углерода, бензол и др. По дымообразованию полистирол относится к категориям Д1-Д4, по воспламеняемости — В1-В4, по токсичности продуктов горения — Т1-Т4.

Если сравнивать его с другими утеплителями (например, группа горючести базальтовой минеральной ваты -НГ), эти показатели заставляют задуматься.

Конечно, при утеплении некоторых объектов, например фундаментов в грунте, трудно найти замену полистиролу. Но для утепления наружной части дома, и особенно внутреннего пространства жилых помещений, лучше выбрать более экологичный и безопасный материал — например, базальтовую вату.

В каждом конкретном случае следует выбирать тот материал, который позволяет более эффективно решать конкретную задачу.

Пенополиуретан (ППУ)

Это обширный класс полимеров, которые зачастую сильно отличаются один от другого химическим составом, строением цепи и свойствами. Однако все они неизменно содержат уретановые группы — NHCOO.

Полиуретан считается универсальным материалом и очень широко используется в различных областях промышленности.

На его основе изготавливаются самые разные материалы и изделия: наполненные, армированные, вспененные, ламинированные, в виде плит, листов, блоков, профиля, волокна, пленки. Изделия и конструкции на основе полиуретана используются во всех без исключения отраслях промышленности.

Пенополиуретан можно условно разделить на несколько групп.

1. Жесткий, полужесткий и эластичный пенополиуретан различается по твердости, или значению модуля упругости материала. Обычно к эластичным утеплителям относится пенопласт, имеющий напряжение сжатия при 50% -й деформации менее 10 кПа, а к жестким — более 150 кПа. Полужесткие утеплители занимают промежуточное место.

2. Блочный и формованный пенополиуретан различается по способу получения материала.

3. Открыто- и закрытоячеистый пенополиуретан различается по степени замкнутости ячеек.

Достоинствами материала являются:

— долговечность (срок службы без изменения свойств материала более 30 лет);

— широкий температурный диапазон применения (от -250 °С до + 180 °С);

— высокие теплоизоляционные свойства (несравнимо выше, чем у других утеплителей);

низкий коэффициент теплопроводности;

— возможность с помощью слоя теплоизоляции небольшой толщины обеспечить полноценную защиту от холода зимой и от жары летом;

— биологическая нейтральность, устойчивость к микроорганизмам, плесени, грибкам и гниению;

— химическая стойкость (не подвержен воздействию агрессивных сред —- кислот, щелочей, бензина и пр.);

— не повреждается грызунами;

— достаточная жесткость и устойчивость к механическим нагрузкам;

— экологичность (материал не вызывает аллергии, нетоксичен при контакте с пищевыми продуктами, поэтому прекрасно подходит для утепления жилых зданий и пищевых кладовых);

— материал трудновоспламеняемый и не поддерживающий горение, относится к группе самозатухающих (Г1).

Полезный совет

При использовании пенополиуретана методом напыления ингредиенты этого материала (изоционат и полиол) смешиваются с воздухом, в результате чего образуется мелкодисперсный аэрозоль, который затем и наносится на обрабатываемую поверхность.

В этом случае основным требованием для получения надежной теплоизоляции является качественное исходное сырье и четкое соблюдение технологии напыления пенополиуретана. Этот метод довольно эффективен, поэтому постепенно его начинают применять и в частном хозяйстве.

Недостатком являются высокая стоимость материала и необходимость применения специального оборудования.

Однако у пенополиуретана есть и недостатки, главным из которых является то, что при горении выделяются токсичные вещества. Также следует отметить достаточно низкую паропроницаемость — материал не «дышит».

У метода напыления ППУ есть ряд преимуществ:

— возможность утепления неровных поверхностей без сложной предварительной подготовки, а также легкой обработки даже самых труднодоступных щелей или углов за счет высокой эластичности и отличных адгезионных качеств материала (подходит для обработки поверхностей из металла, бетона, кирпича, дерева и др.);

— возможность благодаря тонкому слою напыления экономить пространство и не утяжелять конструкцию, но при этом придавать всем конструкционным элементам дополнительную жесткость (для сравнения: толщина слоя минеральной ваты для утепления должна быть 15-20 см, а толщина слоя ППУ — около 5-7 см);

— возможность монтажа без стыков (сплошная изоляция), его упрощение (не требуется дополнительных крепежных материалов), гарантия надежной защиты конструкции от появления конденсата и мостиков холода (для сравнения: минеральная вата, пенополистирол и некоторые другие утеплители допускают потери тепла до 40-50%);

— экономия времени за счет быстрого монтажа утеплителя;

— обеспечение одновременно паро-, гидро- и теплоизоляции за счет нанесения одного слоя материала;

— длительный срок службы теплоизоляции без ремонта и технического обслуживания;

— необязательность последующей отделки благодаря эстетичному виду покрытия из пенополиуретана (при этом наружные поверхности конструкций требуют дополнительной защиты от ультрафиолета);

— снижение стоимости утепления на 20-30% по сравнению с традиционными технологиями ввиду низкой трудоемкости и небольшого расхода материала.

Недостатки у напыляемого материала те же, что и у прочих видов пенополиуретана, а кроме того, необходимость применения специальной установки для нанесения материала.

При одной и той же толщине наносимого слоя, равной 5 см, разные виды полистирола и полиуретана имеют разные характеристики и сферу применения.

Вспененный полистирол: коэффициент теплопроводности 0,03-0,04 Вт\м°С; плотность 15-40 кг\м3; группа горючести Г1-Г4; температурный диапазон до +100 С; водопоглощение 0,5-1,5%.

Применяется в качестве теплоизоляции в системах наружного утепления «мокрого» типа, для внутреннего утепления ограждающих конструкций (в сочетании с другими теплоизоляторами), в слоистой кладке, трехслойных бетонных и железобетонных панелях.

Экструдированный полистирол: коэффициент теплопроводности 0,038-0,041 Вт\м°С; плотность 25-45 кг\м3; группа горючести Г1-Г4; температурный диа пазон до +75 °С; водопоглощение 0,1-0,5%, Область применения — теплоизоляция стен, полов, перекрытий, крыш и подземных частей зданий, а также изготовлю ние сэндвич-панелей.

Пенополиуретан: коэффициент теплопроводности 0,03-0,04 Вт\м°С; плотность 30-200 кг\м3; группа горючести Г1-Г4; температурный диапазон от -200 С до +100 °С; водопоглощение 1-5%. Применяется как теплоизоляция трубопроводов различного назначения, при изготовлении трехслойных панелей и в качестве технической теплоизоляции. Этот материал самый дорогостоящий из перечисленных выше.

Полиуретановые эластомеры

На основе полиуретана разрабатываются все новые материлы с широким набором химических и физических свойств.

Первенствуют среди них полиуретановые эластомеры, сочетающие высокую эластичность и твердость и нашедшие широкое применение в сфере про-мышлености, строительства и т.д.

Эти материалы отличаются высокими значениями прочности и сопротивления раздиру, износостойкостью, устойчивостью к набуханию в различных маслах и растворителях, не подвержены воздействию озона и радиации.

В промышленности используются литьевые полиуретановые эластомеры. Тонкие листы эластомеров применяются в качестве защиты деталей от абразивного износа и повышают срок их службы более чем в два раза. По надежности материал в 6-7 раз превосходит углеводный каучук, поэтому находит применение в обувной промышленности — из него изготавливают износостойкие подошвы.

В строительстве применяется жесткий пенополиуретан» который выпускается в виде плит. Это достаточно прочный и очень легкий пенопласт с чрезвычайно низкой теплопроводностью» малой паропроницаемостью, высокой адгезией к металлу, штукатурке и древесине. Он используется для утепления жилых зданий и теплоизоляции трубопроводов.

Полиуретан используется в качестве связующего вещества вместо мочевино-формальдегидных смол при изготовлении древесно-стружечных плит.

Пеногерметики (однокомпонентный пенопласт) также производятся из полиуретана. Они применяются для заполнения полостей, щелей и пр. Выпускается пенопласт, заменяющий и имитирующий древесину, а кроме того, полиуретан используется для получения эффективных клеевых составов и различных покрытий для строительства.

: Полимерные утеплители, или пенопласт

Загрузка…

Источник: http://remontsami.ru/polimernye-utepliteli-ili-penoplast-kak-material-dlya-teploizolyatsii/

Теплоизоляция, как эффективный вариант энергосбережения в системах отопления

Полимерные теплоизоляционные материалы

Как известно, отопление – одна из дорогостоящих статей расходов в сфере ЖКХ.

В то же время качество услуг зачастую вызывают недовольство населения: случаи, когда радиаторы в квартирах и домах еле теплые или даже совсем холодные, не редкость.

И одной из причин этого являются огромные потери тепла вследствие некачественной, поврежденной или вообще отсутствующей изоляции для труб отопления.

Даже самая простая теплоизоляция способна не только заметно снизить теплопотери трубопроводов, но и защитить их от коррозии (вследствие воздействия влаги и химических реагентов, содержащихся в воздухе), предотвратить появление на поверхности конденсата, защитить от промерзания в зимний период в случае непредвиденных аварийных ситуаций, а, следовательно, увеличить срок безремонтной работы системы отопления в целом.

Следует отметить, что защита требуется для труб и централизованных, и автономных систем. При этом не следует исключать участки трубопроводов, расположенные непосредственно в зданиях, особенно те, доступ к которым будет ограничен (проложены в стенах, за выравнивающими конструкциями и т.п.).

Классификация материалов для теплоизоляции труб

На сегодняшний день существует достаточно большой выбор материалов, способных снижать потери тепла. В зависимости от состава, структуры, виду их можно классифицировать следующим образом.

По виду исходных сырьевых материалов:

  • неорганические – вата минеральная, в т.ч. стекловолоконная, шлаковая, каменная; асбестовые и керамические материалы и изделия;
  • органические – пено- и поропласты: пенополиуретан, пенополистирол и т.д.;
  • композиционные (комбинированные) – большинство видов теплоизолирующих красок, фольгированная теплоизоляция (пенофол).

По структуре:

  • волокнистые – асбестовые и минераловатные материалы и изделия;
  • сыпучие или зернистые – гранулированный пенополистирол, шлаковый песок и гравий и т.д.;
  • ячеистые – поро- и пенопласты, пеностекло, газо- и пенокерамика.

По внешнему виду и форме:

  • штучные – плиты, цилиндры, полуцилиндры;
  • рулонные — маты, матрацы, полосы;
  • рыхлые и сыпучие – минвата, пористые гранулированные материалы;
  • жидкие – заливочные пористые полимеры, теплоизолирующие краски.

Факторы, влияющие на выбор вида теплоизолирующего материалы

Несмотря на то, что все вышеперечисленные материалы обладают удовлетворительными теплофизическими свойствами (низкой теплопроводностью, высокой теплостойкостью и т.д.), в каждом конкретном случае могут требоваться разные виды теплоизоляции.

На выбор наиболее подходящего материала оказывают влияние:

  • условия эксплуатации (на улице, внутри помещений, средняя зимняя температура);
  • параметры труб (диаметр, материал);
  • характеристики теплоносителя (вид, температура);
  • свойства теплоизолятора (физико-механические, химические и др. характеристики, долговечность, безопасность);
  • вид материала (рулоны, цилиндры, полуцилиндры, краска);
  • стоимость материалов и монтажа.

Рассмотрим наиболее популярные материалы, широко используемые в настоящее время для утепления трубопроводов систем отопления, их преимущества и недостатки.

Минеральная вата

Этот материал используется, как теплоизоляция, не один десяток лет, поэтому по праву считается традиционным. Среди большого многообразия материалов на ее основе, для защиты трубопроводов применяют маты, рулоны или цилиндры.

При использовании любого из этих видов основные правила утепления одинаковы. Отличия заключаются только в принципе укладки изделий: матами или рулонами трубы отопления оборачиваются, цилиндры устанавливаются.

Необходимо учитывать, что для обеспечения наилучшей изоляции цилиндрические утеплители выбираются под внешний диаметр труб.

Уложенный слой теплоизоляции, фиксируется хомутами, пластиковой лентой или прокаленной проволокой, после чего выполняется гидроизоляция (например, из рубероида). Для защиты от механических повреждений устанавливается защитный кожух, для чего обычно используют нержавеющую сталь.

Рисунок 1 – Теплоизоляция труб отопления минераловатными матами

Рисунок 2 – Теплоизоляция труб отопления минераловатными цилиндрами

Достоинствами этого материала являются:

  • низкая теплопроводность;
  • нетоксичность;
  • негорючесть;
  • огнестойкость;
  • стойкость к химическим и биологическим воздействиям.

Среди недостатков нужно отметить:

  • достаточно высокую стоимость (вследствие этого минераловатные изделия редко применяют для больших объемов работ);
  • трудоемкость работ в случае использования рулонов и матов.

Полимерные теплоизоляционные материалы

Среди органических теплоизоляторов наиболее известны и широко применяются пенополистирол, пенополиуретан и пенополиэтилен.

Пенополиэтилен

Это современный и высокоэффективный теплоизолятор, выпускаемый для труб отопления в виде цилиндров различного диаметра. Для монтажа материал разрезается вдоль по специальному технологическому шву, который в дальнейшем заклеивается. В невозможности добиться качественного соединения заключается недостаток такой изоляции.

Рисунок 8 – Пенополиэтиленовая теплоизоляция для труб

Теплоизолирующие краски

На сегодняшний день на рынке известны следующие виды таких красочных составов:

  • «Бутакрил — Тепло»;
  • «Теплометт»;
  • «Теплокор»;
  • «Магнитерм»;
  • «Корунд»;
  • «Изоллат» и многие другие.

Они представляют собой многокомпонентную смесь, в состав которой входят вакуумные силиконовые капсулы или гранулы из высокопористых материалов, изготавливающуюся, как правило, на акриловой основе.

Главными преимуществами красок являются легкость нанесения (с помощью краскопульта или обычной кисти), небольшая толщина слоя, по свойствам соответствующая нескольким сантиметрам рулонных и цилиндрических материалов, возможность использования в труднодоступных местах.

Недостаток – высокая стоимость красок.

Источник: http://otopleniex.ru/materialy/teploizolyaciya-truboprovodov-otopleniya.html

Недостатки полимерных теплоизоляционных материалов

Полимерные теплоизоляционные материалы

В последнее время в прессе и на бескрайних просторах Интернета идет интенсивная реклама полимерных теплоизоляционных материалов.

Какие только свойства не описываются различными фирмами и авторами – и теплоизоляционные свойства почти как у вакуумной изоляции, и пожаробезопасность, и долговечность такая, что исследователи не доживают до окончания эксперимента, и если и выделяют что-нибудь полимеры в процессе эксплуатации, то только чистейший кислород или другие, в высшей степени полезные, компоненты.

К сожалению, в серьезной научной литературе невозможно найти подтверждения большинству из указанных свойств. Сразу оговоримся – теплоизоляционные свойства у пенопластов очень неплохие (в момент испытаний после изготовления). Но на этом все достоинства и заканчиваются. Чтоб понять это, рассмотрим свойства пенопластов с точки зрения физической химии.

Прежде всего, по определению, пенопласты представляют из себя дисперсные полимерные системы. Поэтому неизбежно пенопласты не только являются органическими соединениями, но и имеют весьма высокую поверхность контакта поверхности с кислородом воздуха.

Из курса химии известно, что возможность реакции определяется так называемой энергией Гиббса, а для любых реакций органических соединений с кислородом значение этой энергии будет отрицательным. Иными словами, если органическое соединение находится на воздухе, то оно будет неизбежно окисляться кислородом.

Причем, так как пенопласты имеют максимально возможную поверхность, то и окисляться они будут с максимальной скоростью по сравнению с аналогичными, но монолитными – массивными – полимерами. Поэтому для любого пенопласта неизбежно следует предположить некое конечное и весьма ограниченное время эксплуатации, когда его эксплуатационные свойства будут еще в допустимых пределах.

Естественно, что с ростом температуры скорость окисления будет только возрастать. Поэтому все пенопласты являются пожароопасными материалами. И, наконец, если пенопласты неизбежно окисляются даже при комнатных температурах, то продукты такого окисления негативно воздействуют на окружающую среду. Исходя из изложенного, все пенопласты неизбежно обладают тремя негативными эксплуатационными свойствами: недолговечностью, пожароопасностью и экологической небезопасностью. Рассмотрим эти свойства подробнее.

Недолговечность

Теоретически в вакууме, а лучше бы и при минимально возможной температуре, время жизни пенопластов как дисперсных полимерных структур было бы практически неограниченным. На практике же мы имеем всегда дело с воздушной средой, содержащей кислород, и с температурами, значительно отличающимися от абсолютного нуля.

О принципиальной неизбежности этого процесса деструкции можно прочитать в классической Энциклопедии полимеров (Издательство Советская энциклопедия, статьи «Деструкция полимеров», «Атмосферостойкость», «Долговечность» и др.), где указаны основные химические механизмы и особенности деструкции полимеров.

Вопросы окислительной деструкции полимеров рассматривались многими авторами. Отметим только наиболее интересные и полные работы. И.С. Филатов (Климатическая устойчивость полимерных материалов.- М.: Наука.– 1983.- 216 с.

) не только приводит обширный экспериментальный материал по испытаниям различных полимеров в различных климатических условиях, но и подробно рассматривает механизмы окисления и деструкции большинства из обычно используемых полимеров. Павлов Н.Н. (Старение пластмасс в естественных и искусственных условиях.- М.: Химия.- 1982.- 224 с.

) систематизировал данные исследований советских и зарубежных исследователей в области старения полимерных материалов, рассмотрел влияние условий хранения и эксплуатации на изменение свойств полимеров различных классов.

Помимо указанных монографий, рассматривающих системно фундаментальные теоретические вопросы, связанные со старением и деструкцией полимеров, в последние годы появились многочисленные публикации (например, статьи Ю.Д.Ясина; Е.А.Король; А.И.Ананьева, О.И.Лобова и др.

), останавливающиеся на частных вопросах долговечности конкретных полимерных материалов. Весьма показательна в этом смысле диссертационная работа Ли А.В. (Долговечность энергоэффективных полимерсодержащих ограждающих конструкций.- Автореферат диссертации к.т.н.- Хабаровск, 2003).

Разработанная на основе изучения эксплуатационного ресурса и естественного старения полимерных теплоизоляционных материалов методика позволяет определить долговечность энергоэффективных ограждающих конструкций в зависимости от климатических условий района строительства и конструкции рассматриваемого ограждения. На практических примерах пенопластов конкретных производителей показано, что долговечность ограждающих конструкций с использованием пенопластов варьируется от 13 до 43 лет.

Пожароопасность

Прежде всего, следует отметить, что в рекламе пенопластов авторы обычно, описывая данное свойство, несколько лукавят, утверждая, что какой-либо пенопласт не горит или самостоятельно затухает. Факт такого поведения пенопласта не говорит о пожарной безопасности данного материала.

Дело в том, что официально классификация всех строительных материалов на пожарную опасность производится согласно стандартной методике в ходе которой учитывается убыль массы материала при нагревании на воздухе, а совсем не возможность самостоятельно гореть после удаления источника пламени.

Поэтому по классификации на пожарную опасность ВСЕ пенопласты относятся к классу «Г», то есть горючих материалов. Теоретические вопросы термического разложения полимерных материалов подробно рассмотрены, например, в монографии С.Мадорского (Термическое разложение органических полимеров.- М.: Мир.- 1977.).

На практике проблема пожарной опасности пенопластов рассматривается обычно с двух сторон: опасность собственно горения полимеров и опасность продуктов термического разложения и окисления материала. Например, в статье (Г.А.Васильев, В.В.Бояркина, С.В.Лапунова. Полимерные материалы и пожар.

Журнал МОСТ, июль, 1999) утверждается, что основным поражающим фактором пожаров являются летучие продукты горения. Авторы пишут, что в среднем только 18% людей гибнет от ожогов, остальные – от отравления в сочетании с действием стресса, тепла и др.

Имеются данные о том, что даже при сравнительно небольшом пожаре в помещении, насыщенном полимерными материалами, происходит быстрая гибель находящихся там людей главным образом от отравления ядовитыми летучими продуктами.

Исследования Российского научно-исследовательского центра пожарной безопасности ВНИИПО МВД РФ однозначно говорят о высокой пожарной опасности полимерных материалов.

Например, в приведенном отчете об испытаниях на пожарную опасность полистирольного пенопласта указано, что значение показателя токсичности образцов близко к граничному значению класса высокоопасных материалов.

Эти известные в специальной литературе факты периодически находят отражение в конкретных примерах, отраженных в средствах массовой информации. Так, например, в газете «Местное время» г. Пермь (Н. Лерина. Качество безопасности.- №4, 2001, с.7) приводится пример пожара в жилом доме. Автор пишет: «Во время пожара погибла женщина. Парадокс ситуации в том, что возгорание произошло в квартире, расположенной двумя этажами выше. Причиной смерти стал токсичный дым полистирола».

В репортаже, прошедшем по Екатеринбургскому телевидению (Е. Савицкая. М. Попцов. Телекомпания АСВ, Екатеринбург, Пожар в строящемся доме) сказано, что «загорелось теплопокрытие из полистирола… Во время тушения пожара обнаружили трупы двух мужчин. Они лежали на два этажа выше источника огня с признаками удушения от дыма». Авторы утверждают, что «пожарных заинтересовал полистирольный утеплитель, который сгорел в большом количестве и вызвал этот черный удушающий дым».

Экологическая опасность

Вопросы экологической опасности пенопластов с теоретической точки зрения непосредственно вытекают из возможности их окислительной деструкции, чему, как уже указано выше, способствует высокая удельная поверхность пен и выделения в ходе этого процесса различных продуктов, преимущественно органического типа.

Вопросам гигиены и токсикологии полимерных материалов вообще и пенопластов в частности посвящены монографии Гуричевой З.Г., Петровой Л.И. и др. (Санитарно-химический анализ пластмасс.- Л.: Химия.- 1977.- 277 с.); Данишевского С.Л. (Санитарно-химические методы исследований полимеризационных пластмасс.- М.: Химия.- 1969.- 128 с.); Бокова А.Н.

(Гигиена и токсикология полимерных строительных материалов.- Ростов на Дону.- 1973). Все они обсуждают состав и количества выделяемых продуктов, но сам факт обязательного газовыделения из полимерных материалов вообще не ставится под сомнение.

На практике необходимость тщательного экологического контроля нашла свое отражение в Методических Указаниях по санитарно-гигиеническому контролю полимерных материалов, предназначенных для применения в строительстве жилых и общественных зданий (Министерство здравоохранения СССР, утверждено зам. главного врача СССР В.Е. Ковшило, № 2158-80, 28 марта 1980 г.

), где приведен перечень веществ, подлежащих обязательному определению при санитарно-химических исследованиях основных типов полимерных строительных материалов, включая пенопласты. В научной периодике данный вопрос также обсуждается. Например, Г.А. Васильев и В.В. Бояркина (Полимеры и среда обитания человека.- Журнал МОСТ.

– февраль, 1999) утверждают, что «результаты предупредительно санитарного надзора за внедрением полимерных материалов, показывают, что многие химические соединения даже в минимальных количествах вызывают различные по течению и характеру действия (генетическое, токсическое, аллергенное, эмбриотоксическое, иммунодепрессивное и др.)». Ф.В. Илларионов (Об экологии жилища. Жилищное строительство.- №1.

– 2002.- С.5-6) приводит примеры экологической опасности использования полимерных теплоизоляционных материалов, использованных при строительстве жилых зданий в Москве. В.И. Лудиков (Какие утеплители нам предлагают. Журнал МОСТ.- декабрь.- 1997) пишет, что из всех полимерных утеплителей при эксплуатации выделяются токсичные компоненты.

Таким образом, имеющееся литература, как научно-технического, так и прикладного и даже публицистического характера, позволяет однозначно утверждать, что такие свойства пенопластов как недолговечность, пожарная опасность и экологическая небезопасность являются неотъемлемыми свойствами пенопластов, присущими им от природы. Этим свойствам в процессе эксплуатации пенопластов необходимо придавать повышенное внимание при планировании применения и использовании пенопластов.

Источник: http://www.penosytal.com/compare_limit.html

Основы производства полимерных теплоизоляционных материалов

Полимерные теплоизоляционные материалы

ПОЛИМЕРНЫЕ ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Р| олимерные теплоизоляционные материалы (ПТМ) применяют в виде газонаполненных пластмасс, ко­торые по физической структуре подразделяют на три подгруппы:

1) ячеистые или пенистые пластмассы (пенопласты);

2) пористые пластмассы (поропласты);

3) сотовые пластмассы (сотопласты).

Пенопластами называют материалы с системой изо­лированных несообщагощихся между собой ячеек, содер­жащих газ или смесь газов и разделенных тонкими стен­ками.

К поропластам относят материалы с системой со­общающихся ячеек или полостей, заполненных газом.

Указанное разграничение газонаполненных материалов условно, так как в некоторых случаях ячеистая и порис­тая структуры образуются одновременно.

Сотопласты имеют регулярно повторяющиеся полос­ти правильной геометрической формы. Такие полости образуются при формовании или литье исходного плас­тического материала без его вспенивания. Структура сотопластов близка к структуре ячеистых пластиков, от­личаясь от нее большими размерами и правильной гео­метрической формой ячеек.

Производство ПТМ освоено сравнительно недавно. В крупном масштабе эти материалы выпускаются в тече­ние последних 15—20 лет. Сейчас производство их раз­вивается быстрыми темпами и имеет значительную сырь­евую базу.

Полимерные теплоизоляционные материалы получа­ют на основе как термопластичных, гак и термореактив­ных полимеров химическим и физическим способами. Химический способ основан на термическом разложении газообцазоватслеи. введенных в состав композиции, или взаимодействии компонентов композиции.

Газы, образу­ющиеся при разложении газообразователя или взаимо­действии компонентов, вспенивают полимер и образуют пенистую структуру материала.

Физический способ ос­нован на том, что при соответствующем давлении и тем­пературе некоторые газы (и жидкости) обладают повы­шенной растворимостью в полимерах, образуя пересы­щенные растворы.

В таких растворах после снятия дав­ления или при повышении температуры происходит ин­тенсивное расширение растворенных газов или образова­ние паров, которые и вспенивают полимер. К физическо­му методу также относится механическое диспергирова­ние газа с одновременным или последующим отвержде­нием полимера во вспененной композиции.

В зависимости от условий технологического процесса способы производства поро – и пенопластов можно раз­делить на методы с применением повышенного давле­ния и методы без применения повышенного давления.

Сотопласты обычно получают при формовании или литье исходного пластического материала без его вспе­нивания. Их обычно получают, склеивая гофрированные листы или блоки, а затем растягивая их. Структуру со- топласта фиксируют, пропитывая листовой материал термореактивными полимерами с последующим отверж­дением.

ПОЛИМЕРЫ

Для производства ПТМ можно использовать как термопластичные, так и термореактивные полимеры (твердые, в растворах, эмульсиях или суспензиях; в ви­де продуктов частичной поликонденсации или полиме­ризации и мономеров).

Из термопластичных полимеров, имеющих линейные и разветвленные молекулы и размягчающихся при нагре­вании, можно получать ПТМ самыми различными спосо­бами.

Выбор того или иного способа и технологические параметры нолучсиня вспененных материалов зависят в основном от температуры размягчения полимера.

В ка­честве термопластичных полимеров для получения ПТМ применяют полистирол, полнвинилхлорнд, полиэтнлен и др.

Значительно более сложно получение ПТМ на основе термореактивных полимеров или продуктов частичной поликонденсацнн: для получения качественных материа­лов необходимо вспенивать их на той стадии процесса, когда в полимере образовалось еще сравнительно мало поперечных межмолекулярных связей, т. с.

когда полимер не потерял еще способности к размягчению и течению при соответствующих температурах и давлениях. Отвер­ждение, т. е. процесс образования трехмерной структуры, должно проходить уже во вспененном полимере.

Термо­реактивные полимеры применяются также для изготов­ления сотопластов и газонаполненных волокнистых ма­териалов.

Из термореактнвных полимеров в производстве ПТМ наиболее широко применяются феноло-формальдегид – ные, мочсвпио-формальдегидныс, эпоксидные, полиэфир­ные, иолн ротапоные, крсмииГюргаппческпо и другие по­лимеры.

Утепление — важный элемент строительства дома. Оно выполняется с помощью специальных материалов — утеплителей. Если правильно всё сделать, то зимой в комнатах будет гораздо теплее, а в знойные летние дни …

Универсальный утеплитель-экстрол 40

На сегодняшний день одним из эффективных методов утепления ограждающих конструкций жилых, общественных и производственных зданий, является использование уникального теплоизоляционного материала, название которому «Экстрол 40».

Технология утепления наружных стен

Каждый дом служит для нас барьером от проникновения внутрь дождя, снега, ветра, солнца. Внутри мы хотим быть защищены от любой непогоды. Комфорт и уют требуются для каждого из нас. Этого …

Источник: https://msd.com.ua/polimernye-teploizolyacionnye-materialy/osnovy-proizvodstva-polimernyx-teploizolyacionnyx-materialov/

Поделиться:
Нет комментариев

    Добавить комментарий

    Ваш e-mail не будет опубликован. Все поля обязательны для заполнения.