15 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Жесткий пенополиуретан характеристики

О ППУ. Пенополиуретан

Пенополиуретан (ппу) – это уникальный синтетический полимерный материал. Карозерс (США) исследовал синтез полиамидов. Впервые ученый Байер синтезировал пенополиуретан в Германии в 1937 году, в 1944 там же начали промышленное производство пенополиуретанов (производство жестких пенополиуретанов), а их аналоги но более дешевые — в США в 1957г.

Пенополиуретан — это двухкомпонентная система, состоящая из :
Компонент «А» является гидроксилсодержащим компонентом, создающим при реакции с компонентом Б полимерную основу пенополиуретана марки ППУ-110 и представляет собой темную жидкость, состоящую из смеси нескольких химических соединений, таких как полиэфиры, амульгаторы, вспенивающие и сшивающие агенты. Компонент А малотоксичен, невзрывоопасен, хранить его необходимо в сухом вентилируемом помещении при температуре не ниже 0°С. При хранении компонент «А» имеет тенденцию к расслаиванию и поэтому перед использованием его необходимо тщательно перемешать путем перекатывания и опрокидывания бочки в течение 5-10 мин. Транспортируется компонент «А» в бочках из углеродистой стали, внутренняя поверхность которых покрыта защитным покрытием, вместимостью не менее 200л. всеми видами транспорта, обеспечивающими сохранность продукта и тары.

Компонентом «Б» является полиизоцианат марки Б высшего сорта и представляет собой смесь 50 — 60% диизоцианата и полиизоцианата групп не менее 30%. Компонент Б — темная жидкость со специфическим запахом. Токсичен, предельно допустимая концентрация его паров в воздухе производственных помещений составляет 0,2мг/куб.м, температура вспышки 175°С, воспламенения 215°С. Компонент Б легко реагирует с атмосферной влагой и водой, при этом образуется осадок твердого полимерного материала, который нельзя использовать для переработки. Поэтому бочки с компонентом Б должны быть герметично закрыты и защищены от контакта с водой и атмосферной влагой.

Пенополиуретан (ППУ) — это современный теплоизоляционный материал, имеет закрытую ячеистую структуру. Отличительными особенностями пенополиуретана являются легкость, прочность, низкий коэффициент теплопроводности и влагопоглащения, устойчивость к влиянию микроорганизмов, гниению, плесени, перепадам температур, что позволяет считать пенополиуретан универсальным материалом. Пенополиуретан является разновидностью пенопластов.

Жёсткие пенополиуретаны (ППУ) являются одними из наиболее распространённых на Западе строительных материалов. Системы напыляемых изоциануратов обладают рядом преимуществ:

— Пониженная горючесть по сравнению с другими системами изоляции.
— Одновременная гидроизоляция, материал не боится влаги, т.е. не требуется дополнительных слоев пароизоляции.
— Тепло- и морозостойкость в диапазоне температур от -100°С до +130°С;.
— Малый вес и отсутствие нагрузки на строительные конструкции.
— Высокая адгезия к различным типам поверхности.
— Монолитная бесшовная поверхность изоляционного слоя.
— Ремонтопригодность.
— Возможность использования как для новых, так и для ремонта старых зданий.
— Удобство транспортировки и хранения.
— Химическая стойкость к слабокислотным осадкам, к промышленным углеводородам.

Из пенополиуретана средней жёсткости делают, например, автомобильные кресла.
Из мягкого пенополиуретана делают ортопедические подушки, матрасы, манекены и пр.
Пенополиуретан является негорючим материалом, это более безопасный материал чем дерево. Как правило, в компоненты для получения пенополиуретана уже включены антиперены, которые делают его пожаробезопасным. Закрытые поры пенополиуретана позволяют ему не прогорать сразу на всю глубину.

Сегодня пенополиуретан активно используется в танках, БТР, БМП, где под броней располагают защитный слой ппу. Это позволяет наиболее эффективным способом защитить экипаж как от морозов, так и от зноя. Одновременно ппу служит в качестве пассивной защиты от воздействия зажигательных снарядов. Изоляция оплавится в месте поражения, но распространения огня по плоскости не произойдет.

Срок службы пенополиуретана оценивается в 25 — 30 лет. На практике же в Германии, США, Канаде, Швеции, Японии специалисты разбирают конструкции стен, крыш, фундаментов, срезают образцы пенополиуретана с труб, залитых в 70-х годах прошлого века, и корректно формулируют — «свойства не изменились». Так, в научно-исследовательском институте теплоизоляционных материалов (Мюнхен, ФРГ) подвергли испытаниям три кровельные конструкции, утепленные жестким пенополиуретаном (слой утеплителя составлял на одной конструкции 60 мм и 30 мм на двух других, кажущаяся плотность пенополиуретана 30-35 кг/м3). Как следует из данных этих испытаний, после 10-летней эксплуатации ни теплопроводность, ни влагосодержание пенопластов практически не увеличились.

Можно констатировать, что пенополиуретан является высоко технологичным теплоизоляционным материалом, имеющим высокое качество и уникальные эксплуатационные свойства.

Основные свойства пенополиуретана (ппу)

Технология изоляции трубопроводов в пенополиуретановой изоляции основана на уникальных физико-механических особенностях полиуретана этого материала:
• Самая низкая из современных теплоизоляторов теплопроводность, составляющая в зависимости от плотности 0,019 — 0,033 Вт/моС и обусловленная этим минимальная толщина изоляции (5 см пенополиуретана по теплопроводности равнозначны примерно 10 см минеральной ваты). Эти характеристики пенополиуретана позволяют достичь при его применении максимально возможных тепло и энергосберегающих характеристик на промышленных и хозяйственных системах самого широкого назначения.
• Высокая долговечность (срок эксплуатации пенополиуретана составляет свыше 30 лет с полным сохранением свойств).
• Рабочая температура эксплуатации пенополиуретана до 130оС, при кратковременных воздействиях — до 150оС.
• Устойчивость к воздействию влаги (водопоглащение по массе всего 2%).
• Высокая и долговечная адгезия (сцепляемость) с поверхностью трубы и гидрозащитной оболочкой.
Высокая прочность материала.
• Изоляция из пенополиуретана монолитная, бесшовная, не образует «мостиков холода».
• Пенополиуретан инертен к щелочным и кислотным средам, защищает трубу от наружной коррозии и химически агрессивных сред, существенно продлевая срок службы трубопровода.
• пенополиуретан нетоксичен и безопасен для человека.
Пенополиуретан на 85-90% состоит из воздуха.

Жесткие пенополиуретаны (ппу) являются исходным сырьем для ппу изоляции и одновременно одним из наиболее распространенных на Западе строительных материалов. Эти легкие, но достаточно прочные пенопласты обладают очень низкой теплопроводностью (0,027 — 0,034 Вт/м.К), малой паропроницаемостью, высокой показателем адгезии к различным материалам. Пенополиуретан находит широкое применение на строительных объектах и трубопроводных системах в связи со свойствами изделий из компонентов ппу.

Теплоизоляция поверхностей в строительстве производится методом напыления пенополиуретана. При этой технологии ппу исходные компоненты пенополиуретана (изоционат и полиол) смешиваются воздухом, образуя мелкодисперсную аэрозоль.

Сравнение ППУ с традиционными теплоизоляторами

Утеплители

Пенополиуретан пользуется большим спросом на рынке строительных материалов. Он является отличным утеплителем для различного рода конструкций. Об особенностях применения, достоинствах и недостатках пенополиуретана поговорим далее.

Оглавление:

Пенополиуретан материал — общие сведения и технология изготовления

Пенополиуретан имеет вид вспененного пластичного материала с однородной структурой в виде включений из пузырьков воздуха. Именно они и являются основной его частью. Пенополиуретан отличается самыми низкими показателями теплопроводности и хорошими влагоотталкивающими свойствами.

Кроме того, данный материал считается экологически чистым и безвредным для здоровья человека.

Существует несколько типов пенополиуретана согласно его структуре:

  • пенополиуретан жесткого типа;
  • эластичного типа;
  • интегрального типа.

Первый вариант отличается высокой плотностью, несмотря на его твердость, он обладает небольшим весом. Жесткий полиуретан является отличным как звуко-, так и теплоизолятором.

Эластичный вариант полиуретана похож на поролон, хотя, по сравнению с ним, более прочный и долговечный. Его применение связано с изготовлением мебели, из-за безвредности, данный материал широко используется в медицинской отрасли.

Интегральный вариант пенополиуретана отличается монолитной структурой и самой плотной консистенцией. Его использование связано с автомобильной промышленностью.

Первым ученым, открывшим полиуретан стал Байер Отто. Он планировал изобрести материал, который бы полностью вытеснил каучук.

В современной строительной отрасли пенополиуретан является незаменимым теплоизоляционным материалом. Это объясняется легкостью его веса, влагоустойчивостью, минимальным коэффициентом теплопроводности.

Существует вариант напыления пенополиуретана на поверхность, таким образом удается получить бесшовную конструкцию с отличными теплоизоляционными характеристиками.

Именно эти характеристики делают пенополиуретан популярным в качестве теплоизолятора. Жесткий вариант пенополиуретана предназначен для изготовления теплоизоляционных панелей, отличающихся простотой монтажа и устойчивостью перед теплопотерями. Довольно популярный вариант — использование сэндвич панелей, в качестве теплоизоляционного слоя в которых используется пенополиуретан. С их помощью в кратчайшие сроки возводят различного рода помещения и здания. Кроме того, клинкерная плитка — также состоит из теплоизоляционного слоя, для изготовления которого используют пенополиуретан и декоративного внешнего слоя, из керамики.

Изготовление пенополиуретана основывается на смешивании различного рода компонентов, таких как изоцианат и полиол. При проведении данной процедуры материал вспенивается и увеличивается в объеме. Далее происходит его затвердение.

В ходе изготовления пенополиуретана следует придерживаться определенной технологии, которая подразумевает придерживание определенной температуры воздуха при смешивании компонентов. Кроме того, все компоненты должны быть качественно перемешаны.

Если температура воздуха достаточно низкая, то пенополиуретан потребует большого количества сырья для его производства, количество брака, после завершения процесса изготовления увеличится в несколько раз, чем при оптимальной температуре.

Качественное перемешивание всех компонентов позволяет получить пенополиуретан однородной структуры, в котором отсутствуют воздушные полости и уплотнения.

Утепление полиуретаном отзывы и методы

Существует два способа изготовления пенополиуретана:

Первый вариант отличается более выгодными условиями, так как для его проведения не потребуется дополнительный монтаж строительных конструкций. Напыление пенополиуретана помогает теплоизолировать жилые, общественные и промышленные помещения, трубопроводы, резервуары и т.д.

Пенополиуретан с легкостью ложится на разного рода поверхности, даже на маслянистые. Благодаря тому, что теплопроводность данного материала довольно низкая, он наносится небольшим слоем и позволяет сэкономить на количестве материала. Кроме того, метод напыления позволяет получить целостную бесшовную конструкцию, которая препятствует пропусканию тепла.

Для проведения укладки пенополиуретана таким методом применяют специальное оборудование, которое перемешивает между собой готовые компоненты и подает их под давлением на необходимую для утепления поверхность.

Заливка пенополиуретаном представляет собой перемешивание компонентов между собой и их подачу на поверхность без воздействия воздуха. В данном случае, расход материала увеличивается. С помощью данного способа изготавливаются скорлупы, устанавливаемые на трубопроводах, требующих теплоизоляции. Также, с помощью этого оборудования получается изготовить полиуретановые плиты или сэндвич панели. Материал заливается в специального рода формы, в которых он застывает и приобретает нужный размер.

Также, изготавливают полиуретановые изделия, которыми украшают интерьер или экстерьер. Для того, чтобы сэкономить на установке утеплителя следует залить пенополиуретан в пространство, которое находится между стенами. Если сравнивать кирпич с пенополиуретоном, то слой утеплителя, толщиной в 1 см, равен кирпичной кладке, толщина которого составляет 25 см.

Поэтому, использование пенополиуретана в процессе строительства дома позволяет получить здание, с отменными теплоизоляционными характеристиками за доступную стоимость. Учтите, что при использовании метода заливки пенополиуретаном, в процессе изготовления разного рода изделий, следует использовать специального рода смазки, которые наносят на поверхность формы, во избежание адгезии материала с ее поверхностью.

Пенополиуретан утеплитель: преимущества и недостатки

По утеплению стен пенополиуретаном отзывах выделим такие его преимущества:

1. Высокий уровень адгезии практически с любыми типами поверхностей, с масляными, деревянными, стеклянными, кирпичными, металлическими. Кроме того, форма и кривизна поверхности никак не отражается на качестве утепления. Поверхность перед нанесением пенополиуретана не нуждается в подготовке или дополнительной обработке разного рода средствами.

2. Минимальный расход материала обеспечивается использованием метода напыления. Кроме того, монтаж пенополиуретана достаточно прост и выполняется непосредственно на строительном участке.

3. Пенополиуретан достаточно легкий материал, поэтому он не нагружает общую конструкцию здания, особенно актуально для теплоизоляции крыш.

4. При использовании пенополиуретана в качестве утеплителя для стен, они кроме, низкой теплопроводности приобретают дополнительную прочность.

5. Пенополиуретан устойчив перед изменениями температурного режима, интервал температур для него составляет от -150 до +150 градусов.

6. Срок эксплуатации пенополиуретана составляет минимум 20 лет.

7. Процедура нанесения утеплителя подразумевает получение однородной массы, в которой отсутствуют какие-либо швы или мостики холода.

8. Для монтажа пенополиуретана в качестве утеплителя не требуется проводить монтаж крепежей или специальных конструкций.

Несмотря на это, пенополиуретан имеет определенные минусы, среди которых выделяют:

1. Жесткий тип пенополиуретана отличается довольно низкой паропроницаемостью, что негативно сказывается на обеспечении комфортной атмосферы в помещении. Если нанести пенополиуретан на чердак, то его стены будут подвержены сырости, а также, распространению плесени и грибка.

2. Ультрафиолетовое излучение, которое попадает на покрытие из пенополиуретана, ухудшает его теплоизоляционные характеристики.

3. Теплоизоляция пенополиуретоном с помощью метода напыления подразумевает наличие низкого уровня пожарной безопасности. Так как, покрытие приобретает повышенную горючесть.

4. Установка пены в пространство между стенами, если они выполнены из непрочных материалов, приводит к из деформации, так как пенополиуретан расширяется и создает определенное давление.

Пенополиуретан характеристики технического состава

Именно жесткий вид пенополиуретана применяется в строительной отрасли. Так как он отличается хорошими теплоизоляционными характеристиками, паронепроницаемостью, водонепроницаемостью, устойчивостью перед коррозией, агрессивной средой и радиацией. Кроме того, он отличается высокой прочностью, устойчивостью перед изменением температурного режима и разного рода другими внешними воздействиями. Предлагаем ознакомиться с техническими особенностями утеплителя под названием пенополиуретан:

1. Свойства теплопроводности.

Данный фактор зависит от размера и количества пустых ячеек, которые находятся в пенополиуретане. Хотя, если сравнивать данный материал с пенопластом, минеральной ватой или другими утеплителями, то все равно выигрывает пенополиуретан.

Это свойство зависит прежде всего от таких параметров как эластичность, паропроницаемость, толщина изоляции и т.д. В пенополиуретане уровень звукоизоляции определяется его плотностью и жесткостью, чем она выше, тем лучше материал не пропускает звуки.

3. Устойчивость перед химическими составами.

Пенополиуретан обладает более высокой устойчивостью перед агрессивной средой, чем, например, пенопласт. Он отлично противостоит перед бензином, разного рода маслами, спиртом, кислотами и пластификаторами.

При нанесении пенополиуретана на стальную поверхность образуется защита в виде двух пленок, которые находятся внутри и снаружи материала. Они не позволяют попадать на стальную поверхность влаге и другим химическим веществам, тем самым предотвращая ее коррозию.

4. Уровень поглощения влаги.

Данный материал отличается очень низким уровнем впитывания влаги. На данный фактор влияет количество различных компонентов, входящих в состав пенополиуретана. Чем плотнее структура утеплителя, тем меньше влаги он способен через себя пропустить или впитать. Наличие в составе материала касторового масла в несколько раз увеличивает его влагоустойчивость.

5. Пожарная безопасность.

Обладает достаточно низкой горючестью. Для повышения огнеустойчивости в процессе приготовления материала в его состав вводят специальные добавки или изменяют химические составляющие. Для выполнения второго варианта потребуется немалое количество денежных средств, поэтому более популярным является первый вариант, согласно которому к ингредиентам для изготовления пенополиуретана добавляют наполнители в виде соединений фосфора или галогенов.

6. Характеристика плотности материала.

Данное свойство полностью зависит от технологии приготовления и нанесения пенополиуретана на поверхность. Выбор плотности зависит от конкретных условий использования данного вещества. Например, материал с невысокой плотностью отлично подходит для изготовления мебели, средняя плотность пенополиуретана позволяет утеплять здания, а чрезвычайно плотное вещество используется для отделки салона в автомобилях.

7. Длительность эксплуатации.

Минимальный срок использования данного материала, при соблюдении технологии его изготовления, нанесения и эксплуатации, составляет двадцать лет.

8. Пенополиуретан не вреден для здоровья или экологическая безопасность.

По прошествии 15 секунд, после нанесения материала на поверхность и его затвердения, он не несет никакого вреда для человека. При нагревании материала до температуры более 450 градусов, он начинает выделять углекислый и угарный газ.

Технология теплоизоляции пенополиуретаном

В процессе утепления разного рода поверхностей используют пенополиуретан жесткого, полужесткого типа. Первый вариант имеет закрытую структуру и является актуальным при утеплении жестких конструкций, бетонного или кирпичного состава. Второй вариант данного утеплителя применяется при выполнении теплоизоляции каркасных домов, гипсокартонных конструкций, фанерных или деревянных строений.

Утеплитель, имеющий закрытую структуру отличается практически нулевой влагопоглощением и отличными звукоизоляционными характеристиками.

Внутренняя часть помещения утепляется с помощью напыления, так как вследствие этого начинает образовываться точка росы и происходит промерзание стен. А вот с помощью утепления наружных участков здания, удается достигнуть не только хорошей теплоизоляции, но и не требуется устанавливать паро- и звукоизоляцию. Кроме того, полезная площадь помещений остается такой же, а стены получают отличную защиту от внешних воздействий.

Кирпичные или каркасные стены утепляют с помощью аппарата, который подает материал под давлением. В течение нескольких десятков секунд, пенополиуретан из жидкой пены переходит в твердое состояние. После полимеризации пены, с нее срезают излишки и на поверхность наносят штукатурку или устанавливают гипсокартон.

При наружном нанесении пены, устанавливается виниловый сайдинг или облицовочный кирпич. Возможен вариант установки навесных панелей или даже красок на силикатной или акриловой основе.

Наилучшая защита для пенополиуретана это полимочевина, которая способна прослужить в качестве внешней отделки более 45 лет, хотя ее стоимость слишком высокая.

Для обеспечения хорошей адгезии пены и покрытия, следует предварительно его очистить от пыли. После нанесения утеплителя, он покрывается с помощью грунтовки.

Возможен вариант использования готовых плит из пенополиуретана. Они различаются в соотношении с плотностью, толщиной и размером. Так как покупка дорогостоящего оборудования для нанесения пенополиуретана не всегда является актуальной, то данный вариант становится более приемлемым.

Плиты следует крепить на сухую, предварительно выровненную поверхность, которую ранее очистили от пыли. От ровности стены зависит качество утепления. Для фиксации плит используется клеящаяся мастика, для дополнительного крепления применяют специальные дюбеля, имеющие широкую шляпку.

Для устранения не стыковок или щелей используется монтажная пена, имеющая подобный состав. Поэтому поверхность становится герметичной и монолитной.

Свойства и характеристики пенополиуретана его достоинства и недостатки

О пенополиуретане, иначе, ППУ, слышали сегодня не только строители-профессионалы. Пожалуй, любой, кто задумывался об утеплении собственного жилища, рассматривал этот материал как один из неплохих вариантов. Ведь он не только эффективен, но и весьма удобен при монтаже – его достаточно просто напылить на нужное место. А долгий срок службы и отменное качество ППУ уже сделали его неким эталоном среди утеплителей. Разберемся, чем же так примечателен пенополиуретан, характеристики его рассмотрим, перечислим достоинства, а также выясним, нет ли у него недостатков.

Что такое пенополиуретан и каким он бывает

Материал этот представляет собой одну из разновидностей пластмассы. Он имеет ячеистую пенистую структуру, причем в составе пенополиуретана главенствует газообразное вещество – от 85 до 90 процентов. Газом заполнены многочисленные крохотные ячейки, изолированные друг от друга. Оставшиеся несколько процентов объема приходятся на твердую часть — тонкие стенки этих ячеек.

Придумали пенополиуретан немецкие ученые из компании IG Farben, руководил которыми знаменитый Отто Байер. Впрочем, в те времена это имя еще не гремело. Итак, в лаборатории города Леверкузена после ряда экспериментов был получен новый материал, свойства которого оказались уникальнейшими. Стало ясно, что это вещество ждет масса возможностей для применения.

Различные виды ППУ пользуются сегодня большим спросом – ведь их изготовить очень просто, причем сразу на строительной площадке. При этом два жидких компонента, смешиваясь, вступают в химическую реакцию. При соблюдении нужных пропорций синтезируется полимер, представляющий собой затвердевшую пену. Видоизменяя рецепт приготовления, можно получить пенополиуретаны, отличающиеся свойствами друг от друга. Одни из них подойдут для теплоизоляции окон и дверей, другие – для утепления домов из кирпича или железобетона, а третьи – для разнообразных трубопроводов.

Видео: Процесс получения пенополиуретана

Так, в зависимости от пропорции исходных веществ, мы получаем на выходе пенополиуретаны с ячейками различного размера, стенки которых имеют разную толщину и, соответственно, прочность. Перечислять все виды ППУ, которые можно получить изменением рецептуры, не станем. Остановимся на двух самых популярных материалах этой группы.

1. Всем знакомый поролон, по-научному называющийся эластичным пенополиуретаном, имеет плотность от 5 до 35 килограммов на кубический метр. Этот материал встречается нам ежедневно в виде мочалок и губок, наполнителя кресел и диванов, подкладки в обуви и одежде, а также противоударной упаковки.

2. Жесткий пенополиуретан не так давно стали применять при строительных работах. Но сегодня ученые уже могут сказать, что с ним будет лет через 30 или 50 – материал исследуется и испытывается. Кроме того, в некоторых лабораториях проводились опыты, при которых ППУ подвергался процедуре искусственного состаривания. И те, и другие результаты получились одинаковыми. Можно с уверенностью сказать, что утеплитель пенополиуретан не любит контакта с минеральными кислотами и органическими растворителями. А вот воды и нефтепродуктов он совершенно не боится.

У нас в стране используется достаточно большое количество марок жестких ППУ – порядка 30. Применяют их как по отдельности, так и в различных комбинациях друг с другом. Всё зависит от целей применения – это может быть утепление дома, защита его от шума, создание изолирующего слоя на холодильном оборудовании. Такие широкие возможности применения данный материал получил благодаря своим чудесным свойствам.


Распыление пенополиуретана по утепляемой поверхности.

О технических характеристиках ППУ

Говорить мы будем о жестких пенополиуретанах – именно их используют во время строительных работ. Они отменно держат тепло, практически не пропускают пар и воду, не боятся коррозии, радиации и агрессивной химической среды. Кроме того, они весьма прочны, выдерживают большие температурные перепады и погодные катаклизмы.

Теплопроводность ППУ

Свойства ППУ как теплоизолятора зависят от того, какого размера составляющие его ячейки. Теплопроводность жестких пенополиуретанов лежит в пределах от 0,019 до 0,035 ватта на метр на Кельвин. Чтобы было ясно, что это отличный показатель, приведем примеры сравнения. У керамзитового гравия этот параметр составляет от 0,12 до 0,14 ватта на метр на Кельвин, а у газостекла и пеностекла – целых 0,84 ватта на метр на Кельвин. Уступают пенополиуретану и минеральные ваты с теплопроводностью 0,045- 0,056 ватта на метр на Кельвин.

Шумопоглощающая способность ППУ

Поглощение материалом шумов определяется несколькими параметрами: эластичностью, способностью пропускать воздух, а также толщиной изоляции и ее демпфирующими свойствами. Так, для пенополиуретана способность задерживать звуки зависит от того, насколько жесткий каркас материала и какова частота звуковых колебаний. Важна и сила трения, возникающая при переносе частиц между соседними ячейками, а также поглощение звуковых волн воздухом из ячеек. Путем экспериментов выяснено, что лучше всего защищает от шума ППУ полу эластичного типа.

Отношение к химическим средам

По отношению к агрессивным химическим веществам пенополиуретан более устойчив, чем пенополистирол. ППУ не могут разрушить едкие химические пары (концентрация которых не превышает допустимую). Не боится данный утеплитель и бензина, масел, спиртов, разбавленных кислот и пластификаторов. Достаточно стойко он относится и к эфирам с кетоками. Даже концентрированная кислота не всегда способна его повредить.

Если нанести слой ППУ на металлическую поверхность, то она не поржавеет. Ведь при этом сработает тройная защита – как сам полиуретан, так и две пленки, снаружи и внутри, возникающие при полимеризации материала. Одна из пленок будет прилегать к металлу, а вторая – контактировать с внешней средой. В зависимости от марки ППУ защитный слой может быть более или менее эффективным.

Влагопоглощение ППУ

Впитывание влаги данным материалом одно из самых низких – за сутки оно может достигать от 1 до 3 процентов от первоначального объема. Этот показатель зависит от рецепта приготовления ППУ. Чем плотнее утеплитель, тем меньше воды он способен вобрать в себя. А еще повышают водостойкость специальные вещества, вводимые в состав пенополиуретана. Одним из таких гидрофобизаторов, уменьшающим поглощение влаги в 4 раза, является обычное касторовое масло.

Горючесть пенополиуретана

Пенополиуретаны могут относиться к трем группам: С (самозатухающие), ТС (трудносгораемые) и ТВ (трудно воспламеняющиеся). Как видите, горючесть пенополиуретана достаточно низкая. А повысить его огнестойкость помогает либо введение специальных добавок, либо изменение химической формулы рецепта. Второй вариант дороговат, поэтому чаще используют метод введения наполнителей. Это могут быть соединения фосфора, а также галогены. Можно на обычный пенополиуретан нанести лишь тоненький слой огнестойкого ППУ, содержащего добавки. В производственных помещениях, где опасность пожара велика, такое покрытие, нанесенное из двух слоев будет вполне уместно.

Видео: Горит ли пенополиуретан — тест на горючесть

Плотность ППУ

Плотность данного утеплителя варьируется в пределах от 30 до 80 килограммов на кубический метр. Этот показатель напрямую зависит от того, какой технологией пользовались при производстве материала. В принципе, это и неплохо – при утеплении могут потребоваться и более жесткие, и более мягкие материалы. Всё зависит от конкретной задачи. Поэтому иной раз можно получить существенную экономию, применив более дешевый ППУ меньшей плотности.

Долговечность ППУ

Срок службы пенополиуретана заявляется изготовителями не меньше, чем лет 20-30. Но уже есть данные, говорящие о том, что реальные цифры гораздо больше. В американских, немецких, шведских и японских городах сейчас идет демонтаж зданий, построенных в семидесятые годы прошлого века. При их возведении для утепления использовался пенополиуретан. Изучив его образцы, взятые с труб, стен и крыш, специалисты сделали вывод, что материал остался неизменным по всем параметрам. Изолированными остается девять десятых всех ячеек, позволяя по-прежнему хорошо сберегать тепло. Химическое состояние также не изменилось. И лабораторные, и промышленные испытания в унисон подтверждают это.

Экологическая безопасность и влияние на человека

После 10 — 20 секунд, во время которых материал твердеет, пенополиуретан становится абсолютно безопасным. Если его нагреть до температуры более 500 градусов, то начнется выделение двух газов: углекислого и угарного. Но если на место ППУ поставить дерево или каучук, то при той же температуре они окажутся более опасными. Опыты на мышах подтвердили это.

Пенополиуретаны ППУ

Пенополиуретаны (вспененные полиуретаны, ППУ) – это газонаполненные полиуретаны, жесткие или эластичные.

Состав пенополиуретанов

Композиции для производства пенополиуретанов содержат изоцианаты, гидроксилсодержащие олигомеры, воду, катализаторы, эмульгаторы, а в некоторых случаях наполнители, красители и антипирены.

В состав композиций для производства эластичных пенополиуретанов входят простые олигоэфиры с молекулярной массой 750 — 6000, синтезируемые из окисей алкиленов (этилена, пропилена), тетрагидрофурана и гликолей. Реже используют сложные олигоэфиры дикарбоновых кислот (адипиновой, себациновой, янтарной) и гликолей (например, диэтиленгликоля). Жесткие пенополиуретаны получают из простых олигоэфиров разветвленной структуры на основе окисей алкиленов и триолов (глицерина, триметилолпропана и др.) или сложных олигоэфиров на основе дикарбоновых кислот (адипиновой, фталевой и др.) и триолов или их смесей с диэтиленгликолем. Плотность образующихся пенополиуретанов зависит от соотношения изоцианатов и гидроксилсодержащих олигомеров в исходной смеси. При избытке изоцианатов пенополиуретаны содержат больше мочевинных групп, чем при недостатке изоцианатов, когда образуется больше уретановых групп. Поскольку полимочевины обладают более низкой плотностью 1,05—1,23 г/см 3 ), чем полиуретаны 1,28 г/см 3 ), в первом случае получаются пенополиуретаны с меньшей плотностью.

Получение пенополиуретанов

Пенополиуретаны получают взаимодействием ди- или полиизоцианатов с простыми или сложными гидроксилсодержащими полиэфирами в присутствии воды и катализаторов. Вспенивающим агентом служит диоксид углерода (СО2), выделяющийся в результате реакции изоцианатов с водой:

В качестве катализаторов в большинстве случаев применяют третичные амины и оловоорганические соединения. Кроме указанных компонентов в рецептуры пенопластов вводят вспомогательные вещества — стабилизаторы пены, дополнительные вспенивающие агенты (например, фреоны), красители и др.

Пенополиуретаны можно разделить на две группы:

  1. эластичные пенопласты на основе полиэфиров линейного или слегка разветвленного строения;
  2. жесткие пенопласты на основе сильно разветвленных полиэфиров, образующих полимеры с большей степенью сшивания.

Плотность вспененных полиуретанов регулируют, изменяя содержание воды. Чем больше вводится воды, тем меньше кажущаяся плотность пены. Например, при получении эластичных пенополиуретанов с кажущейся плотностью 32 кг/м 3 приблизительно 75% изоцианатных групп реагирует с водой и лишь около 25% взаимодействует с гидроксильными группами полиэфира.

В результате протекания побочных реакций при синтезе пенополиуретанов наряду с уретановыми образуются и другие связи. Так, первичная аминогруппа, образующаяся при взаимодействии изоцианатов с водой, способна вступать в реакцию с изоцианатной группой:

Продуктом реакции является замещенный карбамид, который содержит подвижный атом водорода при азоте и способен взаимодействовать с изоцианатами, вследствие чего при повышенной температуре может происходить сшивание отдельных макромолекул полимера («карбамидное» сшивание):

Поперечные связи могут образовываться также при взаимодействии изоцианатных и уретановых групп а также при тримеризации изоцианатных групп, остающихся в макромолекулах, в замещенные изоцианураты:

Взаимодействие изоцианатных групп с гидроксилсодержащими олигомерами и водой — конкурирующие реакции. Роль катализатора сводится к регулированию скорости указанных выше реакций. При этом выделение газа и рост полимерных молекул должны происходить с такими скоростями, чтобы газ оставался в полимере, и образовавшаяся пена была бы достаточно прочной и не опадала.

Наиболее часто в качестве катализаторов применяют соединения олова (олеат и октоат, соли дибутилолова и др.), регулирующие реакцию образования уретановых звеньев, и третичные амины (триэтиламин, триэтаноламин, диметилбензиламин и др.), катализирующие реакции образования трехмерной структуры и выделения углекислого газа. На практике используют каталитическую смесь, состоящую из соединения олова и одного или нескольких аминов. Вспенивать полиуретановую композицию можно также легкокипящими жидкостями, обычно фреонами.

Химизм образования эластичных и жестких пенополиуретанов одинаков. Жесткие пены отличаются от эластичных тем, что состоят из полимеров с большим числом поперечных связей. В жестких пенополиуретанах средняя «молекулярная масса» структурной единицы, приходящаяся на один узел разветвления сетки, составляет 400 — 700, в эластичных пенополиуретанах — 2500—20 000. Поэтому композиции для производства эластичных пенополиуретанов не содержат трифункциональных гидроксилсодержащих олигомеров (или содержат их в небольшом количестве), а также содержат меньше третичных аминов.

Обязательным компонентом композиции является эмульгатор, который способствует высокой степени диспергирования компонентов в массе и выполняет роль стабилизатора пены в момент вспенивания. Для этого используют сульфоспирты, сульфокислоты, кремнийорганические жидкости и др. Некоторые стабилизаторы (например, парафиновые углеводороды, кремнийорганические жидкости) определяют характер (открытые или закрытые) и размер образующихся пор.

В качестве антипиренов применяют трехокись сурьмы, трихлорэтилфосфат, порошкообразный поливинилхлорид и др. Для окрашивания пенополиуретанов пригодно большинство органических красителей. Наполняют пенополиуретаны тальком, керамзитом, суспензионным полистиролом, волокнами различной природы.

Пенополиуретаны производят при помощи вспенивания композиции газами, выделяющимися в результате реакций между компонентами исходной смеси (см. выше), или с помощью легкокипящих жидкостей. Поскольку при образовании пенополиуретана по первому методу выделяется значительное количество тепла, внутренние слон крупногабаритных изделий могут обугливаться. Поэтому первый метод применим только для изготовления изделий небольшой толщины.

Во втором методе выделяющееся тепло затрачивается на испарение легкокипящей жидкости, что позволяет предотвратить местные перегревы и обугливание пенополиуретанов

В промышленности пенополиуретаны получают двумя способами:

Одностадийный способ производства пенополиуретанов

По одностадийному способу все компоненты — диизоцианат, полиэфир, воду, катализатор, стабилизатор, эмульгатор — помещают в смеситель одновременно и перемешивают в реакционном аппарате с мешалкой. Пенообразование наступает сразу же, подъем пены начинается приблизительно через 10 с и завершается через 1—2 мин. Окончательное отверждение пены продолжается от нескольких ч до нескольких суток.

Двустадийный (форполимерный) способ получения пенополиуретанов

При двухстадийном (форполимерном) способе производства пенополиуретанов сначала проводят реакцию диизоцианата с олигоэфиром (полиэфиром), а полученный форполимер затем превращают в пенополиуретан при смешении с водой или амином. Изготовление пеноиолиуретановых изделий осуществляют по непрерывной или периодической схеме (заливкой в бумажные формы), а также напылением.

Эластичные пенополиуретаны

Эластичные пенополиуретаны выпускают на основе сложных и простых полиэфиров. Наиболее распространенным их представителем является поролон. Сырьем для его производства служит сложный полиэфир на основе адипиновой кислоты, диэтиленгликоля и небольших количеств триметилолпропана, смесь толуилен-2,4- и толуилен-2,6-диизоцианатов ( 65: 36 ), а также вода.

Технологический процесс получения поролона блочным способом (рис.1) состоит из стадий подготовки сырья, вспенивания полиуретана, изготовления, вызревания и переработки поролоновых блоков.

Подготовка сырья заключается в приготовлении активаторной смеси. Смесь готовят в смесителях 3 , в которые из промежуточных емкостей 1 через мерник 2 подают катализатор (диметиланилин), эмульгатор (натриевые соли сульфокислот), добавку, регулирующую размер пор (парафиновое масло), и воду.

Приготовленную активаторную смесь, сложный полиэфир и смесь толуилендиизоцианатов непрерывно вводят в смесительную головку машины УБТ-65 ( 4 ). Полученная смесь через сливной патрубок поступает тонкой струей на непрерывно движущуюся бумажную форму, в которой образуется пена.

Вспенивание происходит без подвода тепла и заканчивается примерна через 1 мин. Форма с пеной передвигается на транспорте через туннель с сильной вентиляцией, где из пены интенсивно выделяются газы. При выходе из туннеля форма попадает на рольганг 5 , с которого поступает в сушильную камеру 6 , а затем в машину 7 для нарезки блоков. Блоки укладываются штабелером 8 на этажерки 9 и передаются в камеру 10 на вызревание. При этом реакции между компонентами пены заканчиваются, пена отверждается и приобретает необходимую прочность. Вызревание продолжается около 12—24 ч при непрерывном обдувании блоков воздухом комнатной температуры. Готовые блоки перерабатывают на резательных станках 11 в листы и упаковываются .

Некоторые свойства пенополиуретанов в зависимости от состава композиции ( I — IV ) приведены ниже:

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector