Пенополиуретан, что это такое и как он выглядит — технические характеристики, состав, виды и свойства ППУ
Если вы ищете материал, что с гарантией утеплит стены, не став рассадником грызунов и насекомых – используйте пенополиуретан, отсюда возникает вопрос, а что это такое? Это полимерная пена, которая затвердевает и крепко схватывает любую поверхность, на которую была нанесена. Качество этого компонента выше, чем у многих аналогов современности. Рассмотрим подробнее.
Определение
Чтобы лучше разобраться, что такое ППУ, приведем краткое определение материала – это синтетическая пена с ячеистой структурой. Относится к разделу пластмассы, наполненной специальным инертным газом, и часто используется в строительстве и производстве.
Среди несомненных плюсов:
- • многолетнее использование;
- • простота эксплуатации;
- • минимальная теплопроводность;
- • прекрасная адгезия.
Это один из качественных утеплителей, который часто берут, чтобы улучшить конструкционные особенности дома. Некоторые поверхности покрываются газонаполненным пенополиуретаном сложной формы. У него большой срок жизни и его легко использовать на стройке.
Пенополиуретан (ППУ), состав и свойства
Получают его с помощью перемешивания двух жидких материалов:
- • полиизоцианата;
- • полиола.
Вещество взбивают, когда оно застывает, то в 90% застывшего результата оказывается газ. Так пена приобретает возможность использоваться для теплоизоляции. Она перестает пропускать холод и жару. Финальный продукт отличается структурно, область использования тоже разная. Это зависит от пропорциональности использованных жидкостей и добавок.
Так создается поролон – эластичный и мягкий наполнитель. Обычно он используется в качестве внутренней части для мебели: диванов, кресел и других мягких изделий. Марка зависит от двух показателей – насколько плотный и жесткий поролон.
Таблица плотности и жесткости
| Марка | Уровень жесткости | Насколько можно нагружать кг/см2 |
| ST | Стандарт. | от 60 до 101 |
| HL | Жесткий. | от 80 до 121 |
| HS | Мягкий. | От 60 до 121 |
| EL | Повышенной жесткости. | От 60 до 101 |
| HR | Высокоэластичный. | От 100 до 121 |
| CMHR | Пожаробезопасный и с высокой эластичностью. | От 100 до 121 |
Наличие антипиреновой примеси превращает ППУ в жесткий пенополиуретан. У него повышенная плотность – от 30 до 85 кг/см3. Когда он готов, теряет эластичность. Но у него много других полезных свойств:
- • используют для снижения уровня шума и теплоизоляции;
- • для изоляции от влаги фундамента, если она выше 70 кг/см3.
Для строительных целей готовят ППУ из пары компонентов:
- • Изоцианат – основа химического процесса, неизменная составляющая.
- • Полиол – различаются в зависимости от целей.
Такие элементы влияют на скорость реакции, насколько сильно вспенится, какая будет плотность и горючесть в итоге.
ГОСТ 307302-2006 подтверждает, что вспененный полиуретан имеет Г3 класс – что это такое: он считается трудносгораемым, самозатухающим и трудновоспламеняемым.
Разновидности
Большинство предприятий могут производить разные виды:
- • жидкий – продается в емкостях для напыления;
- • жесткий – листы, скорлупы и панели;
- • поролон – маты и рулоны готовой продукции.
Толщина и защитные свойства способны меняться в зависимости от целей. Характеристики позволяют готовить его прямо на строительной площадке. При изменении пропорций компонентов меняются особенности.
Поролон
Отличается низкой плотностью от 5 до 35 кг/м3. Сфера применения очень широка – от наполнителя мебели до подкладок в обувь и одежду, из них делают мочалки и прокладки на двери и окна.
ППУ жесткий
Основное место использование – строительство. Чаще его производят прямо на площадке – так экономятся ресурсы. С помощью специального оборудования рабочие смешивают компоненты в нужных пропорциях.
Так получается готовый пенопролиуретан, который не боится нефтепродуктов и воды, но опасается органических растворителей и других минеральных кислот. Существует более 30 марок разного назначения и плотности. ППУ могут применяться в одном виде для утепления, или в комплексе с аналогами другой частоты.
Сфера применения широка – от шумо- и теплоизоляции зданий до изоляционного слоя в холодильном оборудовании. Исключительно положительные отзывы.
Жидкий
Применяется для напыления на стенки и перекрытия. Благодаря более разжиженной консистенции стало возможным напылять его на стены под давлением для обеспечения изоляции. Незаменим, если нужно работать без утяжеления конструкции.
Таблица толщины
| Название | Толщина, см | ||||||
| 2,0 | 3,0 | 4,0 | 5,0 | 5,0 | 8,0 | 10,0 | |
| Без покрытия/бумага | 37,8 | 42,6 | 52,2 | 61,2 | 71,2 | 92,3 | 119,8 |
| Фольга | 42,7 | 47,5 | 57,1 | 66,1 | 76,1 | 97,2 | 124,7 |
| Армофол | 37,5 | 41,2 | 49,3 | 56,8 | 65,0 | 82,6 | 105,5 |
| С одной стороны — стеклопластик | 51,6 | 56,4 | 66,0 | 59,8 | 68,0 | 85,6 | 108,5 |
Свойства
На фото – пенополиуретан. Это вещество, которое успешно применяется в разных сферах жизни – строительстве, изоляции, паростойкости и влагостойкости. Это материал, который может использоваться под любым углом и ракурсом, так как быстро схватывается и крепко прилипает к поверхности, на которую нанесен. Он способен заполнить собой все щели и дыры до мельчайших. Увеличивается в объеме и экономно расходуется. Образует плотное монолитное покрытие с хорошими показателями прочности.
Пенополиуретан (ППУ) технические характеристики и свойства
По теплоизоляционным характеристикам пена превосходит множество аналогов. В качестве утеплителя ей сложно найти равных. Высокая плотность и адгезия делают возможности изолирования от холода еще выше. Они зависят от структуры материала. Жидкая форма имеет коэффициент от 0,019 до 0,035 Вт/м К, а ближайшая похожая – минеральная вата – 0,045 Вт/м К.
Паропроницаемость тоже на низком уровне – закрытые ячейки не пропускают пар внутрь. У минеральной ваты этот же показатель в 50 раз хуже. Пена защищает стены и перекрытия от вредного воздействия, удерживает внутри комнат нужную температуру и останавливает проникновение в стены частиц воды. Но под жидкостью или в прямом контакте с ней не рекомендуется его использовать, так можно вызвать реакцию гидратации.
Сравнение с минеральной ватой
Это ближайший аналог, более популярный дешевый и уступающий по ряду свойств. Прочность в момент сжатия у пенополиуретана находится на уровне 0,3, у минеральной ваты не рассчитывается, так как является очень гибкой и послушной материей.
ППУ может поглотить воды не более 10%, минвата не рассчитана на подобную нагрузку и сама имеет постоянные 4% влажности. Сопротивляться набуханию от жидкости она не будет, поэтому в жилых домах ее использовать не рекомендуется.
Поговорим о максимальном сроке службы. Пена прослужит минимум 40 лет, а уровень иного вещества не превышает и 10. Слежавшаяся минвата становится просто вредной прокладкой, от которой нет пользы.
ППУ не содержит опасных испарений, формальдегидов и фенолов, как более дешевый его аналог в 6% нежелательных соединений, и полностью безопасен. Он устойчив к воздействию агрессивной среды и отлично сопротивляется грызунам и насекомым. Пенополиуретан не выделяет в воздух волокна, минвата содержит аллерген для многих людей и азоноразрушающие газы.
Таблица: 12 характеристик
| Свойство | Показатель | Объяснение |
| Плотность | 45-60 кг/м3. | Очень легкий материал, даже у минваты 150-250. |
| Усадка | — | Не была выявлена. |
| Прочность к сжатию | 0,46 мм/м. | Прекрасный показатель, пенобетон имеет схожую характеристику. |
| Проводимость тепла | 0,021 Вт/м*К. | Меньше, чем у многих аналогов, минвата имеет 0,035. |
| Устойчивость к морозу | До 1000 циклов. | Отличная характеристика. |
| Поглощение воды | 2%. | Лучше, чем у аналогов, пенобетон до 20%. |
| Проницаемость пара | 0,001. | Почти полная изоляция от пара, у минваты 0,29. |
| Устойчивость к огню | 3Г. | Само затухает и плохо загорается. |
| Цена | 300-1800. | Зависит от толщины, наличия и вида защитных слоев. |
| Изоляция от звука | Высокая. | Выше, чем у аналогов. |
| Токсичность | Не считается токсичным. | Может применяться даже в пищевых холодильниках, нет вредных испарений и пыли. |
| Сколько лет прослужит | До 50. | Считается одним из наиболее долговечных видов изоляции. |
В зависимости от показателя разделяют:
- • С – самостоятельно затухающие;
- • ТС – трудносгораемые;
- • ТВ – трудновоспламеняющиеся.
Чтобы повысить огнестойкость, обычно добавляют специальные вещества в состав. Важно точно знать, какие можно положить, но лучше это доверить специалистам, а не делать самостоятельно.
Полезные свойства
Как и любой другой материал, пена имеет свои преимущества и недостатки.
Достоинства:
- • Легкость. Используется на чердаках, крышах, легких строениях. Не делает тяжелой конструкцию.
- • Не нуждается в крепежных элементах и дополнительных деталях.
- • Нет «мостиков холода». Бесшовная теплоизоляция.
- • Быстро наносится. Не нужно готовиться дополнительно, проводить часы рядом со стройкой.
- • Можно работать с материалом при температурном режиме от -200 до +200 градусов.
- • Выдерживает перепады температуры и влажности, устойчив к морозам и жаре.
- • Не реагирует на большинство щелочей, кислот и солей.
- • Отличное сцепление с поверхностью.
В жидком виде подходит для наполнения пустот. Заполняет межстенные пространства без разбора перекрытий – просто вливается в отверстие.
Минусы
Расскажем о том, как выглядит пенополиуретан. Это застывшая пена с мелкими порами или без них в зависимости от типа смешивания. Но у него есть и минусы:
- • Не выдерживает постоянного воздействия ультрафиолета. Необходимо ограждать от прямых солнечных лучей. Сверху следует крепить покрытие.
- • Наносится только на сухую и теплую поверхность. Перед нанесением следует очистить стену или пол от мусора и ржавчины, чтобы усилить сцепление.
Не горит, но способен тлеть под воздействием высоких температур. Теплоизоляция будет портиться, поэтому в бане, сауне и печах не рекомендуется использовать.
Материал ППУ что это такое для здоровья
Когда пена застыла и находится в стене, никакого вреда не несет. Но в процессе производства нужно соблюдать все требования техники безопасности. Нельзя смешивать компоненты без:
- •маски;
- • респиратора;
- • защитного костюма.
Полезные советы:
- • реактивы должны быть проверенные и сертифицированные;
- • место – не продуваемым;
- • оборудование – качественным.
Если соблюдать все условия, то пенка получится безопасной.
Область применения
Чаще применяется в строительстве. Это удобный и качественный способ справиться с щелями и создать изоляцию в любом помещении. Материал легкий, поэтому может распыляться в деревянных конструкциях, холодильниках разного назначения и приборах.
Активно используют в ракетном и космическом строении. С добавлением пены строятся машины и корабли. Поролон – в мебели, мочалках и других средствах постоянного использования.
Как монтируется
Один из наиболее распространенных способов – напыление. С помощью такого метода материал отлично держится и экономно расходуется, подходит для конструкций со сложной геометрией, выступами и углублениями. Чтобы процесс прошел успешно, нужно:
- • Проконтролировать, чтобы стена или другая поверхность была сухой.
- • Нет высокой влажности, дождя, града или снега.
- • Ветер не превышает слабые 5 м/с, а лучше от него оградить рабочую зону.
- • Проследить, чтобы область покрытия была теплой – не ниже +10 градусов.
- • Смесь нагреть – около +18-25 градусов в момент нанесения, с холодной тяжело работать и держится она плохо.
- • Наносить слоем не больше 3-5 см, если требуется толще – в 2-3 приема после высыхания.
Помещение обязательно должно проветривается. Человеку следует надеть специальный костюм, маску и респиратор. Начинайте со сложных участков: труб, выпуклых или вогнутых частей, люков вентиляции или коробок разводки электрики.
Полезные советы:
- • Наносить состав рекомендуется в несколько слоев. Так будет эффект значительнее и выше адгезия. Важно проследить, что предыдущий слой полностью высох. Особенно значимо на стенах с признаками разрушения. Здесь он ляжет неровно и потребуется 2-3 дополнительных напыления, чтобы выровнять площадь.
- • Перед покупкой стоит проконсультироваться со специалистом, чтобы выбрать правильную марку ППУ с нужной непроницаемостью. Это сэкономит деньги и время, потраченное на ремонт. В компании «МПласт» вы можете приобрести качественный материал высокой прочности.
- • Если проводить нанесение пенополиуретана с учетом всех требований и советов, то на поверхности появится покрытие, которое прослужит много лет и будет выполнять свои задачи до конца службы.
С помощью этого материала утепляют фундамент и наружные стены при необходимости.Им же обрабатывают трубы магистралей для сохранения в них тепла. Монтируют на балконах и лоджиях, используют внутри игрушек и губок для мытья посуды. Это крупная часть производства, которая задействована в разнообразных сферах. Приобрести его несложно, нанести – тоже. Результат получается качественным, сохраняет полезные свойства много лет при правильном обращении.
Пенополиуретаны (жесткие и эластичные)
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/см3), чем полиуретаны 1,28 г/см3), 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:
- эластичные пенопласты на основе полиэфиров линейного или слегка разветвленного строения;
- 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/м3 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:
- одностадийным;
- двухстадийным.
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:
| Состав композиции, в массовых частях | I | II | III | IV |
| Полиэфир | 100 | 100 | 100 | 100 |
| Толуилендиизоцианат | 45 | 39 | 39 | 31 |
| Вода | 6,0 | 5,0 | 2,5 | 1,8 |
| Катализатор | 1,0 | 1,0 | 0,5 | 0,5 |
| Эмульгатор | 4,2 | 2,0 | 1,0 | 1,0 |
Основные физико-механические показатели эластичных пенополиуретанов приведенных выше композиций:
| Физико-механические показатели эластичных пенополиуретанов | I | II | III | IV |
| Кажущаяся плотность, кг/м3 | 25 | 34 | 50 | 59 |
| Разрушающее напряжение, МПа при растяжении | 0,34 | 0,17 | 0,20 | 0,21 |
| Разрушающее напряжение, МПа при сжатии (с изгибом на 25%) | 0,0055 | 0,0062 | 0,011 | 0,013 |
| Относительное удлинение при разрыве, % | 398 | 450 | 400 | 350 |
Эластичные пенополиуретаны имеют высокие тепло- и звукоизоляционные показатели, хорошие диэлектрические и амортизационные свойства. Они способны склеиваться с деревом, металлами, бумагой, тканями и т. п. Эластичные пенополиуретаны на основе сложных полиэфиров имеют более высокую прочность при растяжении, стойкость к окислительному старению, воздействию масел и растворителей, но меньшую упругость и морозостойкость и меньшую стойкость к старению во влажных условиях, чем эластичные пенополиуретаны на основе простых полиэфиров.
Свойства эластичных пенополиуретанов отечественных марок*
| Показатель | ППУ-Э | ППУ-ЭТ | ППУ-ЭМ-1 |
| Кажущаяся плотность, кг/м3 | 25 – 60 | 30 – 40 | 30 -50 |
| Прочность при растяжении, Мн/м2 (кгс·см) | 0,12 (1,2) | 0,1 (1,0) | 0,11-0,13 (1,1 -1,3) |
| Относительное удлинение, % | 150 | 100 | 150 – 170 |
| Эластичность по отскоку, % | 15 | 15 | 20 – 40 |
| Относительная остаточная деформация при 50%-ном сжатии в течение 72 часов при 20°С, % | 10 | 15 | 10 |
| Напряжение сжатия при 40%-ной деформации (кгс/см2) | 0,0025 – 0,0075 (0,025 – 0,075) | 0,003 – 0,01 (0,03 – 0,1) | 0,004 – 0,01 (0,04 – 0,1) |
| Температура применения, °С | от -15 до 100 | от -20 до 100 | от -50 до 100 |
| Потеря массы при горении (метод «огненная труба») | — | 22 | — |
| Коэффициент звукопоглощения при 250 гц | 0,35 | 0,36 | — |
| при 1000 гц | 0,80 | 0,85 | — |
| при 4000 гц | 0,75 | 0,80 | — |
*источник – Энциклопедия полимеров под ред. Кабанова В.В. 1974 г, том 2, с.567.
Эластичные пенопласты с закрытыми порами применяют для изготовления поплавковых изделий, механических опор, теплоизоляции для работы при низких (жидкий азот) и относительно высоких (до 120 °С) температурах. Пенопласта с открытыми порами используют для производства губок, подушек, сидений, звукоизоляционных материалов и т. д.
Все большее применение находят интегральные пенополиуретаны, имеющие плотную поверхностную пленку и вспененную сердцевину, причем все изделие образуется за один цикл заливки.
Жесткие пенополиуретаны
Жесткие пенополиуретаны получают главным образом методами заливки и напыления. По первому методу процесс проводят «следующим образом.
При повышенной температуре и перемешивании приготовляют смесь полиэфира с катализатором, эмульгатором и водой. После выдержки при 30 °С в течение 20—30 мин в смесь добавляют толуилендиизоцианат и перемешивают массу 1—2 мин.
При этом температура массы повышается на 5—10 °С, возрастает ее вязкость и происходит частичное вспенивание. Затем массу разливают в ограничительные формы, соответствующие конфигурации изделий. Вспенивание продолжается 30—35 мин.
В течение этого времени форма заполняется пенопластом, который приобретает необходимую твердость и ячеистую структуру. Для получения пенополиуретанов методом напыления на поверхность различных материалов применяют передвижную малогабаритную установку, которая состоит из обогреваемых емкостей для компонентов, шестеренчатых насосов и пистолета-распылителя с мешалкой. Толщина напыляемого слоя составляет 5—50 мм, кажущаяся плотность — от 35 до 200 кг/м3.
Физико-механические показатели некоторых марок жестких пенополиуретанов на основе сложных полиэфиров (продуктов взаимодействия двухосновных кислот с многоатомными спиртами, содержащими свободные гидроксильные и карбоксильные группы) и диизоцианатов (смеси толуилен-2,4 и толуилен-2,6-диизоцианатов) приведены ниже:
| Кажущаяся плотность, кг/м3 | 60 | 100 | 200 |
| Разрушающее напряжение при сжатии, МПа | 0,20 | 0,78 | 2,45 |
| Ударная вязкость, кДж/м2 | 0,48 | 0,39 | 0,59 |
| Коэффициент теплопроводности, Вт/(м·К) | 0,024 | 0,031 | 0,057 |
| Тангенс угла диэлектрических потерь при 1010 Гц | 1,05 | 1,1 | 1,23 |
| Усадка (линейная) за 24 ч, % | 0,6 | 0,3 | 0,5 |
| Верхний предел рабочих температур, °С | 100 | 130 – 150 | 170 |
| Водопоглощение за 24 ч, кг/м2 | 0,2 | 0,1 | 0,1 |
Жесткие полиуретаны характеризуются хорошей формоустойчивостью, имеют высокие тепло- и звукоизоляционные показатели. Они устойчивы к действию кипящей воды, бензина, керосина, смазочных масел, водных растворов солей, этилового спирта и т. п. Пенопласты легко очищаются мыльной водой; они противостоят плесени и гниению. Жесткие полиуретановые пенопласты имеют хорошие электроизоляционные свойства. Кроме того, они проявляют высокую адгезию к дереву, металлу, тканям и другим материалам. Небольшая плотность и малая способность к водопоглощению позволяют использовать жесткие пенополиуретаны для изготовления незатопляемых лодок и понтонов, а также трехслойных и многослойных конструкций, отличающихся высокой теплостойкостью, вибростойкостью и проницаемостью для электромагнитных волн. Жесткие пенополиуретаны применяются в строительстве, авиа-, авто- и судостроении, холодильном деле и т. д. Для улучшения свойств пенополиуретанов и для снижения их стоимости широко используют различные наполнители (стеклянное волокно, стекломаты и др.).
Свойства жестких пенополиуретанов отечественных марок*
| Показатель | ПУ-101 | ПУ-101Т | ППУ-3С | ППУ-304Н |
| Кажущаяся плотность, кг/м3 | 100 – 200 | 150 – 250 | 50 | 30-50 |
| Прочность, Мн/м2 (кгс/см2) не менее при сжатии | 1,0 – 1,9 (10 – 19) | 2,0 – 4,2 (20 – 42) | 0,25 (2,5) | 0,15 – 0,5 (1,5 – 5) |
| при изгибе | 0,8 – 1,5 (8 – 15) | 1,5 – 3,5 (15 – 35) | 0,2 (2) | 0,2 – 0,9 (2 – 9) |
| Ударная вязкость кдж/м2 или кгс·см/см2, не менее | 0,4 | 0,5 – 0,8 | 0,6 | 0,4 – 0,6 |
| Коэффициент теплопроводности, вт/(м·К) | 0,031 – 0,035 | 0,033 – 0,047 | 0,033 – 0,038 | 0,023 – 0,035 |
| Ккал/(м·ч·°С) | 0,027 – 0,030 | 0,028 – 0,040 | 0,028 – 0,033 | 0,02 – 0,03 |
| Водопоглощение за 24 часа, %, не более | 0,3 | 0,3 | 0,3 | 0,3 |
| Температура применения, °С | от -50 до 150 | от -60 до 200 | от -60 до 60 | от -60 до 100 |
| Диэлектрическая проницаемость при 1010 гц | 1,1 – 1,2 | 1,1 – 1,3 | — | — |
| Тангенс угла диэлектрических потерь при 1010 гц | 0,0015 | 0,0016 – 0,0020 | — | — |
* источник – Энциклопедия полимеров под ред. Кабанова В.В. 1974 г, том 2, с.567.
Полиуретановыми пенопластами заполняют зазоры в бетоноконструкциях и полости при изготовлении дверей и оконных рам, производят отделку колпаков, радаров, тропических шлемов, несущих плоскостей и кабин самолетов и др.
Список литературы:
Вандерберг Э. Пластмасса в промышленности и в технике. М., Машиностроение, 1964. 196 с.
Домброу Б. А. Полиуретаны. М., Госхимиздат, 1961. 152 с.
Лафенгауз А: П., Юоичева Е. Я.— В кн.: Пенопласта. М., Оборонгиз, 1960, с. 117;
Павлов В. В., Горячев М, С, Дурасова Т. Ф. Там же, с. 131.
Коршак В. В., Фрунзе Г. М. Синтетические гетероцепные полиамиды. М., изд.-во АН СССР, 1962. 523 с.
Кузнецов Е, В., Прохорова И, Я. Альбом технологических схем производства полимеров и пластмасс на их основе. Изд. 2-е. М., Химия, 1975А74 с.
Лосев И. Я. Тростянская Е. Б. Химия синтетических полимеров. Изд. 2-е. М., Химия, 1971. 615 с.
Николаев А. Ф. Синтетические полимеры и пластические массы на их основе. Изд. 2-е, М.~Л., Химия, 1966. 768 с.
Саундерс Дж. X., Фриш К. /С. Химия полиуретанов. Пер. с англ./Под ред. X. М. Энтелиса. М., Химия, 1968. 470 с.
Керча Ю. Ю. Физическая химия полиуретанов. Киев, Наукова думка, 1979, 220 с.
Берлин А. А., Шутов Ф. А. Упрочненные газонаполненные пластмассы. М., Химия, 1980. 192 с.
Композиционные материалы на основе полиуретанов. Пер. с англ./Под ред. Ф. А. Шутова. М, Химия, 1982. 214 с.
Дементьев А. Г., Тараканов О. Г. Структура и свойства пенопластов. М., Химия, 1983. 208 с.
Берлин А. А., Шутов Ф. А. Пенополимеры на основе реакционноспособных олигомеров М., Химия, 1977, 116 с.
Автор: Коршак В.В.
Источник: Коршак В.В., Технологии пластических масс, 3-е издание, 1985 год
Дата в источнике: 1985 год
жесткий эластичный трудносгораемый утеплитель марки ППУ-ЭР
Уже длительное время листовой пенополиуретан по праву считается одним из наиболее популярных стройматериалов. Огромное разнообразие в применении этого уникального материала позволяет использовать его не только в виде утеплителя при сооружении зданий, но и при изготовлении тканей и мебели.
Особенности
Пенополиуретан представляет собой синтетическую пену в виде прямоугольного полотна, которое имеет различную толщину и является удобным в применении. По сути, пенополиуретан можно охарактеризовать как разновидность пластмассы. ППУ изобрели в далеком 1937 году немецкие ученые под руководством химика Отто Байера. В то время материал еще не пользовался такой большой популярностью, однако было понятно, что он обладает уникальными свойствами, и что его ожидает множество возможностей для дальнейшего использования в производстве.
В наши дни пенополиуретан пользуется большой популярностью. Изготовление ППУ является вполне осуществимой задачей. Это легко сделать прямо на стройплощадке, для этого всего лишь нужно соблюдать необходимые пропорции специальных ингредиентов. Пласты делают при помощи заливки компонентов нефтехимической переработки в специальную форму. После тщательного перемешивания происходит распределение смеси в подготовленные формы с прессом, где материал затвердевает и принимает необходимую форму и размеры.
По своей структуре материал получается пористым, с наличием ячеек, которые заполняются газообразным веществом. Размеры ячеек влияют на плотность материала.
По типу жесткости различают несколько видов листового пенополиуретана:
- стандартный вариант;
- жесткий материал;
- пенополиуретан повышенной жесткости;
- высокоэластичный;
- эластичный трудносгораемый.
Жесткий эластичный трудносгораемый утеплитель марки ППУ-ЭР обладает высокими теплоизоляционными свойствами. Его технические характеристики делают материал незаменимым при обустройстве зданий и промышленных предприятий. Этот материал используется в областях производства с большой долей ответственности, таких как автомобильная промышленность и авиация.
Жесткий листовой пенополиуретан отлично зарекомендовал себя при утеплении стен. Этот материал производится в форме плит и обладает шумоподавляющими свойствами. Монтаж стен в здании производится как с наружной, так и с внутренней стороны. Жесткий пенополиуретан отлично подходит для утепления трубопроводов. Зачастую применяют специальные формы, прикрепляющиеся на трубы при помощи хомутов или проволоки, что, в свою очередь, помогает сохранить тепло и защищает их от повреждений и низких температур воздуха.
Плюсы и минусы
Пенополиуретан является современным строительным материалом, который имеет прочную структуру и теплоизоляционные свойства. Область применения пенополиуретана довольно разнообразна и включает в себя множество отраслей производства, таких как строительство зданий, авиация, автомобильная промышленность, изготовление игрушек и мягкой мебели.
Главные положительные стороны материала можно обозначить следующим образом:
- материал не вызывает аллергических реакций;
- в нем не образуются грибок и плесень;
- является устойчивым к перепадам температуры;
- удобный в работе;
- широкий спектр деятельности;
- высокие показатели звукоизоляции.
ППУ для производства мебели не представляет собой благоприятную среду для обитания насекомых. И также его основным плюсом является способность принимать различные необходимые формы, что немаловажно при изготовлении обивок для мебели, сидений и матрасов.
Несмотря на существенные плюсы, пенополиуретан имеет и отрицательные стороны.
- Негативное влияние ультрафиолетового излучения способствует быстрому износу. В качестве защиты можно использовать штукатурку или краску.
- Пенополиуретан – это трудносгораемый материал. Большая температура не приведет к возгоранию, однако утеплитель может начать тлеть. Такой процесс можно остановить при охлаждении материала. Поэтому там, где поверхность может начать греться, лучше отказаться от использования ППУ.
Технические характеристики
В качестве утеплителя пенополиуретан имеет значительное превосходство над другими стройматериалами. Обычно в строительстве применяется жесткий пенополиуретан, который обладает отличными энергосберегающими качествами в виде высокой плотности до 70 кг/м3 и низкой теплопроводности от 0,02 до 0,03 Вт/м.
В целом для ППУ жесткого типа характерны следующие особенности:
- низкая водопроницаемость;
- высокая прочность;
- разнообразные способы изготовления материала;
- большой диапазон рабочих температур;
- устойчивость к осадкам, химическим элементам, радиации и коррозии.
В целом пенополиуретан листовой является современным стройматериалом, который нашел широкое применение в разных отраслях производства, среди которых строительство, мебельная и швейная промышленность.
Этот универсальный полимер в виде пены не поддается влиянию влаги и температуры. Пенополиуретан долговечен в эксплуатации и имеет высокие санитарно-гигиенические нормы, что делает его безопасным для здоровья и жизнедеятельности человека.
Подробнее о преимуществах пенополиуретана вы узнаете в следующем видео.
Жесткий пенополиуретан: Характеристики материала листового- что это такое? +Фото и Видео
Возможные области применения жесткого пенополиуретана и его характеристики. Химические чудеса света – как же их много стало в последнее время. Одним из таких чудес является изобретение нового, до этого не существовавшего вида полимера, который стал известен миру как жесткий пенополиуретан. Его делают из продуктов нефти при специальной химической обработке и переработке. У него ячейковая структура, в каждой из которой есть небольшие пузырьки газа.
Благодаря варьированию пропорций элементов в составе получается делать разные виды пенополиуретана с разными размерами ячеек. Они отличаются по толщине стенок ячеек. Так, в продаже можно встретить мягкие и жесткие пенополиуретаны, которые отличаются по прочности и эластичности.
Общие сведения
Разработка продукта
Благодарить за создание этого уникального элемента можно немецких ученых, а разработкой руководил Отто Байер. И ведь действительно, благодаря тому, что были созданы новые технические характеристики, материал имеет неоспоримое преимущество над другими по своим достоинствам, а его использование дает возможность использовать материал в разных областях.
Разновидности пенополиуретана
В целом есть следующая классификация, которая была основана по прочности ячеек:
- Стандартный.
- Повышенной жесткости.
- Очень мягкий и мягкий.
- Высокоэластичный и вязкоэластичный.
Жесткий пенополиуретан используют при строительстве, ремонте, при утеплении помещения и в других областях. За все время существования было проведено множество исследований характерных особенностей, в том числе и искусственное состаривание материала. Так, есть официальные данные, что минимальная продолжительность эксплуатации – 50 лет. Чтобы применение было успешным, следует избегать контактов с сильными минеральными кислотами и органическими растворителями. Материал признан устойчивым к действию нефтепродуктов и воды.
Интересно, что открытие полимера было произведено в 19370ом году, но свой настоящий триумфальный взлет, массовое распространение и применение было датировано примерно в середине 60-х годов. По характеристикам жесткий пенополиуретан был разделен на более 30-ти модификаций, которые отличаются по технологии и сферам применения.
Технические характеристики жесткого пенополиуретана
Среди подобных пенообразных полимеров достаточно сложно найти такой материал, который будет объединять в себе такое количество преимуществ:
Высокий уровень шумопоглощения.- Высокая способность к теплоизоляции.
- Низкий уровень влагопоглощения.
- Материал устойчив к негативному воздействию веществ.
- Обладает низким уровнем горючести.
- Материал экологичный и безопасный для здоровья человека.
- Большой срок эксплуатации.
- Возможность работы при температуре от -200 градусов до +200 градусов.
Высокий уровень шумопоглощения.Теплопроводность как характеристика жесткого пенополиуретана зависит от того, какой размер у ячеек, из которого он состоит. Но тем не менее, по сравнению с другими видами теплоизоляторов ППУ – явный лидер по уровню теплопроводности, и в этом ему уступают даже виды минеральной ваты.
Толщина слоя изоляции определяет шумопоглощение, а также воздухопроницаемостью и эластичностью. Способность жесткого пенополиуретана к задержке звука во многом зависит от того, насколько материал жесткий и от частоты звуковых колебаний. Для лучшей защиты рекомендуют использовать полуэластичный тип ППУ.
Еще отметим, что материал устойчив к химическому воздействию, и поэтому смог превзойти в этом плане даже пенополистирол. Он может выдержать воздействие химического едкого пара в определенных концентрациях, не будет разрушен из-за воздействия спиртов, масел, бензина, устойчив к влиянию кетонов и эфиров, а также полуразбавленных кислот. Если на какой-то металл нанести слой жесткого пенополиуретана, это даст дополнительную защита. Она будет варьироваться в зависимости от модификации материала.
Высока и влагостойкость. Она тоже во многом зависит от рецептуры, по которой делают пенополиуретан. Прямая зависимость – чем выше плотность, тем меньше поглощение воды, и наоборот. Для повышения влагостойкости нужно добавить гидрофобизаторы. К примеру, если в состав пенополиуретана добавить касторовое масло, водопоглощение будет уменьшено в 4 раза!
Горючесть пенополиуретана
По этой характеристике материал можно отнести к веществам с низким уровнем горения. Благодаря использованию разных добавок получилось увеличить огнестойкость. По стоимости будет куда дороже изменять химическую формулу, а более подходящий вариант – добавки фосфорных соединений или галогенов в состав. Это дает возможность получить практически невозгораемый материал. Для повышения этой характеристики и при этом не увеличивая его стоимость, можно нанести поверх ППУ покрытия еще и дополнительное огнестойкое. Это хороший вариант для помещения, где риск возгорания высок, особенно это актуально в производственных помещениях.
Плотность жесткого пенополиуретана варьирует в зависимости от того, по какой технологии материал был изготовлен. Те материалы, которые имеют высокий показатель удельного веса, т.е. до 80кг/м3 немного дороже, а с меньшей плотностью дешевле.
Производитель дает гарантию срока службы до 30-ти лет, хотя настоящий срок службы намного больше. Японские и американские специалисты изучили все технические характеристики тех образцов, которые были использованы еще в 70-е годы прошлого века. Как вывод – характеристики материала со стен и крыш остались неизменными. Не пострадала и химическая устойчивость, а также теплоизолирующие свойства.
Использование пенополиуретана
По экологическим и техническим характеристикам пенополиуретан полностью безопасен для здоровья человека после застывания.
Обратите внимание, что при первых попытках использования нового в то время материала было запланировано использовать его для интерьера без особых перспектив.
К преимуществам технических характеристик материала в роли утеплителя для всевозможных конструкций можно отнести замечательную особенность материала «прилипать» абсолютно ко всем поверхностям в независимости от материала изготовления и способы покрытия. Благодаря особым характеристикам напыляемого пенополиуретана его можно нанести на любой материал: стекло, бетон, дерево, металл и неважно, горизонтально или де вертикально расположена конструкция. Отметим и то, что жесткий пенополиуретан имеет высокий уровень адгезии и достаточно удобен в применении, его не требуется закреплять на поверхности или обрабатывать каким-либо веществом перед тем, как нанести покрытие.
Благодаря небольшому весу ППУ никак не утяжеляет утепленную конструкцию, а это огромный плюс в строительстве. Еще за счет покрытия из пенополиуретана плотность конструкции становится выше. Он одинаково хорошо переносит и низкие/высокие температуры, что дает возможность использовать материал и снаружи, и внутри производственных и жилых помещений.
В отличие от других видов утепления пенополиуретан не создает щели или швы, которые требуется дополнительно заделать. Наоборот, все пространство вокруг утепляемой конструкции он заполняет, герметизирует различные труднодоступные для разных видов утепления места, и к тому же, не требует использование дополнительных средств для фиксирования к конструкции утепления.
Материал обойдется достаточно дешево при транспортировке и хранении за счет использования компактных исходных данных. Характеристики ППУ идеальны для мягкой мебели, часто его используют как упругий наполнитель в сидениях, подушках, креслах и диванах. Поролон смог вытеснить хлопковую набивку и вату их обихода, элементов интерьера и одежды. Поролон же используют для многих бытовых нужд, и мало какой полимер может стать заменителем по характеристикам.
Его используют также в качестве наполнителя при обивке мебели, для утепления обуви и одежды, в качестве мягкой упаковки, чтобы защитить ценные и хрупкие предметы от ударов при перевозке. Производство пенополиуретановых изделий смогло превысить производство полиэтилена и полиэтилентерефталата вместе.
Недостатки
Но нет ничего идеального, и помимо множества положительных сторон есть и некоторые отрицательные, а именно:
- Это далеко не самый стойкой материал по отношению к действию ультрафиолета, требуется использование защитного слоя штукатурки, перекрытие панелями или окрашивание.
- Применение ограничено в тех местах, где доступно чрезмерное нагревание поверхности или высокая опасность возникновения возгораний.
- При использовании напыления стоимость достаточно высокая.
- Пену можно нанести лишь на теплую и сухую поверхность, а это ограничивает применение на открытой строительной площадке зимой.
Заключение
Из всего вышеописанного можно сделать вывод – хотя у материала есть некоторые недостатки, их полностью перекрывают все достоинства, которыми обладает жесткий пенополиуретан.
Пенополиуретан (ППУ) в матрасах — что же такое ППУ?
Пенополиуретан (ППУ) — на сегодняшний день самый распространенный и востребованный в производстве матрасов материал. Что собой представляют пенополиуретановые блоки и настилы? Каковы плюсы и минусы материала? Заслуживает ли он внимания?
Что такое пенополиуретан?
Пенополиуретан — усовершенствованный эластичный поролон. Применение инновационных технологий позволило улучшить «рецептуру», повысить упругость и эксплуатационные характеристики. Современные поролоны отличает гораздо более долгий срок службы.
Основным компонентом пенополиуретановых настилов (блоков) являются вспененные полиолы (полиэфиры) — простые, либо сложные. Для производства матрасов и мягкой мебели чаще используют пены на основе простых полиэфиров. Они более эластичны, влаго- и морозоустойчивы, не содержат пластификаторов, за счет чего совершенно безвредны. Рецептуры и процесс изготовления высокоэластичных марок поролонов (пен с эффектом памяти) сложнее, что, соответственно, влияет на конечную стоимость изделий.
Справка! Больше о методах производства и составе пенополиуретана читайте в статье Поролоновый (пенополиуретановый) матрас: все новое — хорошо забытое старое.
Марки пенополиуретанов
Ассортимент пенополиуретанов достаточно широк. Марки ППУ варьируются от экстражестких до мягких, высокоэластичных и вязкоэластичных (пены памяти формы).
- Экстражесткие (HL) отлично подойдут людям с большим весом.
- Армированные (EL) — замечательные универсальные марки, которые понравятся любителям умеренно-жесткой поддержки.
- Стандартные (ST) марки — бюджетный, менее упругий, не слишком долговечный вариант.
- Мягкие (HS) — неподходящие варианты.
- Вязкоэластичные (VE) и высокоэластичные (HR) относятся к сегменту дорогих, с ярко выраженным анатомическим и ортопедическим эффектом. Способны достаточно точно повторять изгибы тела и одновременно оказывать необходимую поддержку.
- Пенополиуретан WATERLATTEX (HR* 6030 LL) по ощущениям наиболее близок к натуральному латексу.
Справка! Более подробно о характеристиках разных марок читайте в статье Матрас из поролона своими руками — интересный и увлекательный процесс.
Плюсы и минусы пенополиуретана
Главным плюсом пенополиуретанов является отличное соотношение цены и качества. Если говорить о зарубежных брендах, ППУ — это возможность приобрести качественное изделие с достойными характеристиками по относительно доступной цене. К сожалению, недобросовестные производители матрасов часто используют не слишком подходящие для этой цели марки стандартных и мягких поролонов, что портит впечатление потребителя о материале.
Как упоминалось выше, ассортимент пенополиуретанов достаточно широк. Есть возможность выбрать «свою» степень жесткости. К числу плюсов также можно отнести воздухопроницаемость. Из минусов — недостаточная влагоустойчивость. Решить проблему поможет использование непромокаемых наматрасников.
Справка! Подробнее о плюсах и минусах пенополиуретановых матрасов читайте в статье Поролоновый (пенополиуретановый) матрас: все новое — хорошо забытое старое.
Стандартные марки пенополиуретана (поролона) | SkyLace
Стандартный ППУ (пенополиуретан, поролон) Стандартный мебельного поролона (пенополиуретан, ППУ – это синонимы) производится на непрерывной линии, которая называется «Машина вспенивания». Иногда (сейчас все реже) используют устаревший «ящичный» способ производства. То есть, смесь компонентов выливают в ящик-форму для вспенивания массы. Процесс непрерывного производства пенополиуретана (наиболее современный и высокотехнологичный) представляет собой очень точное по дозировке смешение химических компонентов с последующим вспениванием массы, ее желированием и отвердеванием во время движения конвейера. В конце конвейера полученную массу нарезают на блоки заданной длины.
Пенополиуретан производят с использованием одного основного полиола и полимерполиола (для придания жесткости при необходимости). Стандартный пенополиуретан имеет равномерную «природную» структуру ячеек, межмолекулярных связей, минимально измененную какими-либо дополнительными добавками с целью получения заданных производителем свойств. Соотношение плотности и жесткости материала также естественное. Для обозначения марки любого пенополиуретана используются 1-2-3 буквы и 4-5 цифр, следующих за буквами (например: N2237 или N22148). При этом буквенные обозначения, используемые отечественными и зарубежными производителями для обозначения идентичной марки отличаются. Цифровые обозначения в России и за рубежом аналогичны. У зарубежных производителей весь спектр марок стандартных ППУ обозначается буквой N – normal. У отечественных производителей стандартные марки подразделяются еще и на ST – стандарт, EL – жесткие, HL – сверхжесткие, HS – сверхмягкие, что, по сути, повторяет смысл, заложенный далее в цифровых обозначениях. Первые две цифры цифровой части обозначения марки означают плотность материала в кг/куб.м. Этот параметр является основной характеристикой поролона. Цена на листы поролона тоже рассчитывается производителями в килограммах, как и жидкое сырье для производства ППУ, хотя часто, для удобства восприятия клиента, цена предлагается в рублях за 1 лист ППУ определенного размера. То есть, цена в рублях за 1 кг – единица универсальная, а в рублях за лист – только для определенного клиента, поскольку размеры листов могут быть разнообразными. Далее в цифровом обозначении следуют 2 или 3 цифры, обозначающие жесткость (или другими словами, напряжение сжатия). Если за обозначением плотности следуют две цифры – то это обозначение жесткости в десятках кПа. Если цифры три, то это обозначение жесткости в Ньютонах. Перевод из одной единицы в другую простой: 1 кПа = 40 х 1 Ньютон, то есть, если в обозначении марки написано 37, что означает 3,7 кПа, и это равнозначно 3,7 кПа х 40 = 148 Н. Например, марка N2237 расшифровывается: N(стандартная)+22 кг/куб.м(плотность)+3,7кПа(жесткость) Та же самая марка может быть обозначена: N22148. Обозначение жесткости именно в Ньютонах требуют, например, стандарты ИКЕА. Кроме этих двух основных характеристик, существуют еще такие параметры, как остаточная деформация, прочность, эластичность, продуваемость и т.д. Но эти характеристики носят больше служебный характер для производства, переработки и использования ППУ.
Стандартный поролон – наиболее широко распространенный и отработанный в производстве материал по сравнению с другими марками пенополиуретанов. Зачастую продавцы в мебельных магазинах произносят фразу: «Наша мебель изготовлена не из поролона, а из ППУ (или «из эластичного пенополиуретана»)…». Это – заблуждение менеджера или маркетинговый ход. Все упомянутые понятия – синонимы.
Утеплитель пенополиуретан характеристики, плюсы и минусы + Видео
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.
Таблица свойств пенополиуретана
| Параметры | Минимальные и максимальные значения |
|---|---|
| Теплопроводность, Вт/м на Кельвин | 0,019 — 0,035 |
| Плотность, кг/м | от 26 до 300 |
| Напряжение при котором материал начинает разрушаться, МПа | при сжатии от 0,15 до 1,0 при изгибе от 0,35 до 1,9 |
| Водопоглощение, % от объема | от 1,0 до 5,0 |
| Группа горючести материала | ГОСТ-12.1.044 (трудногорючие) |
О плюсах ППУ
Рассуждая не об абстрактных технических характеристиках пенополиуретана, а о его конкретном применении, можно выделить следующие плюсы данного утеплителя:
1. ППУ отлично «прилипает» к любым материалам, будь то кирпич, стекло, дерево, бетон или металл. Форма поверхности, ее отклонение от прямизны значения не имеют. Благодаря хорошим адгезирующим свойствам нет необходимости мудрить с устройством дополнительного крепежа. Кстати, и плоскость перед напылением обрабатывать ничем не нужно.
ППУ обладает отличной адгезией по отношению практически ко всем строительным материалам.
2. Этот утеплитель делается прямо на месте, а объем исходных компонентов минимален. Поэтому расходы на транспорт низкие.
3. Пенополиуретан отличается необыкновенной легкостью, он не утяжеляет поверхности. При теплоизоляции крыши это очень важно.
4. При нанесении слоя ППУ мы не только утепляем стены и перегородки, но и делаем их более прочными.
5. Пенополиуретановое покрытие не реагирует на потепление и похолодание в течение года. Оно прекрасно себя чувствует при температурах от минус 200 до плюс 200 градусов по Цельсию.
6. В отличие от панельного и листового утепления, данный вид теплоизоляции является единым целым, плотно облегающим конструкцию. Нигде ни стыка, ни маленького шва, куда может задуть холодный ветер.
Инсталлировать ППУ можно куда угодно и без применения крепежных элементов.
О минусах ППУ
Статья эта отнюдь не рекламная, поэтому перечислим и отрицательные свойства пенополиуретана. Впрочем, их совсем немного, точнее, два.
1. Негативное воздействие ультрафиолетового излучения может привести к быстрому износу материала. Чтобы не допустить деструкции утеплителя, надо обязательно предусмотреть его защиту. В этом качестве может послужить, штукатурка, различные панели или обыкновенная краска, которая не только от солнца оградит, но и сделает поверхность ППУ более привлекательной.
2. Как уже упоминалось, пенополиуретаны считаются трудногорючими материалами. По классификации они имеют группу горючести Г-2. Это значит, что при воздействии высокой температуры возгорания не произойдет, но утеплитель начнет тлеть. Этот процесс мгновенно прекратится, как только материал будет охлажден. Но там, где поверхность слишком сильно нагревается либо может загореться, ППУ применять всё же не стоит.
Видео. Утепление пенополиуретаном и его характеристики
Если вы заметили ошибку, не рабочее видео или ссылку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.
