Пінополіуретан (ППУ) - теплоізоляційний і гідроізоляційний матеріал, що має малу вагу і відмінну міцність, своєрідну структуру, завдяки якій має найменший коефіцієнт теплопровідності у порівнянні з іншими теплоізоляційними матеріалами.
Пінополіуретан (ППУ) - різновид пластмас з комірчастою структурою. Згідно своїми властивостями, пінополіуретан визнаний у всьому світі полімером № 1.
Пінополіуретан (ППУ) - ізоляційний матеріал з низьким коефіцієнтом теплопровідності, в якому тільки 3% від обсягу ППУ складає твердий матеріал, що представляє каркас з ребер і стінок, решта 97% складають закриті пори, заповнені ізоляційними газами і повітрям, які є поганим провідником тепла, відповідна найкращим теплоізоляційним матеріалом з існуючих.
Пінополіуретан (ППУ) - це двокомпонентна суміш складається з двох компонентів:
• Поліольного компоненту (компонент «А»), що містить поліоли, каталізатори, стабілізатори, спінювач і антипірени
• Ізоціонатного компоненту (компонента «Б»).
В результаті синтезу компоненту А і компоненту Б (обидві речовини є похідними нафти) отримують пінополіуретан, а за рахунок зміни рецептури та режимів переробки вдається отримати великий асортимент кінцевих продуктів - від м'яких еластичних матеріалів до жорстких і твердих, з різними густиною і фізико-механічними параметрами .
Пінополіуретан (ППУ) - має високий ступінь зчеплення з різними будівельними матеріалами такими як: цегла, метал, деревина, штукатурка і т.п.
Пінополіуретан (ППУ) - матеріал, стійкий до кислотних і лужних середовищ, не схильний до гниття, цвілі і дії гризунів, не впливає на фізіологію людини, що підтверджують сертифікати видані МОЗ іншими органами охорони здоровя, нагляду у сфері захисту прав споживачів і благополуччя людини.
Пінополіуретан (ППУ) - або поліуретанова піна - теплоізоляційний матеріал, який дозволяє покривати поверхні будь-якої складності і форми, повторюючи в точності конструкцію і отримуючи покриття без єдиного стику з високим ступенем вологостійкості, перешкоджаючи утворення корозії.
Пінополіуретан (ППУ) - матеріал з гарантованим терміном служби від 25 років.
В даний час розрізняють наступні види пінополіуретанів: жорсткий, еластичний і інтегральний. Головними споживачами еластичних ППУ є: меблева промисловість і машинобудування; жорстких ППУ систем - будівництво, холодильна техніка, кораблебудування.
Сфери застосування Пінополіуретану
Сфера використання пінополіуретану дуже і дуже широка і охопити всі напрямки в рамках однієї статті не вийде, але постараємося розібрати основні з них, де пінополіуретан отримав широке поширення і зустрічається кожному з нас практично повсякденно. Хоча ми і не замислюємося про це - але без полімерів і поліуретану зокрема наше повсякденне життя дуже сильно б змінилася. Отже, пінополіуретан використовується:
• у автомобільній промисловості в якості наповнювача автокрісел і шумоізоляції салону транспортних засобів;
• у меблевій та легкій промисловості в основному використовуються так звані м'які пінополіурітани у вигляді наповнювача і матеріалу прокладки м'яких меблів, подушок, матраців, при формуванні манекенів і ін. З причини того, що у ППУ різна щільність, - це позначається на рівні пружності кінцевих виробів;
• у м'яких дитячих іграшках теж вельми часто використовують саме ППУ в якості наповнювача - це легко пояснюється тим що даний матеріал повністю екологічно і біологічно нейтральний;
• у взуттєвій промисловості в якості супінаторів та інших елементів взуття;
• в якості холодо-ізолятора в побутових, а так само торгових холодильниках, великих холодильних камерах і в транспортній холодильній техніці;
• в якості тепло-ізолятора в магістральних трубопроводах, а так само ізоляції низькотемпературних трубопроводів хімічної промисловості;
• при будівництві швидко-монтованих промислових, а також цивільних конструкцій (у складі сендвіч панелей);
• ну і звичайно ж однією з поширених сфер використання ППУ є застосування його в якості теплоізоляції, та акустичної та гідроізоляції при будівництві, капітальному ремонті житлових будинків, складів, ангарів, приватних заміських будинків, виробничих цехів, гаражів та інших будівель.
Статистичні дані застосування Пінополіуретану ППУ
Дослідження показали, що Пінополіуретан (ППУ) більш універсальний в застосуванні, ніж ПВХ, пінополістирол або мінеральна вата. Наприклад, у США використання пінополіуретану в якості утеплювача даху почали використовувати з початку 70-х років минулого сторіччя, а в даний час частка ППУ на ринку теплоізоляції промислових і адміністративних будівель збільшилася до 40% і продовжує рости. Споживання жорстких ППУ в 1975 р. в США склало 163 тис . тонн з них на цілі будівництва 55%, виробництво холодильних камер і приладів - 20%, решта розподілилася в транспорті, ракетній і космічній техніці та інших галузях промисловості.
Приклад:
Покрівля 2-го за величиною в світі стадіону з куполоподібним дахом (185 000 м2) в Луїзіані (США) була побудована із застосуванням технології напилення ППУ + полімочевина в 1974 році. В 1989году проведена оновлення верхнього захисного полімочевинного шару, після чого покрівля продовжує нести свою службу, не маючи жодного протікання чи тепловтрат.
Порівняння ППУ з традиційними тепло-ізоляторами:
Утеплювач |
Щільність, кг/м3 |
Коеф. тепло-сті, Вт/м.К |
Термін експлуатації, років |
Діапазон робочих. температур, оС |
ППУ жорсткий |
35-200 |
0,019-0,035 |
Більше 50 |
-80…+180 |
Мін. вата |
15-150 |
0,052-0,058 |
5-10 |
-40…+300 |
Пробкова плита |
220-240 |
0,050-0,060 |
3 |
-30…+90 |
Пінобетон |
250-400 |
0,145-0,160 |
10 |
-30…+120 |
Пінополістирол |
15-35 |
0,043-0,064 |
15 |
-80…+80 |
Застосування ППУ дозволяє збільшити корисний об'єм будівель і споруд за рахунок зменшення в 2-2,5 рази товщини теплоізоляції в порівнянні з традиційними теплоізоляційними матеріалами. Наприклад, згідно з діючими нормативами (СНіП П-3-79) товщина теплоізоляції під підлоговим покриттям 1-го поверху в житлових будинках становить:
Вид теплоізоляції |
Товщина теплоізоляції |
Пінополістирол не менше |
210 мм |
Плити ППЖ |
230 мм |
ППУ 40 |
70 мм |
Де застосовувати?
- • Для утеплення веранд, горищ, стін і дахів заміських будинків і дач;
• Балконів, лоджій, металевих ангарів, контейнерів, гаражів і торгових павільйонів;
• При виготовленні і ремонті яхт, катерів, трейлерів і рефрижераторів;
• В сільському господарстві та промисловості;
• Для зазорів, тріщин, порожнин і стиків у бідь-яких інших будівельних процесах;
• По периметру вікон і дверей, по стику стін і перекриттів;
• Для ізоляції та герметизації каналів, з'єднань.
Від демпфуючих властивостей, ступеня еластичності, повітропроникності, товщини ізоляційного шару і інших показників залежить звукопоглинаюча здатність пінополіуретану.
Звукопоглинаючі властивості пінополіуретанів можна підвищити різними способами:
• в зоні високих частот. При перфоруванні плівкових покриттів.
• в зоні середніх частот. Необхідно підібрати рецептури так, щоб резонансні частоти полімерних перегородок були поза межами робочого діапазону частот звукових коливань.
• в зоні низьких частот. Необхідно підібрати величину повітряного простору між вібруючою конструкцією і шаром пінополіуретану.
Пінополіуретани мають високу хімічну стійкість. Навіть до межі допустимої концентрації, пари хімічних речовин не руйнують пінополіуретан.
Стійкість пінополіуретанів до бензолу, бензину, розбавлених кислот, олив, пластифікатора, спиртів, обмежена стійкість до кетонів, ефірів, концентрованих кислот розширює використання їх в нафтохімічній та хімічній промисловості.
Пінополіуретани, нанесені на металеву поверхню, захищають її від корозії. ППУ наноситься безшовним шаром у вигляді плівки, яка утворюється в процесі спінювання на поверхні з боку металу ззовні. Залежно від ступеня пошкодження шару покриття і від марки пінополіуретану визначається ефективність захисту.
Водопоглинання пінополіуретану залежить від особливостей його композиції і щільності. За 24 год водопоглинання пінополіуретан не перевищує 1-3%. Водопоглинання знижується, в міру збільшення щільності. У деяких пінополіуретанів знизили водопоглинання ще в 4 рази за рахунок введення в рецептуру касторової олії або гідрофобізуючих домішок.
Особливо важлива водостійкість пінополіуретанів для судноплавства. Проводилися дослідження тривалого впливу води на пінополіуретан-3 і пінополіуретан-3С. Стінки пінополіуретану повільніше поглинають воду. Пінополіуретан, спінений фреоном-365, за 3 роки абсорбував не більш 0,95кг / м², а пінополіуретан, спінений вуглекислим газом, за той же період абсорбує 1,1 кг / м². Регулюючи процес деструкції хімічними, фізичними і енергетичними факторами можна підвищити термостійкість пінополіуретану.
Для того щоб практично підвищити вогнестійкість пінополіуретану можна застосувати один з двох способів: ввести наповнювачі або хімічно модифікувати композицію. Наповнювачі застосовуються частіше. В їх ролі виступають мінеральні наповнювачі, азот, фосфоровмісні сполуки сурми, галоген. А ось хімічна модифікація рецептури досить дорогий і трудомісткий процес.
Варто бути дуже обережними зі значним зниженням горючості, так як це може привести до збільшення маси і теплопровідності пінополіуретану. З цієї причини рекомендують покрити тонким шаром наповненого пінополіуретану поверхню раніше спіненого пінополіуретану. У таких двошарових покриттів не буде спостерігатися погіршення інших властивостей, і їх можна буде використовувати в галузях народного господарства, які потребують підвищеної вогнестійкості.
Немає необхідності вводити вогнезатухаючі добавки в заливні композиції, які використовують, щоб заповнити закриті конструкції з негорючих матеріалів, і до яких немає доступу повітря. Пінополіуретан при горінні виділяє так мало тепла, що осередки полум'я дуже легко локалізувати.
Для того щоб визначити наскільки пінополіуретан пожежонебезпечний, його тестують на тепло- , вогне- та займисту стійкість, а також визначають швидкість поширення полум'я по поверхні.
Ізоціанатний пінополіуретан погано згорає і тому його можна використовувати тривалий час при температурах від -60°C до +200 ° С і при більш високих температурах. Він може використовуватися як вогнезахисний, теплостійкий матеріал і як діелектрик. Коли він контактує з вогнем, то утворюється поверхневий шар коксу, який захищає ізольовану поверхню від високих температур і одночасно сприяє гасінню полум'я.
Протягом 10 хвилин при температурі 340 °С, температура поверхні, яка ізольована шаром пінополіуретану в 35 мм, не перевищує 50 °С.
Так як пінополіуретан не викликає корозії і є атмосферостійким, його використовують в нафтохімічній промисловості, авіації, суднобудуванні.