Пенопласты – характеристики свойства и виды пенопласта | ПластЭксперт
Пенопласт. Основные понятия
Пенопласт – это разновидность композитного материала низкой плотности или пеноматериала, одним из компонентов которого является полимер, вторым компонентом – газ. Другими словами, пенопласт является наполненной газом пластической массой. Как правило, пенопласты, в отличие от поропластов, имеют строение в виде изолированных ячеек или отвердевших пен. Ячейки состоят из замкнутых полостей, которые не соединены между собой и в качестве разделителя имеют стенки полимерной матрицы. Отличие поропластов от пенопластов состоит в том, что первые обладают губчатой структурой (поры не изолированы). Система пор, связанных между собой, является главным признаком поропластов.
Отметим, что определение пенопластов и поропластов, данное выше, достаточно условно, т.к. во многих случаях в пенопласте значительное количество ячеек соединено между собой, а в поропласте может быть изолировано. На сто процентов можно говорить об изоляции лишь в том случае, если материал состоит из отдельных вспененных гранул, например популярный в строительстве пенопласт пенополистирол. Точнее будет называть пенопластом любой наполненный газом пластик, который был произведен вспениванием изначально вязко-текучей или жидкой композиции полимера с дальнейшим отверждением последней.
Производство вспененных пластмасс
Выпуск пенопластов в промышленных условиях заключается в том, что газ распределяется в полимере, который в данном случае является полуфабрикатом. Это может быть расплав, раствор, расплаве, дисперсия, жидкий олигомер и т.д. Либо в процессе производства газ не добавляется, а создаются условия для самостоятельного выделения необходимого объема газа в массе полимерного связующего. Это может происходить непосредственно в ходе синтеза или модификации исходного полимера, яркий пример такого материала – пенопласт ППУ (пенополиуретан).
Технологический процесс получения пенопластов использует разнообразные способы достижения эффекта вспенивания, их можно разделить на следующие виды:
- нагнетание газа под давлением в полимерную систему;
- добавление в полимерную систему химических агентов порофоров или газообразователей, которые при определенных условиях разлагаются с выделением газообразных соединений;
- добавление веществ, которые выделяют газ в ходе химической реакции между собой или с другими компонентами системы;
- перемешивание при помощи механических устройств в присутствии пенообразователей или так называемое «барботирование»;
- введение в полимерную матрицу легкоиспаряющихся жидкостей, создающих газовую фазу при повышении температуры;
- другие реже используемые операции.
Различные способы получения вспененной структуры позволяют варьировать свойства готовой продукции в зависимости от исходного состава системы и условий отверждения композиции. В частности, можно получить пенопласт более открытой или замкнутой структурой, разной плотности, различных размеров ячеек и т.п.
Производство пенопласта
Машины и оборудование для производства пенопластов детится на типы, которые зависят от метода получения конечного материала и технических характеристик начального полимера, предназначенного для вспенивания.
Виды пенопласта по методу производства. Экструдированный пенопласт, чаще всего встречается полиэтилен, производят из полимера вспениванием в цилиндре экструдера, либо в элементах формующей оснастки. Пенополистирол или ПСВ производится в виде бисерных гранул, содержащих легкокипящий пентан, которые затем для вспенивания обрабатываются горячим паром непосредственно в форме.
Уже упомянутый выше пенополиуретан получают и перерабатывают в изделия методом впрыска двухкомпонентной смеси на специальных заливочных машинах под давлением. Причем таким образом получают изделия и из мягкого (поролон) ППУ, и жесткого (изоляция труб, детали интерьера автомобиля), так называемого интегрального пенополиуретана. Компонентами для смеси являются полиол и изоцианат, реагирующие с выделением углекислого газа. Их химические особенности и соотношение при впрыске определяют свойства получаемых изделий. Смешение полиола и изоцианата из-за их высокой реакционной способности обычно происходит в головке высокого давления непосредственно перед впрыском в полость в формы.
Рис. 1 Мягкая мебель – основной рынок для эластичного ППУ (поролон).
Простейшие изделия из вспененных пластмасс можно получать и на стандартных машинах для переработки полимеров, например ТПА или экструзионных линиях. Для этого в состав композиции необходимо добавить специальные концентраты добавок веществ, разлагающихся в ходе техпроцесса, так называемых порофоров. Обычно при этом не достигается значительного вспенивания изделий, соответствующей экономии сырья и улучшения свойств готового продукта, однако на его поверхности могут появиться нежелательные следы выхода газа по полимерной массы – дефект «серебрения». Строго говоря, при этом методе получается слегка подвспененная монолитная деталь, а не пенопласт в классическом понимании.
Детали из поропластов можно также выпускать путем вымывания растворимого наполнителя из пластиковой заготовки. Другой редкий способ заключается в спекании порошкообразных пластмасс, причем он подходит и для других материалов, например некоторых металлов. Также пенопласт можно получать при конденсационном структурообразовании, возможного в растворах полимеров. Родственные пенопластам материалы получаются добавлением в полимерную матрицу полых наполнителей, заполненных газом, в том числе микрокапсул различной природы. Таким образом производят газонаполненные пластмассы.
Полимеры, пригодные для вспенивания, и вспениватели
Большинство известных полимеров вполне можно наполнять газами, получая пенопласт. При этом крупнотоннажные пенопласты промышленность производит в основном на основе полистирола (вспененный полистирол, ПСВ), полиэтилена (вспененный ПЭ), поливинилхлорида (пеноПВХ), полиуретанов (ППУ), полипропилена (вспененный ПП). Реже используются полиреактивные, как и ППУ, материал, например эпоксидные, карбамидные, фенольные смолы, а также кремнийорганические полимеры.
Главным образом, при вспенивании в промышленности применяются следующие газообразователи: имеющие в составе азот (азосоединения, нитросоединения, карбонат аммония и т.п.) и легкокипящие жидкости — изопентан, разновидности фреона, метиленхлорид.
Свойства изделий из пенопластов
Современная индустрия производит эластичные (мягкие) и жесткие (интегральные) пенопласты, имеющие ячейки размером 0,02—2 мм, максимум до 5 мм. Эти материалы обладают очень высокими теплоизоляционными и звукоизоляционными свойствами и очень низкой кажущейся плотностью (от 0,02 до 0,5 г/см2). Другие характеристики пенопластов, такие как механические и электрические свойства, газопроницаемость, водо- и химическая стойкость и т.п. зависят от химического состава и рецептуры изначальной полимерной системы и от метода производства и структуры изделия.
Детали из пенопласта, как правило, не нуждаются в дальнейшей постобработке. То есть количество отходов при производстве и эксплуатации таких изделий низкое. Этот факт вкупе с уже озвученными преимуществами делает пенопласт очень привлекательной для изготовителей изделий из пластиков.
Области применения пенопластовых изделий
Теплопроводность любых вспененных материалов очень низкая, что определяющих широкий спектр их применения в самых различных областях человеческой жизни.
Рис 2. Относительно новое применение пенопласта – одноразовые лотки для пищи.
Описываемые изделия широко применяются как утеплитель и звукоизоляционный материал в строительстве, теплоизоляции трубопроводов, в судостроении и самолётостроении, в машиностроении (изоляция холодильников и химических реакторов), автопроме и во многих других областях. Пенопласт применяют при производстве многослойных конструкций (сэндвич-панели), различных плавучих средств, изоляционных листов, амортизирующих прокладок. Широчайшую популярность завоевал вспененный полистирол в разнообразной таре и упаковки, в том числе для бытовой техники и электроники, а также в виде лотков для пищевых продуктов. Огромный объем производства эластичного пенополиуретана необходим для выпуска мягкой мебели, матрацев и зимней одежды. Срок эксплуатации таких изделий может достигать десятков лет.
Объявления о покупке и продаже оборудования можно посмотреть на
Обсудить достоинства марок полимеров и их свойства можно на
Зарегистрировать свою компанию в Каталоге предприятий
e-plastic.ru
Преимущества пенопласта и его виды
В статье кратко рассказывается о пенопласте, далее перечисляются достоинства этого материала. После описывается три основных вида пенопласта: полистирольный, полиуретановый и полиэтиленовый…
При строительстве общественных зданий и жилых домов применяют теплоизоляционные материалы, среди них особой популярностью пользуется пенопласт. Его уже около 10 лет используют, как теплоизоляционный и нетоксичный утеплитель. Небольшой вес и низкая плотность позволяют использовать пенопласт для реконструкций старых зданий. Этот утеплитель нового поколения позволяет уменьшить расход стройматериалов. Кроме того, это один из самых недорогих утеплителей.
Достоинства пенопласта:
- – маленький вес;
- – материал равнодушен к воздействию влаги, практически ее не впитывает;
- – выдерживает сильные морозы, жару, перепады температур;
- – имеет хорошую звукоизоляцию;
- – легко монтируется и режется;
- – на его поверхности не образуется плесень и грибок;
- – обладает отличными термоизоляционными свойствами;
- – имеет низкую цену.
Полистирольный пенопласт
Пенополистирольные плиты имеют низкую теплопроводность, что обеспечивает высокий уровень энергосбережения. При эксплуатации помещений, которые обустроены пенополистирольными плитами, значительно сокращаются расходы на отопление. Это связанно с тем, что пенопласт состоит из воздуха на 98%, который обладает очень низким показателем теплопроводности. Пенополистирол считают эффективным теплоизолятором, потому что там, где необходимая толщина стены из дерева должна составлять 45 см, то полистирольного пенопласта достаточно всего 12 см.
Полистирольные плиты подвергаются горению, но они не поддерживают его, а при отсутствии огня в течение 4 секунд затухают. Полистирольный пенопласт горит при открытом пламени, а если его удалить из огня, то горение прекращается. Да и в случае пожара этот материал меньше повышает температуру в сравнении с горящим деревом, потому что он в 7-8 раз выделяет меньше энергии. Помимо этого, выпускают полистирольные плиты, обогащенные антипиренами, эти «самозатухающие» пенопласты часто применяют в строительстве.
Полистирольные пенопласты не впитывают воду, не растворяются в ней и не разбухают. Но вода может проникнуть между гранулами в полости пенопласта. Тем не менее, механизм капиллярной диффузии приводит к выводу этой воды из пенопласта. К тому же все свойства плит не изменяются.
При правильной эксплуатации данный вид пенопласта длительное время сохраняет свои физические свойства. Долговечность полистирольных плит в строительных конструкциях зависит от воздействия механических и ветровых нагрузок, от увлажнения теплоизоляционного материала. Кроме общих факторов, есть и дополнительные, которые обусловлены спецификой материала.
Полиуретановый пенопласт (ППУ)
Это прочный и легкий гидротеплоизоляционный материал со своеобразной структурой, благодаря которой имеет самый низкий коэффициент теплопроводности и низкое водопоглощение.
ППУ используют для:
- – гидроизоляции поверхностей технологического оборудования, трубопроводов и емкостей;
- – бесшовной теплоизоляции зданий и сооружений;
- – утепления общественных, жилых зданий и помещений;
- – недопущение конденсации воды.
При длительном сохранении теплоизоляционные качества обеспечивают биохимическую устойчивость и влагостойкость материала. Теплоизоляцию можно использовать неоднократно. Срок службы ограничивается внешним механическим разрушением.
Полиуретановый пенопласт – замозатухающий, трудногорючий теплоизолятор. Он безопасен в эксплуатации, в окружающую среду не выделяет токсичные вещества. Это условие считается важным в учреждениях с высокими требованиями к чистоте воздуха. Полиуретановый пенопласт устойчив перед органическими веществами. Ни промышленные атмосферы, ни кислые среды, ни растворители не смогут оказать на него воздействия.
Полиэтиленовый пенопласт (ППЭ)
Полиэтиленовый пенопласт – это радиационно сшитый и физически вспененный полиэтилен. Данный материал имеет сетчатую модель из-за радиационной сшивки – это увеличивает долговечность и сопротивляемость продукта перед механическими и температурными воздействиями.
Характеристики ППЭ:
– защита от пары и влаги;
– стойкость к гниению и долговечность;
– хорошие теплоизоляционные характеристики;
– химическая стабильность:
– мягкость, эластичность, малый вес.
Как можно использовать полиэтиленовые пенопласты в строительстве:
– паро-, гидро-, звуко- и теплоизоляция крыш, стен, фундаментов и перекрытий;
– укрывной материал;
– изоляция и утепление трубопроводов и воздуховодов:
– уплотнение под черепицу, теплоизоляция для шифера
– уплотнение стыков, дверей и окон против пыли, шума и влаги.
Такой материал можно располагать под постоянным действием солнечных лучей. А если его использовать вблизи источника тепла (сауна, теплые полы, радиаторы и т.д), то он будет отражать немалую часть лучистой составляющей теплового потока. Но не нужно забывать учитывать особенности отражающего слоя. Сырье для производства пенопласта Вы можете приобрести в компании Симплекс, отправив запрос на почту Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра. или связавшись с нашими менеджерами по телфону: 8 800 775 90 06
www.simplexnn.ru
Полимерные теплоизоляционные материалы — Теплоизоляционные и огнеупорные материалы
Автор Admin На чтение 2 мин. Просмотров 42 Опубликовано
Производство полимерных теплоизоляционных материалов в освоено сравнительно недавно. В значительном объеме эти материалы стали выпускать лишь в течение последних одного-двух десятилетий. В настоящее время производство их расширяется быстрыми темпами и является высокоперспективным.
Теплоизоляционные материалы, основную массу которых составляют полимеры, часто называют газонаполненными пластмассами.
Πο характеру структуры эти материалы подразделяют на пенопласты, поропласты и сотопласты.
Пенопласты—материалы, имеющие ячеистое строение с несообщающимися, замкнутыми порами.
Поропласты имеют сообщающиеся поры. Такое деление весьма условно, так как материал одновременно может иметь как сообщающиеся, так и замкнутые ячейки.
Сотопласты — газонаполненные пластмассы с регулярно повторяющимися полостями правильной геометрической формы.
Для производства газонаполненных пластмасс применяют термопластичные и термореактивные полимеры, вспененные химическим или физическим способами.
При химическом способе поризации газообразователь, введенный в полимер, либо разлагается при нагревании, либо взаимодействует с компонентами композиции с выделением газообразных продуктов, вспенивающих полимер.
Физический способ основан на механическом диспергировании воздуха в среде полимера с одновременным или последующим отверждением последнего. К этому способу относят также метод вспенивания, основанный на повышенной растворимости некоторых жидкостей или газов в полимере при повышенных температуре и давлении. При снижении этих параметров растворенные жидкость или газ начинают интенсивно выделяться, вспенивая полимер. Сотопласты получают формованием исходного материала без вспенивания, поры создают специальными пустотообразователями.
Применяют газонаполненные пластмассы для тепловой и холодильной изоляции в промышленном и гражданском строительстве, в вагоно-, самолето — и кораблестроении, в бытовых приборах и оборудовании и т.д. Для тепловой и холодильной изоляции промышленного оборудования и трубопроводов наибольшее распространение получили пено — полистирол, пенополивинилхлорид, мипора, пенополиуретан, фенолформальдегидный пенопласт. Теплоизоляционные изделия из этих материалов выпускают в виде плит, блоков и скорлуп.
Основным недостатком органических теплоизоляционных материалов является их горючесть.
Горючесть большинства пенопластов можно значительно снизить. Основными приемами снижения возгораемости этих материалов, как и полимеров вообще, являются:
- введение минеральных тонкомолотых добавок или волокнистых материалов, снижающих горючесть изделий в целом;
- введение веществ, разлагающихся при нагревании с выделением продуктов, препятствующих горению, например с выделением углекислого газа, фосфорных соединений и т. д.
Поскольку температуроустойчивость газонаполненных пластмасс зависит от температуроустойчивости смолы (наполнитель в большинстве случаев имеет более высокую температуроустойчивость), максимальная температура применения термопластов, материалов на основе термопластичных смол, как правило, ниже температуры применения реактопластов (материалов на основе термореактивных смол).
arxipedia.ru