Пенополиуретан характеристика: Характеристики и свойства пенополиуретана — теплопроводность, толщина слоя ППУ, срок службы

Характеристики и свойства пенополиуретана — теплопроводность, толщина слоя ППУ, срок службы

Благодаря своим отменным техническим характеристикам и длительному сроку службы ППУ считается эталоном среди утеплителей и широко используется для обработки самых разных поверхностей – от стен и кровли домов до трубопроводов и промышленных емкостей. Рассмотрим основные преимущества пенополиуретана.

Теплопроводность и гигроскопичность

Пенополиуретан, по сравнению с такими популярными утеплителями, как минеральная вата и пенопласт, обладает самым низким коэффициентом теплопроводности — 0,025 Вт/м*К. У ближайшего «конкурента» — минеральной ваты — этот коэффициент выше — 0,052 Вт/м*К. При этом ППУ обладает закрытой пористостью, а следовательно, в массу утеплителя не проникает вода, не теряются рабочие свойства материала.

Легкость в нанесении ППУ

Пенополиуретан не нуждается в крепежных элементах за счет того, что ППУ имеет высокую адгезионную прочность, т. е. «прилипает» к любой поверхности, заполняя собой поры, полости и трещины. В таком случае возможность скопления конденсата и образования «мостиков холода» исключена. Фактические тепловые потери ППУ в 1.7 раза ниже нормативных (СниП 2.04.14-88 Энергосбережение, №1,1999 г.).

Утеплители из ППУ могут быть изготовлены разными способами — как напылением, так и с использованием пресс-форм (например, изготовление «скорлупок» для утепления трубопроводов, сэндвич-панелей и т.д.).

Толщина пенополиуретанового покрытия — обычно от 3 до 7 см. За одну смену одна бригада рабочих в состоянии нанести от 200 до 400 кв.м. ППУ. Бригада, работающая с минеральной ватой, уложит максимум 100 кв.м.

Также в пользу ППУ говорит то, что составляющие материала хранятся отдельно друг от друга, а смешиваются они непосредственно перед началом работ. Из 5 кубометров смеси получается 100 кубометров ППУ, а следовательно, снижаются расходы на хранение и транспорт.

Срок службы

Одно из самых главных свойств ППУ — долговечность. Данные лабораторных исследований на ускоренное старение показывают, что время службы пенополиуретана — не менее 30 лет. В том случае, если ППУ напрямую не контактирует с окружающей средой, этот срок увеличивается вдвое, до 60 лет. Например, завод-холодильник в Лондоне, построенный с использованием ППУ в 1968 г., успешно функционирует до сих пор. Жизненная практика показывает, что во всех случаях неудовлетворительного «поведения» пенополиуретана виновато либо низкое качество изделия, либо нарушение условий эксплуатации, например, температура выше 100 градусов по Цельсию, или постоянный контакт с жидкостью или газом под высоким давлением.

Безопасность

В отношении безопасности использования ППУ также «на высоте» — пенополиуретан в процессе эксплуатации не выделяет токсичных веществ, а также практически не горюч.

Характеристики ППУ: химические и физические свойства

Индустрия химической отрасли не стоит на месте, а поэтому на рынке регулярно появляются новые продукты и материалы. Одним из таких современных материалов, который обрел невиданную популярность, стал пенополиуретан. Сейчас материал насчитывает несколько десятков видов и широко используется в различных отраслях – от строительства до производства обуви.

Характеристики ППУ определяются входящими в состав компонентами и особенностями процесса изготовления. Дело в том, что пенополиуретан получают из нефтепродуктов в процессе химической реакции. При смешивании компонентов происходит вспенивание. Благодаря ему, образуются газонаполненные поры, которые и обеспечивают отменные теплоизоляционные и другие характеристики пенополиуретана.

Виды пенополиуретана и физические характеристики

Определение свойств и характеристик ППУ

зависит от вида материала. По физическим признакам материал классифицируют на жесткий и мягкий (эластичный). Жесткий материал неэластичен, а поэтому сохраняет свою форму, полученную при застывании. Обладает достаточной прочностью, хотя точные показатели зависят от особенностей изготовления и применяемых компонентов.

Эластичный ППУ или поролон существенно отличается свойствами от жесткого материала. Его главное отличие заключается в том, что он легко сжимается при нажатии, но быстро восстанавливает свои прежние формы. Он без труда сгибается, если толщина небольшая. Внешние размеры и характеристики пенополиуретана могут иметь различные показатели, поскольку материал может быть листовым, рулонным, блочным, формованным в виде готовых изделий и элементов.

Свойства и особенности

Среди основных характеристик ППУ стоит отметить:

• низкую теплопроводность;
• устойчивость к влаге;
• стойкость к химическим веществам и агрессивным факторам;
• хорошее шумопоглощение.

Особенной характеристикой ППУ также выступает то, что эксплуатировать его можно в широком диапазоне температур. Ему не страшны и сильные морозы, и высокие температуры. Это существенно расширяет сферу применения материала. Он может использоваться при любых климатических условиях, а также в помещениях с особыми условиями (например, с высокой температурой, агрессивной химической средой и так далее).

Сравнение характеристик пенополиуретана с открытыми и закрытыми порами

Характеристики пенополиуретана зависят не только от количества и размера пор. Чтобы это понять, достаточно сравнить характеристики ППУ с открытыми и закрытыми порами:

• Плотность материала с закрытыми ячейками колеблется от 25 до 280 кг/м3, при этом количество закрытых пор около 90%. В пенополиуретане с открытыми ячейками их количество составляет не более 50%, а плотность находится в пределах от 8 до 21 кг/м3.
• Влагопоглощение закрытопористого материала не превышает 2%. то есть он не способен впитывать влагу. Это нельзя сказать о ППУ с открытыми порами, поскольку он впитывает до 70% влаги.
• Коэффициент теплопроводности практически не отличается, хотя преобладание закрытых пор в материале обеспечивает отменные теплоизоляционные свойства.

Характеристики ППУ являются решающим фактором при выборе материала. По всем вопросам вы можете проконсультироваться с нашими специалистами.

 

Утеплитель ППУ: характеристики, преимущества, свойства пенополиуретана

Пенополиуретан (ППУ) успешно конкурирует с другими современными материалами для тепло-, паро- и звукоизоляции. В строительстве чаще используется разновидность ППУ с закрытой ячеистой структурой, так называемый жёсткий пенополиуретан. Именно этот утеплитель наделён теми свойствами, которые так важны при устройстве изоляции жилых, коммерческих, производственных объектов, и увеличивает их эксплуатационную жизнь.

Формы выпуска пенополиуретана

Существуют следующие формы выпуска ППУ:

• Поролон – листовой материал
• Жесткий ППУ – листы, плиты, скорлупы
• Жидкий ППУ – напыляемое покрытие

В зависимости от формы выпуска материала меняются и его свойства и сферы применения.

Характеристики ППУ мягкого (поролона)

ППУ в форме поролона имеет разную плотность и жесткость (от 15 до 35 кг/м3), которые определяют маркировку материала. В таблице приведены основные характеристики:

Маркировка	Жесткость	Максимальная нагрузка кг/см2
ST	Стандартный	60-100
HL	Жесткий	80-120
HS	Мягкий	60-120
EL	Повышенная жесткость	60-100
HR	Высокоэластичный	100-120
CMHR	Высокоэластичный, пожаробезопасный Специального назначения	100-120

Характеристики пенополиуретана жесткого

Рассмотрим основные технические характеристики жёсткого утеплителя ППУ и его реакцию на агрессивные среды:

Характеристика	Значение
Горючесть	Г2-Г4
Теплопроводность, Вт/м*К	0.019 – 0.028
Влагопоглощение	1- 3% от объема
Количество закрытых пор	85-95%
Плотность, кг/м3	25-750
Разрушающее напряжение, МПа	при сжатии 0,15 – 1,0, при изгибе 0,35 – 1,9
Фактическая теплопотеря	в 1,7 раз ниже норматива по СниП 2.04.14-88
Экологическая безопасность	разрешено использовать в жилых зданиях
Температура производства работ, °С	+5 – +30
Эффективный срок службы, лет	20-25
Реакция на морскую воду	стоек
Реакция на мыльную пену	стоек
Реакция на бензин, керосин, бензол, ксилол	стоек
Реакция на спирт, этилацетат, ацетон	набухает
Реакция на соляную кислоту (концентрат)	набухает

Свойства пенополиуретана

Безусловно, ключевой фактор, определивший популярность ППУ в строительстве, – это

теплопроводность: её значение у пенополиуретана самое низкое среди всех известных изоляторов. Исключение составляет, разве что вакуумная изоляция, но из-за дороговизны и сложной технологии устройства, такая теплоизоляция очень редко применяется.

Другим важным свойством ППУ является отличное сцепление практически с любым материалом, который используется в современном строительстве. Этот изолятор можно наносить на вертикальные, горизонтальные поверхности любой конфигурации – ППУ мгновенно обволакивает поверхность элементов, образуя единый, бесшовный слой.

Расход пенополиуретана для разных типов поверхности:

Один из факторов, которые следует учесть при расчёте расхода ППУ, это тип поверхности. Разные материалы имеют разную структуру и степень адгезии. Например, при изолировании поверхности из древесины расход пенополиуретана на квадратный метр будет меньше, чем на бетон.

Подробней о расходе ППУ узнайте здесь >>>

Не упустим и такую характеристику ППУ, как биологическая устойчивость. Полиолы и полиизоцианаты – основные компоненты пенополиуретана – не представляют интереса для разного рода вредителей, таких как грызуны, насекомые. Материал не поддерживает развитие грибков, устойчив к процессу гниения, а его жёсткая структура отлично выдерживает натиск корней растений.

Преимущества утеплителя ППУ

Подведём итог и обозначим ключевые достоинства и свойства пенополиуретана, как изоляционного материала:

• самый низкий коэффициент теплопроводности;
• бесшовное напыление исключает возникновение мостиков холода;
• лёгкий вес;
• отличная адгезия к большинству материалов и на поверхности любой формы, не требуется фиксация крепежом;
• выступает в качестве антикоррозийной защиты металлоконструкций;
• инертность в отношении температурных колебаний, атмосферных осадков, агрессивной промышленной среды, процесса гниения;
• ППУ утеплитель – экологически безопасный материал;
• подходит для изготовления формованных теплоизоляционных плит, сэндвич-панелей, блоков для трубопроводов и др.

Консультация специалиста по ППУ теплоизоляции

Поможем в подборе и расчете объема компонентов пенополиуретана с учетом характеристик и свойств утеплителя в заданной среде, дадим рекомендации по использованию утпелителя.

Технология пенополиуретана и характеристики ппу

1. История создания и применение ппу.
2. Компоненты пенополиуретана и производители сырья.
3. Получение пенополиуретана, характеристики и свойства.
4. Оборудование для пенополиуретана.
5. Бизнес-план по напылению ппу.

При смешивании всех компонентов в строго заданных пропорциях, которые указаны в паспорте производителя сырья и обеспечиваются применяемым оборудованием ДУГА®, синтезируется пенополиуретан с последующим вспениванием и отверждением.
Технология пенополиуретана и характеристики ппу определяются свойствами конкретной системы компонентов, в паспорте которых производителем всегда указываются важнейшие параметры, необходимые оператору при получении изделия из пенополиуретана (ппу):
время старта системы – отсчитывается от момента смешивания компонентов до начала вспенивания;
время гелеобразования — отсчитывается от момента смешивания компонентов до начала полимеризации, при которой можно получить тянущиеся нити синтезированного полимера;
кажущаяся плотность (при свободном вспенивании) – отношение массы полученного ппу к его объёму.
Эти параметры задаются производителями сырья для получения заданного результата, в зависимости от требований, предъявляемых к конечному изделию из пенополиуретана. Например, для напылительных систем ппу время старта обычно невелико (3-10 секунд), так как ппу должен начинать вспениваться сразу после напыления на поверхность. У систем компонентов, предназначенных для заливки, время старта увеличивают (от 15 до 60 секунд) для того, чтобы успеть равномерно залить смесь в полости формы или объекта.
Параметр времени гелеобразования важен тем, что с момента его начала происходит резкое повышение вязкости смеси, в результате которого смесь теряет способность к дальнейшему растеканию (это особенно актуально для заливочных систем).
Плотность полученного ппу важна для целей его дальнейшего использования (теплоизоляция или изделия из ппу). Небольшая плотность подойдёт для качественной тепло-шумоизоляции, повышенная – для обеспечения требуемой жесткости покрытия, высокая – для прочности готовых изделий.
Технология пенополиуретана подразумевает соединение компонентов путем смешивания в распылителе или заливочном узле с последующим нанесением на поверхность или заливкой в форму: оборудование ппу ДУГА® — видео напыления и заливки.
В результате смешивания основных компонентов и прохождения химической реакции из пресыщенной газом жидкости по мере её застывания и увеличения вязкости образуется вспенённый пластический материал – пенополиуретан, часть твёрдой фазы которого заменена газом, находящимся в массе полимера в виде множества ячеек-пузырьков. Максимальное давление впенивающегося ппу в закрытой форме достигает 6 кгс/см².

В зависимости от заданных производителем сырья параметров (скорости роста полимера и реакции газообразования на стадии вспенивания) стенки ячеек оказываются разрушенными или закрытыми, что определяет формирование эластичного или жесткого ппу соответственно. Характеристики материала, соответственно, будут отличаться. Каждая партия компонентов сопровождается собственным паспортом от производителя. В паспорте указаны наименование организации, марка компонента и номер партии, дата изготовления, характеристики системы и конечного продукта.
Профессиональное ппу оборудование

Характеристики и свойства пенополиуретана

1. Теплопроводность и паропроницаемость ппу

Основным и наиболее важным параметром для выбора пенополиуретана в качестве теплоизоляции, является низкий коэффициент теплопроводности ппу: 0,019 — 0,029 Вт/М*К. Наглядно оценить такое важное качество можно, сравнивая различные строительные материалы, толщину которых нужно применить для достижения одинаковой теплопроводности конструкции: Важнейшими качествами любого теплоизоляционного материала, применяемого в строительстве, являются его низкие коэффициенты теплопроводности и паропроницаемости, экологическая чистота, прочность и водостойкость. Низкая паропроницаемость, вопреки распространённому ошибочному мнению о «дышащих стенах», как обязательном условии качественного экологически чистого жилья, не менее важна, чем хорошая теплоизоляция.
Более того, эти два важнейших параметра неразрывно связаны друг с другом. Теплоизоляционные свойства материала напрямую зависят от его способности пропускать воздух. Идеальная теплоизоляция не должна пропускать воздух вообще.
В случае высокого коэффициента паропроницаемости материала, он будет впитывать пары влаги, набухать и терять свои основные свойства, то есть перестаёт быть теплоизоляцией.
Кроме того, такой утеплитель становится прекрасной средой для развития плесени, грибков и микроорганизмов. Вред от таких «соседей» трудно переоценить.
В строительных конструкциях наиболее подвержены таким отрицательным процессам различного вида минераловатные утеплители, неотъемлемым атрибутом применения которых является обязательный монтаж пароизоляционной, гидроизоляционной и ветрозащитной мембран для защиты от пара изнутри помещения и от влаги и ветра снаружи.
По сути, необходимость применения паро-, влаго-, и ветроизоляции в конструкциях с применением минераловатных утеплителей нужна именно для того, чтобы не допустить прохождения воздуха и паров влаги через теплоизоляцию и устранить тот самый эффект «дышащих стен». Это вполне объяснимо, так как основной целью теплоизоляционного материала является снижение потерь на отопление или охлаждение, в том числе, блокированием прохождения воздуха через материалы конструкции.
Выведение лишней влаги из помещений и приток свежего воздуха снаружи должен обеспечиваться, в первую очередь, грамотно спроектированной вентиляционной системой объекта, а не микроотверстиями конструкций, тем более теплоизоляции.
Особенно, если учесть тот факт, что объём выводимой через паропроницаемые материалы влаги в десятки раз меньше, чем требуется в реальной жизни (например, в процессе приготовления пищи, сушке белья, работающем душе в ванной и т.п.).
Качественный утеплитель с низкой паропроницаемостью обеспечивает отличную теплоизоляцию, шумоизоляцию, отсутствие сквозняков, пыли и влаги, а также препятствует прохождению влаги через себя в так называемую «точку росы», предотвращая образование конденсата на материалах конструкции.
Не менее важную роль играют выдающиеся характеристики пенополиуретана и в теплоизоляции скатных кровель. Каждая оттепель зимой связана с появлением опасных сосулек, возникающих при таянии снега не только и не столько от солнечных лучей, но и от плохой теплоизоляции кровли, нагреваемой снизу прохождением тёплого воздуха из помещений. Теплоизоляция зданий и сооружений пенополиуретаном с 95% закрытыми ячейками решает большинство строительных и эксплуатационных проблем, обеспечивая длительный срок службы защищаемого объекта.
Теоретически теплоизоляция любого объекта пенополиуретаном возможна как снаружи, так и изнутри. На первый взгляд, с точки зрения упрощения процесса, утепление, например, стен или кровли изнутри выглядит предпочтительным – нет зависимости от погодных явлений, не требуется подогрев ппу компонентов в холодное время года, нет дополнительных затрат на строительные леса и подмостки. Однако, с точки зрения технической грамотности такого решения, утепление стен или кровли изнутри не является правильным вариантом. Если даже не учитывать тот факт, что внутренняя теплоизоляция будет уменьшать полезный объём объекта, существует ряд отрицательных последствий внутренней теплоизоляции:

• Строительные материалы, из которых построен объект, не будут прогреваться должным образом и начнут постепенно разрушаться под действием окружающей среды и перепадов температур.
• Будут образовываться мостики холода в местах примыканий строительных конструкций снаружи объекта, так как не будет обеспечено цельное теплоизоляционное покрытие. Соответственно, будет происходить утечка тепла/холода.
• Расположение точки росы при внутреннем варианте теплоизоляции будет смещено уже к границе между теплоизоляцией и стеновой или кровельной конструкцией, что также не будет способствовать долговечности объекта и приведёт к ускоренному разрушению строительного материала, а также будет препятствовать созданию правильного микроклимата внутри помещения.

Учитывая возможные отрицательные последствия внутреннего расположения теплоизолирующего слоя, требования СНиП в области теплоизоляции объекта предписывают размещение строительных материалов с более высокой теплопроводностью и теплоёмкостью (кирпич, бетон, камень) именно с внутренней стороны строительной конструкции. Примерная схема движения воздуха в типовом коттедже: Для теплотехнического расчёта при проектировании будущего здания или сооружения используют численные показатели коэффициентов теплопроводности и паропроницаемости, параметры которых для большинства применяемых в строительстве материалов приведены в таблице:

Сравнительная таблица теплопроводности и паропроницаемости различных строительных материалов

Материал	Плотность, кг/м3	Теплопроводность, Вт/(м*К)	Эквивалентная толщина, м (при сопротивлении теплопередаче = 4,2 м2*К/Вт)	Пароницаемость, Мг/(м*ч*Па)	Эквивалентная толщина, м (при сопротивлении паропроницанию =1,6 м2*ч*Па/мг)
Железобетон	2500	1.69	7.10	0.03	0.048
Бетон	2400	1.51	6.34	0.03	0.048
Керамзитобетон	1800	0.66	2.77	0.09	0.144
Керамзитобетон	500	0.14	0.59	0.30	0.48
Кирпич красный глиняный	1800	0.56	2.35	0.11	0.176
Кирпич, силикатный	1800	0.70	2.94	0.11	0.176
Кирпич керамический пустотелый (брутто1400)	1600	0.41	1.72	0.14	0.224
Кирпич керамический пустотелый (брутто1000)	1200	0.35	1.47	0.17	0.272
Пенобетон	1000	0.29	1.22	0.11	0.176
Пенобетон	300	0.08	0.34	0.26	0.416
Гранит	2800	3.49	14.6	0.008	0.013
Мрамор	2800	2.91	12.2	0.008	0.013
Сосна, ель поперек волокон	500	0.09	0.38	0.06	0.096
Дуб поперек волокон	700	0.10	0.42	0.05	0.08
Сосна, ель вдоль волокон	500	0.18	0.75	0.32	0.512
Дуб вдоль волокон	700	0.23	0.96	0.30	0.48
Фанера клееная ФК	600	0.12	0.50	0.02	0.032
ДСП, ОСП-3	1000	0.15	0.63	0.12	0.192
ПАКЛЯ	150	0.05	0.21	0.49	0.784
Гипсокартон	800	0.15	0.63	0.075	0.12
Картон облицовочный	1000	0.18	0.75	0.06	0.096
Минвата	200	0.070	0.30	0.49	0.784
Минвата	100	0.056	0.23	0.56	0.896
Минвата	50	0.048	0.20	0.60	0.96
Пенополистирол	33	0.031	0.13	0.013	0.021
ПЕНОПОЛИСТИРОЛ ЭКСТРУДИРОВАННЫЙ	45	0.036	0.13	0.013	0.021
Пенополистирол	150	0.05	0.21	0.05	0.08
Пенополистирол	100	0.041	0.17	0.05	0.08
Пенополистирол	40	0.038	0.16	0.05	0.08
Пенопласт ПВХ	125	0.052	0.22	0.23	0.368
ПЕНОПОЛИУРЕТАН	80	0.041	0.17	0.05	0.08
ПЕНОПОЛИУРЕТАН	60	0.035	0.15	0.0	0.08
ПЕНОПОЛИУРЕТАН	40	0.029	0.12	0.05	0.08
ПЕНОПОЛИУРЕТАН	30	0.020	0.09	0.05	0.08
Керамзит	800	0.18	0.75	0.21	0.336
Керамзит	200	0.10	0.42	0.26	0.416
Песок	1600	0.35	1.47	0.17	0.272
Пеностекло	400	0.11	0.46	0.02	0.032
Пеностекло	200	0.07	0.30	0.03	0.048
Битум	1400	0.27	1.13	0.008	0.013
ПОЛИУРЕТАНОВАЯ МАСТИКА	1400	0.25	1.05	0.00023	0.00036
Полимочевина	1100	0.21	0.88	0.00023	0.00054

2. Теплоизоляция пенополиуретаном

Широкому распространению в различных областях жизнедеятельности человека пенополиуретан обязан, в том числе, благодаря своей устойчивости к различным агрессивным средам: бензину, морской воде, минеральным маслам, промышленным газам, пластификаторам, растительным и животным жирам, многим кислотам, щелочам и растворителям.
Рабочие температуры применения теплоизоляции и изделий из ппу лежат в диапазоне от -100 ℃ до +150 ℃. Материал не подвержен влиянию микроорганизмов, плесени.
Как и любой полимер, пенополиуретан подвержен постепенному старению и разрушению под действием ультрафиолета. С целью достижения максимального срока службы теплоизоляции, желательно защитить её от попадания прямых солнечных лучей. Современные системы ппу, включающие необходимые добавки, позволяют получать материал, который является достаточно устойчивым к воздействию УФ-излучения (разрушение внешнего слоя незащищённого от прямых солнечных лучей ппу не превышает 1 мм в год).
При этом нужно учитывать, что на практике пенополиуретан обычно не имеет прямого контакта с ультрафиолетом, как правило, не являясь финишным слоем в конструкции здания, либо будучи защищённым различными покрытиями (штукатуркой, гидроизоляцией, декоративной окраской и т.п.).
Учитывая длительный (не менее 30 лет) срок службы ППУ, целесообразно выбирать не менее долговечные финишные покрытия, например, эмали на основе кремнийорганических соединений и т.п. При надлежащей защите характеристики материала останутся неизменными на многие десятилетия. Защитить пенополиуретан и одновременно выполнить качественную гидроизоляцию объекта можно, применяя оборудование для жидкой резины ДУГА®.

3. Пожароопасность пенополиуретана

С началом бурного развития в прошлом веке мировой химической промышленности и связанного с этим массового применения химической продукции во всех сферах, возникла необходимость в подтверждении пожарной безопасности применяемых материалов. Большинство испытаний и проверок были проведены ещё во второй половине прошлого века.
Основные выводы и результаты этих работ относительно пенополиуретана можно свести к следующему: самостоятельно материал не горит и огонь не распространяет. Эти факты подтверждены, в том числе, наглядными испытаниями, многократно проводимыми в разных странах, в том числе во ВНИИПО в России.
Наглядные результаты реальной стойкости ППУ к открытому огню сегодня можно без труда найти во многих видеороликах интернета. Например, посмотреть реальное видео горючести пенополиуретана можно на нашем сайте в разделе видео. Группы горючести ППУ различных марок и назначения лежат в пределах от Г4 (сильногорючие) до Г1 (слабогорючие).
По степени воспламеняемости большинство пенополиуретанов относится к группе В2 (умеренновоспламеняемые). Непосредственно горению подвержены лишь продукты термического разложения пенополиуретана, которое происходит при нагреве свыше 600℃.
Учитывая, что ппу, как правило, находится в качестве утеплителя снаружи объекта, при достижении такой температуры в слое теплоизоляции, от объекта внутри уже ничего не остаётся.
Выход токсичных веществ при нагреве пенополиуретана начинается при температурах от 450℃, а опасная концентрация наиболее опасной токсической составляющей – синильной кислоты – наступает лишь при нагреве ппу до 1000℃.
В случае внешней теплоизоляции из ппу опасные вещества растворяются в атмосферном воздухе. При достижении подобных температур внутри объекта, наибольшую опасность для здоровья будут представлять уже не продукты выделения теплоизоляции, а угарный газ, который выделяется из многих материалов, например, отделочных, декоративных, тканей, фанеры, ДСП и т.п. при гораздо более низких температурах.
Например, продукты разложения древесины, шерсти, некоторых других материалов являются гарантированной причиной гибели живых организмов уже при температуре 400 ℃. Доля опасности для здоровья человека при пожаре именно пенополиуретана уменьшается ещё и в связи с его низкой плотностью, из-за которой количество материала на единицу объёма (а, следовательно, и количество выделяемых вредных веществ) значительно меньше, чем у материалов с монолитной структурой.
Теплота сгорания ппу примерно в шесть раз меньше, чем аналогичный параметр у древесины.
Несомненный плюс применения ппу в виде низкого коэффициента теплопроводности и тут играет важную роль: в случае пожара из-за низкой теплопроводности материал медленно прогревается внутрь своей структуры, что сильно замедляет процесс разложения ппу и выделения из него вредных веществ.
Кроме того, в отличие от многих распространённых материалов, ппу не способен к самостоятельному тлению. Благодаря отсутствию воздушной тяги через пенополиуретановую изоляцию (в отличие от минераловатных утеплителей) во время пожара не образуется и дополнительный приток кислорода, что является немаловажным фактором замедления распространения горения по объекту.
Все эти факты говорят в пользу применения пенополиуретана, как наименее опасного из многих материалов, которые человек использует в своей жизнедеятельности.

Характеристики ППУ — Группа компаний «Скиф»

Сегодня, когда все пытаются уменьшить потерю тепла при его подаче потребителю, постоянно требуется теплоизоляторы для трубных магистралей. Самыми популярными и универсальными на сегодняшний день, считаются скорлупы ппу.

ППУ — Пенополиуретан, является одним из самых эффективных материалов используемых в современном строительстве для теплоизоляции трубопроводов отопления, нефти и газа, стен, полов, перекрытий, ограждающих конструкций, покрытий энергетического оборудования, кумулятивных емкостей, холодильных камер и других строительных конструкций.

Теплоизоляционные скорлупы из пенополиуретана обеспечивают:

• Низкую трудоемкость;
• Сокращение времени монтажа теплоизоляции;
• Возможность многоразового использования;
• Быстрый доступ к поврежденным участкам труб;
• Значительное увеличение срока службы теплоизоляционного покрытия;
• Применим при температурах от-100°С до +130°С.
• Высокую производительность: 2 человека изолируют до 150 метров трубопровода за смену.

Пенополиуретан

Физико-механические и теплотехнические свойства ППУ: Пенополиуретан среди теплоизолирующих материалов обладает наиболее низким коэффициентом теплопроводности О,019-0,022 Вт/мК , высокими гидроизолирующими свойствами (до 95% закрытых пор), широким диапазоном плотности (от 40 до 200кг/м куб.), что позволяет использовать его в качестве теплоизоляции пола. ППУ химически нейтрален к кислотным и щелочным средам, может работать в грунте и служить антикоррозийной защитой металла. Должен быть защищен от прямых солнечных лучей бумагой, краской или фольгой. Класс горючести — самозатухающий.

• Плотность — 55 кг/м куб.
• Коэффициент теплопроводности — 0,019Вт/мК
• Водопоглощение за 24 ч. — 0,1-0,2 кг/м куб.
• Содержание закрытых пор — 95%
• Пожаростойкость — ГЗ, самозатухающий
• Долговечность — не менее 30 лет.

Сравнительные Технические характеристики скорлуп ппу с другими теплоизоляцторами:

Теплоизолятор	Степерь плотности (кг/м.куб)	Коэф. теплопроводности (Вт/м*К)	Пористость	Срок эксплуатации (лет)	Диапазон рабочих температур
скорлупа ппу	40-200	0,019	Закрытая	15-30	-110…+130
Минеральная вата	55-150	0,052-0,058	Открытая	5	-40…+120
Пробковая плита	220-240	0,050-0,060	Закрытая	3	-30…+90
Пенобетон	250-400	0,145-0,160	Открытая	10	-30…+120
Пенопласт	30-60	0,040-0,050	Закрытая	5-7	-50…+110

Сравнительный анализ технико-экономической эффективности при использовании пенополиуретана и традиционной минеральной ваты:

Показатели	Пенополиуретан	Минеральная вата
Коэффициент теплопроводности	0,019-0,022	0,050-0,070
Толщина покрытия	40-140 мм	120-220 мм
Эффективный срок службы	15-30лет	5 лет
Производство работ	Круглогодично	Теплое время года, сухая погода
Влага, агрессивные среды	Устойчив	Теплоизоляционные свойства теряются, восстановлению не подлежит
Экологическая чистота	Безопасен! Разрешено применение в жилых зданиях	Аллерген
Фактические тепловые потери	В 1,7 раза ниже нормативных	Превышение нормативных после 12 месяцев эксплуатации

Приведем некоторые факты:

1. Скорлупы ппу имеют низкую теплопроводность, поэтому коэффициент теплопроводности составляет — 0,022 Вт/мК. Намного лучше, чем аналогические изделия из других материалов. При проведении исследований, доказано, что использование в качестве теплоизолятора скорлупы ппу есть выгодным и окупаемым решением.

2. Срок эксплуатации. Скорлупы ппу выдерживают около 1 тыс. циклов разморозки/заморозки. если скорлупа ппу используется  без защитного слоя покрытия, то свои технические характеристики она не теряет примерно 10-15 лет. если она эксплуатируется в условиях закрытого помещения или имеет поверхностный панцирь для защиты, то в этом случае срок ее службы увеличивается до 25-30 лет.

3. Защита от влаги. Так как пенополиуретан имеет закрытую структуру пор, с помощью которой сохраняется тепло, в то же время эта особенность не позволяет влаге просочиться влаге. И если скорлупа ппу установлена без технических нарушений, она надолго защитит трубу от воздействия влаги.

4. Воздействие биологической активности. Скорлупы ппу не подвергаются атакам вредоносной плесени и разных грибков. также, ппу нестрашны грызуны.

5.  Температурный режим. скорлупа ппу имеет особенность сохранять свои технические характеристики при перепадах температуры от минимальной -180 до максимальной +200. Поэтому ее можно использовать в разных сферах промышленного хозяйства.

6. Безопасность для экологии. Подтверждено эксперементами, что скорлупа ппу не имеет никокого влияния на здоровье человека и является безопасной.

Сравнение теплоизоляции пенополиуретаном и другими материалами. / ППУ XXI ВЕК – Напыление ППУ

Сравнительная характеристика ППУ с традиционными теплоизоляторами 

 

Теплоизолятор	Плотность кг/м	Коэффициент теплопроводности, ВТ/м К	L, мм	Срок эксплуатации, лет
Пенополиуретан (жесткий)	35-160	0,019-0,035	50	Более 25
Минеральная вата	15-150	0,052-0,058	90	10
Пенополистирол	15-35	0,041	80	15
Пенобетон	250-400	0,145-0,16	760	10
Керамзит	—	0,14-0,18	1500	20
Кирпич	1000	0,45	1720	Более 50

 

L — эквивалентные толщины материалов, обеспечивающие одинаковую теплоизоляцию.

 

 

Сравнительные характеристики теплоизоляции скорлупами из пенополиуретана и другими материалами

 

Теплоизолятор	Плотность, кг/м куб.	Коэффициент тепло-ности, Вт/м*град.С	Толщина слоя, мм	Рабочая тем-ра, град. С	Срок эки, лет
Скорлупы ППУ	45-80	0,019-0,028	50	150	35
Минвата	60-120	0,034-0,041	100	300	8
Пенобетон	250-400	0,16-0,2	280	120	35
Керамзит	200-250	0,12-0,18	320		15
Кирпич	1100	0,45	760

 

Сравнение пенополиуретана с традиционными теплоизоляторами

Теплоизолятор	Степень плотности, кг/куб.м.	Коэффициент теплопровод-ности, Вт/м*К	Пористость	Срок экспл., лет	Диапазон рабочих температур, 0С
ППУ жесткий	40-160	0,019-0,035	Закрытая	30	-200.. +150
Минеральная вата	55-150	0,052-0,058	Открытая	10	-40..+120
Пробковая плита	220-240	0,050-0,060	Закрытая	3	-30..+90
Пенобетон	250-400	0,145-0,160	Открытая	10	-30..+120

 

Свойства и технические характеристики ППУ

Пенополиуретан (ППУ) – очень удобный материал для эффективной теплоизоляции. Технические характеристики ППУ определяют его свойства, назначение и особенности эксплуатации. Для термоизоляции чаще всего применяется жесткий ППУ. Именно такой пенополиуретан и его свойства мы рассмотрим ниже.

Основные характеристики и свойства пенополиуретана:

Характеристика	Величина
Горючесть	Г2-Г4
Тепропроводность	0.019 – 0.028 Вт/м*К
Влагопоглощение	1- 3% от объема
Количество закрытых пор	85-95%
Плотность	25-750 кг/м3

ППУ имеет вес всего 40-60 кг/м³. Рассмотрим детальнее характеристики изоляции из ППУ.

Теплопроводность ППУ

Теплоизоляционные свойства пенополиуретан проявляет лучше остальных современных утеплителей. Этот показатель составляет 0.019 – 0.028 Вт/м*К. Для сравнения, теплопроводность минваты – 0.045 – 0.056 Вт/м*К, а пенополистирола — 0.04 – 0.06 Вт/м*К. Чем меньшая теплопроводность у изоляционного материала, тем лучше ваш дом сохраняет тепло, и тем меньше самого материала потребуется для утепления.

Влагопоглощение ППУ

Влагопоглощение этого материала составляет 1-3% от изначального объема в сутки. Эта характеристика ППУ также выгодно выделяет его среди других утеплителей. Влагопоглощение зависит от плотности: чем плотнее структура ППУ, тем меньше влаги может поглотить слой термоизоляции. Кроме того, влагостойкость можно повысить добавлением специальных веществ в состав смеси.

Характеристики горючести ППУ

ППУ относится к классу горючести Г2-Г4 (от сильногорючих до умеренногорючих) в зависимости от химического состава. Мы детально рассмотрели пожаробезопасность этого материала и пришли к выводу, что это один из самых пожаробезопасных утеплителей на современном рынке.

Чувствительность к различным химическим средам

Пенополиуретан проявляет хорошую устойчивость к агрессивным веществам – бензин, масла, спирты, кислотные растворы никак не навредят теплоизоляции из ППУ. Далеко не все концентрированные кислоты могут разрушить структуру ППУ. Защитные характеристики изоляции из пенополиуретана предотвращают коррозию металла – под слоем ППУ металл не ржавеет. Единственное, что может ухудшить свойства и структуру пенополиуретанов – прямые солнечные лучи.

Совет от профессионала

При наружном утеплении ППУ нуждается в защите от УФ. Самый простой способ – покраска слоя теплоизоляции. Также от вредного воздействия солнца слой ППУ спасает зашивка сайдингом или другими отделочными материалами (влагостойкая фанера, профлисты, плиты OSB и т.д.). При наружной изоляции промышленных объектов или крыш слой ППУ покрывается мастикой.

Кроме того, пенополиуретан, характеристики которого не меняются в течение всего срока службы, обеспечивает 50 лет полноценной теплозащиты. Именно такой качественный материал используют специалисты нашей компании для выполнения утеплительных работ.

Свойства пенополиуретана — Технические услуги по пеноматериалам

Пенополиуретаны (PU)

известны своей превосходной эластичностью и универсальностью, что делает их идеальным выбором для использования в строительной и автомобильной промышленности. Эта статья призвана раскрыть еще больше информации о физических свойствах пенополиуретана и установить, как эти характеристики помогли сделать этот тип пены таким популярным выбором.

 

Полиэстер против.полиэфир

 

Существует два основных типа пены, производных от семейства полиуретанов; полиэстер и полиэфир. Чтобы понять свойства пенополиуретана, необходимо сначала провести четкое различие между ними.

Первым типом гибкого пенополиуретана, который был разработан в начале 1950-х годов, был полиэфирный пенопласт. С разработкой полиолов на основе простого полиэфира в конце 1950-х годов началось производство вспененных полиэфиров с более широким диапазоном свойств.Хотя оба являются признанными типами пенополиуретана, существуют различия в их физических характеристиках, которые определяют их пригодность для различных применений.

 

Физические свойства пенополиуретана

 

Устойчивость

 

Возможно, наиболее очевидное различие между полиэфирными и полиэфирными пенопластами заключается в более низкой упругости полиэфирных пеноматериалов. Эта разница в упругости привела к тому, что полиэфирные пенопласты отдают предпочтение в качестве амортизирующих материалов, особенно в обивке и постельных принадлежностях.

В целом, по сравнению с полиэфирными пенами, полиэфирные пены имеют более высокую прочность на растяжение, относительное удлинение при разрыве и твердость. В результате полиэфирные пены обладают хорошей стойкостью к истиранию, поэтому они используются в полировальных пенах. Их более низкая эластичность и более высокое поглощение энергии также делают их более подходящими для использования в упаковочных целях.

 

 

Устойчивость к растворителям

 

Пенополиуретаны

известны своей устойчивостью к широкому спектру растворителей.Вспененные полиэфиры, как правило, превосходят вспененные полиэфиры в этом отношении, особенно в их стойкости к растворителям для химической чистки. По этой причине области применения гибкого полиэфирного пенопласта включают производство пенопластов для текстильных ламинатов, где их превосходная стойкость к растворителям для химической чистки, огнестойкость и свойства удлинения делают их предпочтительным продуктом.

Пенополиуретаны также подвержены разложению водными кислотами, щелочами и паром. Эфирные, амидные и уретановые группы представляют собой участки для гидролитической атаки.Поскольку эфирная группа не подвергается легкому воздействию, пенополиэфиры обычно более устойчивы к гидролизу, чем пенополиэфиры.

 

Антибактериальная защита

 

Было обнаружено, что пенополиуретаны довольно хорошо работают в исследованиях роста грибков и микробов по сравнению с другими полимерами. Бактерии с трудом прикрепляются к поверхности полимера, что затрудняет их рост. По этой причине они используются в медицинских и гигиенических целях.

Полиэфирные полиуретаны легче разлагаются микробами, чем полиэфирные полиуретаны, из-за восприимчивости сложноэфирной группы к гидролизу, который катализируется большим количеством микробных ферментов.Доступны несколько антимикробных добавок, которые можно вводить в пенополиуретан на стадии производства для улучшения его антимикробных свойств.

 

 

Пожелтение и обесцвечивание

 

Воздействие УФ-излучения может вызвать обесцвечивание как полиэфирных, так и полиэфирных пеноматериалов, при этом степень пожелтения зависит от интенсивности излучения. Полиэфирные пенопласты желтеют быстрее, чем полиэфирные пенопласты, хотя пожелтение не оказывает существенного влияния на физические свойства любого типа пенопласта.

Оба типа пены производятся с использованием диизоцианатов ароматического типа. Нежелтеющая пена может быть получена с использованием алифатических изоцианатов, хотя они значительно дороже, чем обычно используемые типы.

 

Низкая огнестойкость

 

Как и многие другие материалы органического типа, эластичные пенополиуретаны легко воспламеняются от небольших источников воспламенения из-за их низкой плотности и большой площади поверхности.

Стойкость пенополиуретанов к воспламенению может быть улучшена добавлением антипиренов на стадии производства или последующей обработкой полимерными латексами, содержащими антипиреновые добавки.Методы последующей обработки обычно используются, когда пена должна соответствовать строгим требованиям воспламеняемости, например, строительным нормам. В целом, однако, рекомендуется выбирать более огнезащитную пену, если пожаробезопасность занимает одно из первых мест в вашем списке необходимых свойств.

 

Как определяются свойства пенополиуретана?

 

Характеристики гибкого пенополиуретана

в основном определяются исходными материалами и рецептурами, используемыми при их производстве.Коммерческие пенополиуретаны номинально производятся в диапазоне плотности от 15 до 80 кг/м3. Выбор плотности, которую пенообразователь использует для конкретного применения, будет определяться конечным использованием пены.

 

В целом, пенополиуретан — это гибкий и прочный материал, используемый в десятках отраслей промышленности. Если вам требуется точное проектирование полиуретановых компонентов, свяжитесь с нами, чтобы узнать, как наши опытные инженеры по пеноматериалам могут помочь.

Назад »

Зачем использовать пенополиуретан? | Общие пластмассы

СОЗДАНИЕ ПОЛИУРЕТАНОВОЙ ПЕНЫ

Пенополиуретан (PU) образуется при реакции изоцианата и полиола.Он становится пенополиуретаном при введении газа либо в результате реакции изоцианата с водой, либо с пенообразователями. General Plastics имеет ряд запатентованных составов, которые были созданы для удовлетворения широкого спектра требований к тепловым или физическим свойствам.

Жесткие пенополиуретаны используются в композитных конструкциях. Пенополиуретаны изготавливаются в виде больших блоков либо в процессе непрерывной реакции, либо в периодическом процессе. Затем блоки разрезают на листы или другие формы.Они также могут быть индивидуально отлиты или отлиты в виде деталей нестандартной формы.

Вспененные материалы с цельной оболочкой или самозащитные пенопласты сочетают в себе оболочку высокой плотности и сердцевину низкой плотности. Самоотверждающиеся пенопласты бывают эластичными и жесткими. Кожа полезна из-за способности формировать нестандартные текстуры для украшения или придавать свойства стойкости к истиранию или химическому воздействию.

НАШ ПОЛИУРЕТАНОВЫЙ ПЕНОРАЗДЕЛЕН НА ДВЕ КАТЕГОРИИ:

• Жесткие пенополиуретаны с закрытыми порами представляют собой пластмассы, состоящие из непрерывных и полностью сферических или продолговатых пузырьков
• Гибкие пенополиуретаны с открытыми порами представляют собой пластмассы с незавершенными стенками ячеек, содержащими отверстия, через которые могут легко проходить жидкость и воздух

Наша продукция с закрытыми порами прочная, долговечная, жесткая, не впитывает воду и используется для самых разных целей.Их разнообразие использования подходит для таких отраслей, как морская, аэрокосмическая, строительство, отдых, моделирование и многое другое. Другая категория пенополиуретанов с открытыми ячейками используется для отклонения нагрузки в таких отраслях, как аэрокосмическая, оборонная, автомобильная и других.

Обратите внимание, что General Plastics НЕ производит или поставляет:

• Мягкий поролон, продается в рулонах
• Полиуретановые пакеты
• Напыляемая пенополиуретановая / изоляция жилых помещений

КОНТРОЛЬ ПЛОТНОСТИ ППУ

Плотность пены варьируется примерно от 2 до 60 фунтов.на кубический фут (от 48 до 961 кг/м ³ ). В отличие от термопластичных пенопластов (ПВХ, САН), удельная стоимость пенополиуретана увеличивается линейно с плотностью, поэтому пенополиуретан с плотностью 20 фунтов на кубический фут будет примерно в два раза дороже, чем пенополиуретан с плотностью 10 фунтов. мыло.

Пены одной и той же плотности могут значительно различаться по механическим свойствам в зависимости от процесса производства пены. Для различных методов производства могут потребоваться уникальные химические составы и температуры отверждения пены. В начале процесса выбора пены важно свериться с информацией в Техническом паспорте, чтобы убедиться, что используется подходящий тип пены, отвечающий требованиям к характеристикам вашего приложения.

Если вас беспокоит воспламеняемость, выясните, какой вспениватель используется для создания ячеек в пенопласте: многие производители используют диоксид углерода (побочный продукт химической реакции образования пены) для создания ячеек в своих пеноматериалах. Другие производители изменили вспенивающие агенты в своих процессах производства пенопласта низкой плотности. Переход с хлорфторуглерода (ГХФУ, ГФУ) на пентан может отрицательно сказаться на огнестойкости пены.

НАШИ ОСНОВНЫЕ ПРОДУКТЫ С ЗАКРЫТЫМИ ЯЧЕЙКАМИ И ПРИМЕНЕНИЕ

Первоклассные твердые и самоклеящиеся формованные пенополиуретаны General Plastics с закрытыми порами используются для высокопроизводительных применений производителями оригинального оборудования, особенно в аэрокосмической, оборонной, морской, атомной и других отраслях промышленности.Как правило, они используются при изготовлении оснастки и пресс-форм; как композитный сердечник; материал для прототипирования; для защиты взрывоопасных или радиоактивных материалов; и как заменитель дерева для трехмерных вывесок, дисплеев и скульптур.

ОТЛИЧИЕ КАЧЕСТВА, СЕРТИФИЦИРОВАННОЕ GP

• Компания General Plastics сертифицирована по стандарту ISO 9001:2015/AS9100D и соответствует требованиям NQA, MIL-1-45208A и MIL-P-26541.
• Наши пенопласты для аэрокосмической промышленности соответствуют спецификациям Boeing Company D6-82479, BMS 8-133, BMS 8-436 и FAR 25.853 Е-84,
• Если вам нужна дополнительная информация о наших сертификатах и ​​квалификациях, позвоните нам.

КОНСИСТЕНТНОСТЬ

• Постоянство наших продуктов зависит от блока к блоку, от платы к плате, от партии к партии.
• Вся продукция General Plastics производится в США в г. Такома, штат Вашингтон.
• Ожидайте постоянную плотность на всех листах и ​​булочках – градиент плотности составляет менее +/- 10% от номинальной плотности, а часто ближе к +/- 5%.
• Точная обрезка булочек и резка горизонтальной ленточной пилой позволяют получать квадратные и ровные листы.
• Не разрушается, не трескается и не меняет свои химические свойства с течением времени.

ВАРИАНТЫ РАЗМЕРОВ

• В зависимости от плотности пенопласта наши стандартные размеры листов составляют 48 дюймов x 96 дюймов (122 см x 244 см) и 18 дюймов x 100 дюймов (46 см x 254 см).
• Мы можем поставить булочки до 30 дюймов (76 см) в высоту, до 60 дюймов (152 см) в ширину и до 120 дюймов (304 см) в длину, в зависимости от плотности пены – узнайте о наличии и стоимости нестандартных размеров блоков
• Мы можем обеспечить машинный допуск от 0,005 дюйма (0,0127 см) до 0,060 дюйма (0,152 см).

ВЫРЕЗ ВЫШЕ

• Гладкая, однородная, беззернистая ячеистая структура позволяет получать очень тонкую поверхность
• Достаточно прочный, чтобы обеспечить четкую резку и отличную четкость краев
• Легко режется, вырезается и обрабатывается даже с помощью обычных деревообрабатывающих инструментов
• Пена легко обрабатывается или фрезеруется на станках с ЧПУ, не создавая статического электричества
• Большинство составов не содержат наполнителей из стеклянных шариков или стекловолокна, что может снизить прочность пены или повредить режущие инструменты

ФИЗИЧЕСКИЕ И ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА

• Стабильные размеры – листы не деформируются, не скручиваются и не изгибаются
• Может выдерживать сильную жару или холод
• Обладает хорошей прочностью, жесткостью и стабильностью даже при высоких температурах
• Не впитывает воду, не гниет, не разлагается и не растворяется в земляном полотне
• Обладает высокой устойчивостью к большинству химикатов и растворителей, даже при горячем формовании
• Наши продукты легко склеиваются с использованием различных связующих материалов, включая металлы и смолы для ламинирования стекловолокна
• Совместим с растворами, клеями и бетоном
• Легко обрабатывается практически любой смолой или системой покрытия; минимальное поглощение краски

ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ КАЧЕСТВА

• LAST-A-FOAM ^® Продукты не содержат CFC и VOC.
• Они не выделяют токсичных паров и не выделяют химические вещества в окружающую почву.
• Материал биологически и химически инертен, поэтому не поддерживает грибок и не привлекает грызунов и насекомых.
• Многие из наших продуктов из пенопласта являются огнестойкими и самозатухающими.

ЭКОЛОГИЧНАЯ ПЕНА

General Plastics производит коммерческие продукты из пенопласта высокой плотности, которые являются экологически чистыми. Наш «зеленый» контент сочетает в себе постиндустриальные, постпотребительские и быстро возобновляемые материальные ресурсы.

Содержание зелени содержится в сериях пеноматериалов LAST-A-FOAM ^® FR-4500, FR-4600 (Sign Foam 4), FR-7100 и R-9300 компании General Plastics. Процент содержания зелени зависит от линейки продуктов и плотности.

Например:

• Каждый лист нашего продукта FR-4500 плотностью 6 фунтов отводит от свалок эквивалент 32 бутылок с водой
• При плотности 50 фунтов каждый лист нашей пены FR-4500 отводит от свалок эквивалент 512 бутылок с водой.
• Наши пеноблоки серии R-9300 с непрерывной изоляцией для промышленных и холодильных зданий могут пройти сертификацию LEED за материал, содержащий до 11% зелени.

РАБОТА С ПОЛИУРЕТАНОВОЙ ПЕНОЙ НИЗКОЙ ПЛОТНОСТИ GENERAL PLASTICS

Подробную информацию об этих аспектах работы с нашими материалами HDU (уретан высокой плотности) см. в нашем Руководстве пользователя по инструментам и пресс-формам.

Руководство пользователя по инструментам и пресс-формам охватывает следующие темы:

• Склеивание и клеи
• Резка и обработка
• Цвета, Окраска покрытия

Краски, покрытия и краски

Наши гибкие пенопласты белого цвета, а большинство наших жестких пенопластов желтого цвета.В зависимости от количества мы также можем сформулировать определенные цвета. Имейте в виду, что воздействие УФ-излучения затемняет внешний цвет этих пенопластов. Если вас беспокоит внешний вид, рекомендуем покрасить их непрозрачным покрытием.

Наши пенополиуретаны допускают любую окраску и очень мало впитывают краску.

Рекомендуемые покрытия включают автомобильные или деревообрабатывающие марки. Для наружных работ хорошо подойдет акрилово-латексная краска или эмаль.

Тепловые свойства

Обратитесь к нашим техническим паспортам (TDS) для получения информации о термических свойствах наших пенопластов.Обратите внимание, что эти цифры приблизительны, и мы рекомендуем вам протестировать продукт для вашего конкретного приложения.

Наша система наименования продуктов 

Большинство изделий серии пенополиуретанов General Plastics идентифицируются по категории пеноматериала, плотности и часто другим важным характеристикам, следующим образом:

Изделия из жесткого пеноматериала, за исключением наших пенопластов TR-Marine, начинаются с «FR» для огнестойкого жесткого материала или просто с буквы «R» для жесткого, за которым следует номер серии и плотность пены:

Примеры:

• R-3315 — Жесткая погружная пена серии 3300, 15 фунтов.на кубический фут плотность
• FR-3720 — огнестойкие, жесткие серии 3700 Performance Core, 20 фунтов. на кубический фут плотность

 

Свойства пенополиуретана и сертифицированные стандарты

Каковы стандартные свойства пенополиуретана? В сегодняшней статье будут рассмотрены 5 основных характеристик полиуретана и 8 стандартов тестирования, которые следует учитывать.

Плотность пены

Плотность пены, вероятно, является наиболее часто используемой характеристикой в ​​производстве полиуретанов.Когда вы заказываете в Sunkist, мы отправляем вам анкету, которая включает вопрос о плотности пены. Это связано с тем, что плотность пены является неотъемлемым элементом операций вспенивания и резки, и если ее не учитывать, это может повредить не только ваш продукт, но и ваше оборудование.

Изображение от luigicora с сайта Pixabay

То, что мы обычно называем «пена низкой плотности», является наиболее распространенным материалом для постельных принадлежностей и обивки. Подумайте о мягкой, гибкой пене в стеганых материалах, подплечниках и т. д. «Пена высокой плотности» обычно относится к таким вещам, как пена для основы ковра или жесткие молдинги для таких вещей, как мебель и декор.

Возможно, вы уже заметили, что существует большая разница между податливой пеной для основы ковра и жесткой формованной мебелью.

Это подводит нас к следующему важному свойству пенопласта: жесткости полимера.

Полимер жесткости

Иногда люди приравнивают плотность пены к жесткости, потому что считается, что более плотная пена жестче, а менее плотная пена более гибкая. Это может быть правдой, но не всегда так.

Сравните жесткую изоляционную пену, пену низкой плотности, с ковровой подложкой, пеной высокой плотности.Жесткая пенопластовая плита более жесткая, а основа ковра более плотная, но гораздо менее жесткая.

thingermejig, через Wikimedia Commons / Фото Erfan Banaei на Unsplash

Жесткость материала связана со структурой пены. По сути, пенополиуретан поднимается подобно бисквиту, наполненному пузырьками воздуха. Если вы сломаете стенки этих пузырьков воздуха до того, как они затвердеют, вы получите пену с открытыми порами. Если оставить стенки затвердевать (и не раздавить их после этого), получится пенопласт с закрытыми порами. Пены с открытыми порами гибкие, а пены с закрытыми порами жесткие.Вы можете иметь пену низкой и высокой плотности с открытыми или закрытыми ячейками.

из книги ICI о полиуретанах: второе издание Джорджа Вудса

Адгезия

Пенополиуретан при формовании клейкий. Вот почему бумажная подложка необходима при вспенивании плит и коробок. По этой же причине вы можете выбрать из ассортимента ламинаторов Sunkist, которые позволят вам сэкономить деньги, отказавшись от использования дополнительных клеев, просто используя собственную адгезию полиуретана. Вы также обнаружите, что адгезия полиуретана используется в продуктах из распыляемой пены.

Изоляция

Жесткие пены низкой плотности, в частности, имеют очень низкую теплопроводность, что означает, что они являются отличными изоляторами. Вот почему вы найдете жесткие плиты из пенопласта в архитектуре, уложенные между стенами. Вы также найдете жесткую пену в холодильнике; эффективная изоляция снижает количество энергии, необходимой для поддержания температуры внутри холодильника, что может сэкономить деньги потребителей в долгосрочной перспективе.

Стойкость к истиранию

Наконец, поговорим об износостойкой пене.Гибкие пенопласты высокой плотности используются для изготовления деталей обивки, отделки автомобилей и подошв для обуви, потому что они являются самоочищающимися, что означает, что они производят внешнюю «кожу» гораздо более плотную, чем внутренняя. Эта кожа не только устойчива к истиранию, но и декоративна, так как может быть сделана под дерево, искусственную кожу и т. д. Это свойство пенополиуретана имеет особое значение для обувной промышленности, так как подошвы из полиуретанового эластомера обеспечивают гибкость и устойчивость к эффективному использованию.

Краткий список физико-механических свойств

Вышеуказанные пять свойств являются отраслевыми разговорными стандартами при классификации пены.Теперь давайте быстро рассмотрим международно признанные стандарты, по которым тестируются и сертифицируются пены.

• Плотность
  • Насколько плотна ваша пена?
  • ISO 1855 / UNI 6349 / DIN 53420
• Вдавливание Отклонение
  • Какой вес требуется, чтобы вдавить пенопласт?
  • ИСО 2439 / УНИ 6353 / ДИН 53576/Б
• Отклонение нагрузки сжатия
  • Какое давление необходимо для сжатия вашей пены?
  • ISO 3386 / UNI 6351 / DIN 53577
• Прочность на растяжение и удлинение при разрыве
  • Насколько может растягиваться ваш поролон?
  • DIN 53571
• Компрессионный набор
  • Какой объем теряет пена при сжатии?
  • UNI 6352 / DIN 53572
• Динамическая усталость
  • Насколько ваша пена может восстанавливаться и отскакивать в динамических условиях?
  • UNI 6356 pt.2
• Устойчивость
  • Как сильно ваш поролон отскакивает?
  • УНИ 6357
• Воздухопроницаемость
  • Какой поток воздуха может пройти через вашу пену?
  • Стандарта испытаний пока нет

Хотите больше информации? Посетите фантастический путеводитель Olmo Group здесь.

Заключение

Расширьте свой бизнес-репертуар, изучив основные свойства пенополиуретана.Некоторые потребительские рынки предпочитают сертифицированную пену для обеспечения эффективности. Вы производитель, заинтересованный в сертификации своей продукции? Запросите информацию о линейке оборудования Sunkist «Для лаборатории», чтобы узнать больше.

Хотите быть в курсе новостей нашей компании? Уделите 1 минуту, чтобы заполнить форму ниже.

Полиуретан: свойства, обработка и применение

Полиуретаны представляют собой большой класс полимеров, которые можно адаптировать для широкого спектра применений, внося значительный вклад в строительство, автомобилестроение и электротехнические отрасли.

Полиуретан

более широко известен как жидкие покрытия и краски, но его применение также может варьироваться от мягких эластичных пеноматериалов до жесткой изоляции. Такой широкий спектр применения возможен, поскольку существуют как термопластичные, так и термореактивные полиуретаны.

Полиуретан

изначально был синтезирован как заменитель натурального каучука во время Второй мировой войны. Вскоре после этого универсальность этого нового полимера и его способность заменять дефицитные материалы привели к многочисленным применениям.В настоящее время на эту группу полимеров приходится 7,7% европейского спроса на пластик, уступая товарным полимерам полиэтилену, полипропилену и ПВХ [1].

Здесь вы узнаете о:

• Структура и свойства полиуретана
• Производство и переработка полиуретана
• Применение полиуретана
• Товарные сорта полиуретана

Рисунок 1 . Полиуретановые кубики.

Свойства полиуретана

Полиуретан получают в результате реакции полимеризации между диолами (или полиолами: спиртами с двумя или более реакционноспособными гидроксильными –ОН-группами) и диизоцианатами (или полиизоцианатами: изоцианатами с двумя или более реакционноспособными изоцианатными –NCO-группами) .В результате получается молекула, связанная уретановыми (COONH) связями.

Рис. 2. Полиуретановая структура [2].

 

Существует несколько вариантов молекул спирта и соответствующих молекул изоцианата, каждая комбинация которых дает новый полиуретановый материал с новыми свойствами. Свойства полиуретанов варьируются в зависимости от структуры этой полимерной основы и могут быть адаптированы для обеспечения высокой прочности и жесткости или высокой гибкости и ударной вязкости.

Термопластичный полиуретан по сравнению с термореактивным полиуретаном

Выбранная молекула полиола оказывает большое влияние на свойства и степень сшивания полиуретанового продукта. В частности, количество гидроксильных групп на молекулу, а также размер и гибкость углеводородного остова могут быть выбраны для настройки механических свойств получаемого полиуретанового материала.

Если диол реагирует с диизоцианатом, он образует линейный термопластичный полимер.

Если спирт имеет более двух гидроксильных групп, это приведет к образованию жесткой, сшитой термореактивной молекулы.

Таблица 1. Свойства термопластичного полиуретана .

Производство и переработка полиуретана

Учитывая, что полиуретаны создаются в результате реакции между диолами и диизоцианатами, производственный процесс можно разделить на три части:

1. Производство диолов
2. Производство изоцианатов
3. Производство полиуретана из этих компонентов.

Полиол, используемый в производстве полиуретанов, обычно представляет собой простой полиэфир (в 90% полиуретанов) или сложный полиэфир с концевыми гидроксильными группами. Кроме того, существует много ароматических и алифатических полиизоцианатов; однако наиболее важные из них, толуолдиизоцианат (ТДИ) и метилендифенилдиизоцианат (МДИ), способствуют производству около 95% всех полиуретанов [3]. TDI обычно используется в производстве мягких, гибких пенопластов для амортизации, тогда как MDI используется в производстве более универсальных жестких полиуретанов.

Если диол вступает в реакцию либо с ТДИ, либо с МДИ, в результате реакции конденсационной полимеризации образуется линейный термопластичный полимер. Если спирт имеет более двух гидроксильных групп, это приведет к образованию жесткой, сшитой термореактивной молекулы.

Обычно в смесь добавляют добавки для улучшения определенных свойств, такие как сшивающие агенты, удлинители цепи, пенообразователи, поверхностно-активные вещества, наполнители, пластификаторы, пигменты и антипирены. Вспенивающие агенты будут создавать пенополиуретан, а поверхностно-активные вещества будут контролировать образование пузырьков и, следовательно, образование ячеек пены.Наполнители повышают жесткость, пластификаторы уменьшают твердость, а пигменты добавляют материалу цвет.

Рис. 3. Отпечаток руки на матрасе из пенополиуретана с эффектом памяти после испытания на прессование.

Пенополиуретан

Два жидких реагента объединяются, образуя твердый полимер, который может быть эластичным или жестким. Это твердое вещество, однако, может также содержать пузырьки, что делает его ячеистым вспененным материалом. Эти пузырьки могут быть образованы химически или физически.Химическая продувка может быть достигнута путем добавления воды к полиолу, который, в свою очередь, реагирует с изоцианатами с образованием пузырьков углекислого газа. В качестве альтернативы физическое продувание достигается путем добавления вещества с относительно низкой температурой кипения, такого как пентан. По мере протекания экзотермической реакции полимеризации пентан нагревается и испаряется в виде пузырьков.

Эта процедура может управляться в зависимости от используемого приложения. Например, подошва обуви может быть «раздута» в два раза, а подушки — в 30–40 раз.В некоторых пенах низкой плотности для амортизации и изоляции только 3% от общего объема состоит из твердого полиуретана [3].

Применение полиуретана

Поскольку существует такое большое количество полиизоцианатов и полиолов, доступных для производства полиуретана, можно производить широкий спектр материалов для удовлетворения потребностей конкретных применений. Его относительно легкий вес и универсальность делают его оптимальным материалом для строительства, автомобилестроения, судостроения и даже одежды [4].

Рис. 4. Использование полиуретанов (воспроизведено с рис. 1 в [3])

Гибкий пенополиуретан

Гибкий пенополиуретан легкий, прочный, поддерживающий и удобный. Он обычно используется для амортизации постельных принадлежностей, мебели, автомобильных интерьеров, подложки для ковров и упаковки. Это составляет 30% рынка полиуретанов из-за их товарного использования [5].

Жесткий пенополиуретан

Жесткие пенополиуретаны являются наиболее экономичной и энергоэффективной изоляцией, значительно снижающей затраты на электроэнергию.При использовании для изоляции крыш и стен, утепления окон и дверей помогает поддерживать равномерную температуру и снижает уровень шума. Жесткий пенополиуретан также широко используется в качестве теплоизоляции в холодильниках и морозильных камерах.

Покрытия, клеи, герметики и эластомеры

Полиуретановые покрытия

могут улучшить внешний вид продукта и увеличить срок его службы. Полиуретановое покрытие можно использовать для придания блеска поверхности объекта, предлагая относительно лучшие свойства, чем традиционные лаки, шеллаки и лаковые покрытия.Втираемая полиуретановая или полиуретановая краска обычно представляет собой полиуретановое покрытие на масляной основе, наносимое на деревянные или бетонные поверхности для придания цвета и повышения долговечности, поскольку обычно оно слишком густое для распыления. Однако полиуретан на водной основе становится все более популярным, поскольку он менее токсичен и требует меньше времени для высыхания, чем его аналог на масляной основе [6].

Полиуретановые клеи

обеспечивают прочное склеивание, особенно вскоре после его изготовления, а полиуретановые герметики обеспечивают более плотную герметизацию, чем традиционные аналоги.Полиуретановым эластомерам можно придать любую требуемую форму, они легче металла, обеспечивают повышенную устойчивость к нагрузкам и очень устойчивы к воздействию окружающей среды.

Рисунок 5. Полиуретановые материалы различных форм и форм.

Вспененные материалы — полиэтилен, сшитый, полиуретан

Пена: полиэтилен, полиуретан

и специальные материалы

Являясь одним из крупнейших производителей пенопласта в Северной Америке, UFP Technologies имеет доступ к материалам от лучших поставщиков со всего мира.Мы выступаем в качестве расширения ваших внутренних исследовательских, инженерных и производственных групп, сотрудничая с вами, чтобы определить лучшие материалы для вашего приложения.

Выбор подходящего вспененного материала для упаковки или комплектующих изделий может оказаться очень сложной задачей. Мало того, что разные пенопласты имеют разную ячеистую структуру и характеристики, пенопласты из одного и того же семейства материалов также могут быть изготовлены с совершенно разными характеристиками плотности и твердости, что сильно повлияет на их характеристики.Мы будем работать с вами, чтобы определить характеристики, необходимые для успеха вашего компонента, упаковки или продукта.

UFP Technologies имеет доступ к ряду вспененных полиэтиленов, сшитых пенополиэтиленов, пенополиуретанов, сетчатых пенополиуретанов и специальных пенопластов:

Полиэтилен

От упаковки хрупкой электроники до обеспечения комфорта и поддержки спортивных товаров — вспененный полиэтилен предлагает необходимые вам прочные, легкие и закрытые поры.Он сочетает в себе отличные свойства гашения вибрации и изоляции с высокой устойчивостью к химическим веществам и влаге. Поскольку сшитый полиэтилен обеспечивает защиту поверхностей класса «А», его часто используют для упаковки медицинских устройств и оборудования.

Полиуретан

Это популярное семейство пеноматериалов идеально подходит для широкого спектра применений, от подачи жидкости в медицинском устройстве до фильтрации воздуха в газонокосилке и управления звуком в автомобилях. Пенополиуретан — это эластичный материал с открытыми порами, обладающий превосходными амортизирующими и защитными свойствами.Вспененные материалы с регулируемой пористостью могут иметь сетчатую структуру, обеспечивающую более высокие характеристики растяжения, разрыва и удлинения.

Специальные пены

Практически нет ограничений на типы специальных материалов, с которыми мы работаем, или на творческие способы их комбинирования для обеспечения необходимых вам качеств — антистатических, воздухопроницаемых, проводящих, гидрофильных, рассеивающих статическое электричество и т. д. Будь то высокопроизводительное приложение или относительно простое, мы определим правильный материал для работы.

Характеристика пенополиуретанов, приготовленных из разжиженных опилок сырым глицерином и полиэтиленгликолем

Кинетика процесса вспенивания

В таблице 3 показан процесс вспенивания образцов ПУ, полученных сжижением на основе ЦГ и ЦГ/ПЭГ. За характеристиками пенообразования обычно следуют время образования крема, время подъема и время до отлипа [4]. В начале процесса вспенивания происходит изменение цвета смеси из-за образования пузырьков газа, введенных кремом во время. Время подъема – это время, необходимое для того, чтобы пена достигла максимальной высоты.За время до отлипа внешняя поверхность пены теряет свою липкость. Снижение вязкости полиола приводит к увеличению подвижности пены и кинетической скорости. Таким образом, полиолы с более низкой вязкостью имели самое продолжительное время вспенивания. Пена 1 (биополиолы сжижения на основе ЦГ), содержащая полиолы с самой низкой вязкостью, показала самое короткое время до образования крема и отлипа. С другой стороны, добавление ПЭГ к ХГ в процессе сжижения сокращает время реакции пенообразования за счет снижения вязкости полиола, что приводит к большей эффективности пенообразования.Следовательно, для пен, полученных сжижением бинарным растворителем, пена, полученная из биополиолов с более высоким соотношением ПЭГ к ЦГ, показала меньшее время реакции. Это можно объяснить более высокой реакционной способностью гидроксильных групп ПЭГ, чем у синтезированных биополиолов.

Таблица 3 Процесс вспенивания ПУ

Плотность и прочность на сжатие пенополиуретанов

При одинаковой рецептуре вспенивания синтезированные пены имели разную плотность на разных полиолах (рис. 1). Было замечено, что добавление ПЭГ повышает эффективность сжижения, что приводит к увеличению производства биополиолов.С увеличением содержания биополиола плотность пены увеличивалась. Это может быть связано с тем, что сжиженная биомасса действует как сшивающий агент, имеющий гидроксильные группы, а не как удлинитель цепи в этой полимеризации [12]. Так, пенопласты, полученные из биополиолов с более высоким массовым отношением ПЭГ к КГ при ожижении, имели более высокую плотность, чем пенопласты, приготовленные из разжиженных опилок методом КГ. С другой стороны, биополиолы пены 2 из-за более низкой реакционной способности по сравнению с другими синтезированными полиолами частично утяжеляют пену и меньше участвуют в процессе пенообразования.Статистический анализ (ANOVA) показал, что влияние типа полиола на плотность синтезированных пенополиуретанов при доверительной вероятности 95% было значительным.

Рис. 1

Прочность на сжатие пенополиуретанов была получена от 200 до 311 кПа. Механические свойства пенополиуретанов зависят от нескольких параметров, таких как плотность, плотность сшивки, геометрия ячеек и эффективность вспенивания [13, 14]. Изменение прочности на сжатие в зависимости от плотности пенопласта на рис. 2 было проиллюстрировано.Минимальную прочность на сжатие продемонстрировал пенопласт 1 с наименьшей плотностью. Плотность пен увеличивает прочность на сжатие. Таким образом, пены, полученные при сжижении на основе CG/PEG с более высокой плотностью, имели большую прочность на сжатие. Аналогичные результаты сообщались и в предыдущих исследованиях [1, 4]. Помимо плотности, более высокая прочность на сжатие пенополиуретанов, полученных из полиолов сжижения на основе бинарных растворителей, может быть связана с более высокой реакционной способностью полученных полиолов. Ху и др. [8] показали, что помимо плотности на прочность на сжатие пенополиуретанов могут влиять такие факторы, как остатки биомассы или химическая структура биополиолов.Имея наибольшую плотность, пена 2 показала непостоянное поведение. Возможно, это связано с меньшей реакционной способностью некоторых гидроксильных групп биополиола пены 2, которые не участвовали в образовании уретановых связей. Так, полиолы без повышения плотности сшивки и последующего улучшения компрессионных свойств пенопластов, агрегируются по мере увеличения веса пенопласта. Статистический анализ показал, что существует значительная разница между прочностью на сжатие и плотностью пен (при уровне достоверности 95).

Рис. 2

Влияние плотности на прочность на сжатие пенополиуретанов

Водопоглощение пенополиуретанов

На рисунке 3 показано влияние плотности на водопоглощение образцов в объемных процентах после выдержки в воде в течение 24 ч. . Как видно из рисунка, с уменьшением плотности водопоглощение пен увеличивается, тогда как наибольшее водопоглощение получено для пены 1 с наименьшей плотностью. Статистический анализ (ANOVA) показал, что влияние плотности на водопоглощение пены было значительным при доверительном уровне 98%.Ячеистая структура и содержание закрытых ячеек в пенопластах были другими эффективными факторами водопоглощения [12]. Пена 2, имеющая более высокую плотность и больший размер ячеек, имела такое же водопоглощение, что и пена 3, имеющая более низкую плотность и меньший размер ячеек. Также группа Дункана поместила их в одну категорию. Это явление, вероятно, было установлено, поскольку, в отличие от более крупного размера ячеек пены 2, большинство ячеек пены были закрытыми. Между тем, пена 4, имеющая меньший размер ячеек и более высокий процент закрытых ячеек, продемонстрировала более низкое водопоглощение, чем другие пены.

Рис. 3

Влияние плотности на водопоглощение пенопластов

Морфология пенополиуретанов

На рисунке 4 показаны снимки, полученные с помощью сканирующего электронного микроскопа (СЭМ), пенополиуретанов, приготовленных из биополиолов сжиженных опилок. В зависимости от типа полиола, используемого при пенообразовании, в синтезированных пеноматериалах варьировали ячеистую структуру, размер ячеек и содержание закрытых или открытых ячеек. Средний размер клеток рассчитывали по фотографиям СЭМ (рис. 5). Размер ячеек пенополиуретана уменьшился с 430 мкм пены 4 до 370 мкм пены 2 за счет добавления ПЭГ к ЦГ в процессе разжижения.Таким образом, в зависимости от процесса вспенивания и вспенивающих материалов наблюдалось значительное уменьшение размера ячеек. Также увеличение отношения ПЭГ к ХГ при сжижении уменьшало размер ячеек пены. Результаты показали, что более высокое отношение ПЭГ к ХГ при разжижении способствовало меньшему размеру ячеек 170 мкм пены 4. ( a ), пена 2 с 0,08 г/см ³ ( b ), пена 3 с 0.062 г/см ³ ( c ), пена 4 с 0,071 г/см ³ ( d )

на основе сжижения

Пена 1, имеющая более низкую плотность, показала высокий процент открытых ячеек (рис. 6). Содержание открытых ячеек в пенополиуретане уменьшилось с 89,5% пены 1 до примерно 64,3% пены 2 из-за добавления ПЭГ к ЦГ по мере разжижения и образования биополиолов, тем самым изменяя свойства вспенивающегося материала.С увеличением отношения ПЭГ к ХГ по мере разжижения содержание открытых ячеек в пене 4 уменьшалось до 10,3%. Добавление химического растворителя в процессе сжижения улучшило ячеистую структуру пены и повысило ее качество. Так пена 4 по сравнению с другими пенами имела более однородную и правильную ячеистую структуру, большее количество ячеек меньшего диаметра. В связи с этим Xu et al. [15] показали, что с увеличением использования ПЭГ в полиоле, полученном при сжижении опилок глицерином, ячеистая структура пенопластов стала более регулярной.

Рис. 6

Содержание открытых ячеек пенополиуретанов, полученных из полиола ЦГ и сжижения на основе ЦГ/ПЭГ

FT-IR-спектры пенополиуретанов

FTIR-спектры образцов пенополиуретанов, полученных из биополиолов, показаны на рис. 7. Спектры для всех составов пен не показали существенных различий между ними. Во всех образцах образование уретановой связи было подтверждено ИК-Фурье и показало примерно одинаковые сигналы. Полоса поглощения при 3320 см ^-1 связана с группами N-H, которые вызывают растяжение водородных связей [16].Как видно, большая ширина полосы у пены 2 указывала на присутствие большего количества свободных групп ОН по сравнению с другими пенами. Что касается постоянного отношения полиола к изоцианату в рецептуре пены, это явление можно объяснить меньшей реакционной способностью полиолов и изоцианатов во время вспенивания пены 2, что приводит к меньшей активности гидроксильных групп, остающихся в системе. Вибрация OC=O при 1730 см ^-1 и вибрация CO-NH при 1600 см ^-1 подтверждает образование уретановой связи.Кроме того, интенсивности полосы пропускания на 1530 см ^-1 относятся к колебаниям растяжения и изгиба NH. Другие сильные полосы поглощения при 2932 и 2894 см ^-1 представляют собой мостики CH ₂ . Слабый пик непрореагировавшей группы NCO находился примерно при 2270 см ^-1 . Полоса при 1900,0 см ^-1 представляет собой валентное колебание свободных карбонильных групп уретановых связей, а полосы при 1510 и 1600 получены из ароматических колец лигнина.

Рис.7

Термический анализ пенополиуретанов

На рис. 8 (A) показана теплопроводность пенополиуретанов. Теплопроводность зависит от плотности пены, размера ячеек, структуры ячеек (процент закрытых и открытых ячеек) и теплопроводности пенообразователя [17]. Величина теплопроводности наблюдается в пределах от 0,031 до 0,040 Вт/м·К при плотности пен от 0,08 до 0,042 г/см ³ . Пена 1 с наименьшей плотностью и большим содержанием открытых ячеек имела максимальную теплопроводность за счет более высокой теплоотдачи в ячейках пены.Однако при увеличении плотности пены теплопроводность уменьшалась, пена 2 демонстрировала различные тепловые характеристики. Это свидетельство способствовало большему диаметру пор и, следовательно, более высокой теплопроводности. Тогда пена 4, имеющая высокую плотность, хорошо выраженную ячеистую стенку, меньший размер ячеек и меньшее содержание открытых ячеек, продемонстрировала наименьшую теплопроводность. Потому что значительное количество воздуха может быть захвачено, что привело к увеличению пассивной изоляции.

Рис. 8

Теплопроводность ( a ) и кривые ТГА ( b ) пенополиуретанов термическая стабильность пенопластов.Термическое разложение зависит от природы заместителя изоцианата и полиола. Рисунок 8 (B) изображает TGA пенополиуретанов. В исследованиях ТГА было обнаружено, что полиуретан разлагается в две стадии потери массы. Разложение первой стадии (потеря массы образцов на 5 %) может быть связано с разложением пиранозных колец и изоцианата, которое обычно начинается при температуре от 150 до 220 °С [18, 19]. В одном исследовании сообщалось, что пенополиуретаны были термически стабильными при 191,9 °C [20]. Вторая стадия разложения (потеря массы 50%) происходила при 400–500°С как маркер структурного разложения пенопластов [21], а также разложения лигнина и других труднодоступных частей.Начало деградации (потеря веса 5%) пенопластов в этом исследовании произошло при температуре около 212°C для пеноматериала 1 и 217, 226, 237°C для пенопластов 2, 3 и 4 соответственно. Таким образом, в зависимости от типа полиолов, используемых в производимых пенопластах, температура разложения была различной. Причину повышения температуры разложения пенопластов, полученных сжижением на основе CG/PEG, можно рассматривать как результат наличия полиэтиленгликоля. Добавление ПЭГ к ЦГ приводит к увеличению эффективности сжижения, что приводит к увеличению производства биополиолов.Увеличение процентного содержания биополиола в производимых пенопластах может вызвать разветвление и увеличение количества поперечных связей, что требует большей тепловой энергии для инициирования движения цепи [22, 23]. Сюй и др. [15] показали, что при добавлении 30% ПЭГ в качестве высокомолекулярных полиолов на нефтяной основе к биополиолам, что приводит к образованию трехмерных сшитых полиуретановых групп, температура разложения пен на первой стадии повышается. Начало второй стадии разложения (потеря веса около 50 %) для всех пенопластов происходило примерно при 393 °C.Предыдущие исследования показали, что второе разложение, наблюдаемое при 389 и 400 °C, приводило к деполимеризации компонентов полиола, таких как производные целлюлозы или лигнина [24,25,26].

Характеристики и свойства жестких пенополиуретанов

Переработка любого вида пластика для превращения его в ценные продукты является одной из основных проблем современного общества. Кроме того, если бы процесс переработки сам по себе был экологически чистым, то это было бы большим достижением. В этой статье рассматривается путь, пройденный от первых попыток повторного использования отходов полиуретана (ПУ) в качестве наполнителя для подушек до последних химических способов с использованием экологически чистых рециклинговых агентов.Полиуретан является 6-м наиболее используемым полимером в мире с объемом производства 18 миллионов тонн в год, что означает ежедневное производство специальных полиуретанов более 1 миллиона кубических метров, что эквивалентно объему Эмпайр-стейт-билдинг. Термостабильная природа большинства специальных полиуретанов сделала предпочтительным решением для их переработки химические процессы переработки. Среди них гликолизу уделяется больше внимания с промышленной точки зрения, поэтому в этом обзоре ему уделяется особое внимание.Однако имеющиеся в литературе обзоры не уделяют гликолизу особого внимания и дают лишь поверхностную характеристику этого процесса. Тем не менее, в настоящем обзоре научная литература по гликолизу полностью проанализирована, обновлена ​​и упорядочена в соответствии с типом переработанного полиуретана. Кроме того, другие основные процессы химической переработки также пересматриваются более широко и глубоко, чем в предыдущих подходах к этой теме. Более того, важно учитывать, что некоторые из этих технологий, описанные в литературе как многообещающие технологии в лабораторных масштабах, теперь являются коммерческими процессами, работающими в промышленных масштабах.По этой причине важно отметить, что настоящий обзор включает в себя не только подробный обзор научной литературы по данному вопросу, но также включает в себя подробный обзор прошлых и опытных установок и промышленных установок, включая несколько патентов, который никогда не был освещен в современной литературе. Кроме того, в этом обзоре также описаны самые последние исследования с использованием сырого глицерина (субпродукт биодизельного топлива) в качестве экономичного, устойчивого и безвредного для окружающей среды агента расщепления, который должен привести к промышленному внедрению двухфазного гликолиза в ближайшем будущем, обеспечивающему высокое качество. рекуперированные продукты, пригодные для замены сырых при синтезе новых полиуретановых специалитетов.Более того, этот обзор предназначен для того, чтобы любой читатель мог знать и понимать реакции, связанные с полиуретановой химией и рециркуляцией, основные типы полиуретанов и основы стратегий рециркуляции, чтобы понять, каковы преимущества и недостатки каждого процесса рециркуляции. отправной точкой для поиска новых выгодных альтернатив с экологической, технической и экономической точек зрения. Более широкий контекст. В этом документе рассматриваются основные достижения в области рециркуляции полиуретана (ПУ), от лабораторных и академических процессов до пилотных заводов и промышленных масштабов, включая наиболее важные патенты по этому вопросу.В отличие от других широко используемых пластиков, ПУ представляют собой не полимеризационные, а конденсационные полимеры, синтезированные из полиолов и изоцианатов. Большое разнообразие полиолов и изоцианатов позволяет синтезировать множество различных соединений, охватывающих широкий спектр применений. Как прямое следствие их коммерческого успеха, в последние десятилетия все большее количество отходов полиуретана утилизируется путем захоронения. К таким отходам относятся не только товары, бывшие в употреблении, но и отходы производства плит, которые могут достигать 10% от общего объема производства пенопласта.Тем не менее, массовое соблюдение законов об охране окружающей среды указывает на новый путь в секторе удаления полимерных отходов, основанный на переработке полимеров, и этот факт сделал исследования по обращению с отходами одной из самых плодотворных тем в настоящее время. На самом деле, процессы вторичной переработки полимеров привлекают все большее внимание исследователей и промышленных кругов, что является прямым результатом соблюдения природоохранного законодательства. Следовательно, важно разработать новые экологически устойчивые процессы переработки с целью сохранения природных ресурсов, сокращения количества отходов, размещаемых на свалках, и повышения устойчивости для будущего поколения.

No related posts.