Вспененный полиуретан – что это такое и каковы характеристики утеплителя, преимущества утепления помещений с ППУ, правила теплоизоляции кровли и потолка, балкона и дома целиком

Содержание

Пенополиуретан, что это такое и как он выглядит — технические характеристики, состав, виды и свойства ППУ

Если вы ищете материал, что с гарантией утеплит стены, не став рассадником грызунов и насекомых – используйте пенополиуретан, отсюда возникает вопрос, а что это такое? Это полимерная пена, которая затвердевает и крепко схватывает любую поверхность, на которую была нанесена. Качество этого компонента выше, чем у многих аналогов современности. Рассмотрим подробнее.

пенополиуретан что это такое

Определение

Чтобы лучше разобраться, что такое ППУ, приведем краткое определение материала – это синтетическая пена с ячеистой структурой. Относится к разделу пластмассы, наполненной специальным инертным газом, и часто используется в строительстве и производстве.

Среди несомненных плюсов:

  • • многолетнее использование;
  • • простота эксплуатации;
  • • минимальная теплопроводность;
  • • прекрасная адгезия.

Это один из качественных утеплителей, который часто берут, чтобы улучшить конструкционные особенности дома. Некоторые поверхности покрываются газонаполненным пенополиуретаном сложной формы. У него большой срок жизни и его легко использовать на стройке.

Пенополиуретан (ППУ), состав и свойства

Получают его с помощью перемешивания двух жидких материалов:

  • • полиизоцианата;
  • • полиола.

Вещество взбивают, когда оно застывает, то в 90% застывшего результата оказывается газ. Так пена приобретает возможность использоваться для теплоизоляции. Она перестает пропускать холод и жару. Финальный продукт отличается структурно, область использования тоже разная. Это зависит от пропорциональности использованных жидкостей и добавок.

Так создается поролон – эластичный и мягкий наполнитель. Обычно он используется в качестве внутренней части для мебели: диванов, кресел и других мягких изделий. Марка зависит от двух показателей – насколько плотный и жесткий поролон.

пенополиуретан что это

Таблица плотности и жесткости

Марка Уровень жесткости Насколько можно нагружать кг/см2
ST Стандарт. от 60 до 101
HL Жесткий. от 80 до 121
HS Мягкий. От 60 до 121
EL Повышенной жесткости. От 60 до 101
HR Высокоэластичный. От 100 до 121
CMHR Пожаробезопасный и с высокой эластичностью. От 100 до 121

Наличие антипиреновой примеси превращает ППУ в жесткий пенополиуретан. У него повышенная плотность – от 30 до 85 кг/см3. Когда он готов, теряет эластичность. Но у него много других полезных свойств:

  • • используют для снижения уровня шума и теплоизоляции;
  • • для изоляции от влаги фундамента, если она выше 70 кг/см3.

Для строительных целей готовят ППУ из пары компонентов:

  • • Изоцианат – основа химического процесса, неизменная составляющая.
  • • Полиол – различаются в зависимости от целей.

Такие элементы влияют на скорость реакции, насколько сильно вспенится, какая будет плотность и горючесть в итоге.

ГОСТ 307302-2006 подтверждает, что вспененный полиуретан имеет Г3 класс – что это такое: он считается трудносгораемым, самозатухающим и трудновоспламеняемым.

ппу что это такое

Разновидности

Большинство предприятий могут производить разные виды:

  • • жидкий – продается в емкостях для напыления;
  • • жесткий – листы, скорлупы и панели;
  • • поролон – маты и рулоны готовой продукции.

Толщина и защитные свойства способны меняться в зависимости от целей. Характеристики позволяют готовить его прямо на строительной площадке. При изменении пропорций компонентов меняются особенности.

Поролон

Отличается низкой плотностью от 5 до 35 кг/м3. Сфера применения очень широка – от наполнителя мебели до подкладок в обувь и одежду, из них делают мочалки и прокладки на двери и окна.

ППУ жесткий

Основное место использование – строительство. Чаще его производят прямо на площадке – так экономятся ресурсы. С помощью специального оборудования рабочие смешивают компоненты в нужных пропорциях.

Так получается готовый пенопролиуретан, который не боится нефтепродуктов и воды, но опасается органических растворителей и других минеральных кислот. Существует более 30 марок разного назначения и плотности. ППУ могут применяться в одном виде для утепления, или в комплексе с аналогами другой частоты.

Сфера применения широка – от шумо- и теплоизоляции зданий до изоляционного слоя в холодильном оборудовании. Исключительно положительные отзывы.

Жидкий

Применяется для напыления на стенки и перекрытия. Благодаря более разжиженной консистенции стало возможным напылять его на стены под давлением для обеспечения изоляции. Незаменим, если нужно работать без утяжеления конструкции.

ппу это

Таблица толщины

Название Толщина, см
2,0 3,0 4,0 5,0 5,0 8,0 10,0
Без покрытия/бумага 37,8 42,6 52,2 61,2 71,2 92,3 119,8
Фольга 42,7 47,5 57,1 66,1 76,1 97,2 124,7
Армофол 37,5 41,2 49,3 56,8 65,0 82,6 105,5
С одной стороны — стеклопластик 51,6 56,4 66,0 59,8 68,0 85,6 108,5

Свойства

На фото – пенополиуретан. Это вещество, которое успешно применяется в разных сферах жизни – строительстве, изоляции, паростойкости и влагостойкости. Это материал, который может использоваться под любым углом и ракурсом, так как быстро схватывается и крепко прилипает к поверхности, на которую нанесен. Он способен заполнить собой все щели и дыры до мельчайших. Увеличивается в объеме и экономно расходуется. Образует плотное монолитное покрытие с хорошими показателями прочности.

Пенополиуретан (ППУ) технические характеристики и свойства

По теплоизоляционным характеристикам пена превосходит множество аналогов. В качестве утеплителя ей сложно найти равных. Высокая плотность и адгезия делают возможности изолирования от холода еще выше. Они зависят от структуры материала. Жидкая форма имеет коэффициент от 0,019 до 0,035 Вт/м К, а ближайшая похожая – минеральная вата – 0,045 Вт/м К.

Паропроницаемость тоже на низком уровне – закрытые ячейки не пропускают пар внутрь. У минеральной ваты этот же показатель в 50 раз хуже. Пена защищает стены и перекрытия от вредного воздействия, удерживает внутри комнат нужную температуру и останавливает проникновение в стены частиц воды. Но под жидкостью или в прямом контакте с ней не рекомендуется его использовать, так можно вызвать реакцию гидратации.

Сравнение с минеральной ватой

Это ближайший аналог, более популярный дешевый и уступающий по ряду свойств. Прочность в момент сжатия у пенополиуретана находится на уровне 0,3, у минеральной ваты не рассчитывается, так как является очень гибкой и послушной материей.

ППУ может поглотить воды не более 10%, минвата не рассчитана на подобную нагрузку и сама имеет постоянные 4% влажности. Сопротивляться набуханию от жидкости она не будет, поэтому в жилых домах ее использовать не рекомендуется.

Поговорим о максимальном сроке службы. Пена прослужит минимум 40 лет, а уровень иного вещества не превышает и 10. Слежавшаяся минвата становится просто вредной прокладкой, от которой нет пользы.

ППУ не содержит опасных испарений, формальдегидов и фенолов, как более дешевый его аналог в 6% нежелательных соединений, и полностью безопасен. Он устойчив к воздействию агрессивной среды и отлично сопротивляется грызунам и насекомым. Пенополиуретан не выделяет в воздух волокна, минвата содержит аллерген для многих людей и азоноразрушающие газы.

Таблица: 12 характеристик

Свойство Показатель Объяснение
Плотность 45-60 кг/м3. Очень легкий материал, даже у минваты 150-250.
Усадка Не была выявлена.
Прочность к сжатию 0,46 мм/м. Прекрасный показатель, пенобетон имеет схожую характеристику.
Проводимость тепла 0,021 Вт/м*К. Меньше, чем у многих аналогов, минвата имеет 0,035.
Устойчивость к морозу До 1000 циклов. Отличная характеристика.
Поглощение воды 2%. Лучше, чем у аналогов, пенобетон до 20%.
Проницаемость пара 0,001. Почти полная изоляция от пара, у минваты 0,29.
Устойчивость к огню 3Г. Само затухает и плохо загорается.
Цена 300-1800. Зависит от толщины, наличия и вида защитных слоев.
Изоляция от звука Высокая. Выше, чем у аналогов.
Токсичность Не считается токсичным. Может применяться даже в пищевых холодильниках, нет вредных испарений и пыли.
Сколько лет прослужит До 50. Считается одним из наиболее долговечных видов изоляции.

В зависимости от показателя разделяют:

  • • С – самостоятельно затухающие;
  • • ТС – трудносгораемые;
  • • ТВ – трудновоспламеняющиеся.

Чтобы повысить огнестойкость, обычно добавляют специальные вещества в состав. Важно точно знать, какие можно положить, но лучше это доверить специалистам, а не делать самостоятельно.

Полезные свойства

Как и любой другой материал, пена имеет свои преимущества и недостатки.

Достоинства:

  • • Легкость. Используется на чердаках, крышах, легких строениях. Не делает тяжелой конструкцию.
  • • Не нуждается в крепежных элементах и дополнительных деталях.
  • • Нет «мостиков холода». Бесшовная теплоизоляция.
  • • Быстро наносится. Не нужно готовиться дополнительно, проводить часы рядом со стройкой.
  • • Можно работать с материалом при температурном режиме от -200 до +200 градусов.
  • • Выдерживает перепады температуры и влажности, устойчив к морозам и жаре.
  • • Не реагирует на большинство щелочей, кислот и солей.
  • • Отличное сцепление с поверхностью.

В жидком виде подходит для наполнения пустот. Заполняет межстенные пространства без разбора перекрытий – просто вливается в отверстие.

что такое пенополиуретан

Минусы

Расскажем о том, как выглядит пенополиуретан. Это застывшая пена с мелкими порами или без них в зависимости от типа смешивания. Но у него есть и минусы:

  • • Не выдерживает постоянного воздействия ультрафиолета. Необходимо ограждать от прямых солнечных лучей. Сверху следует крепить покрытие.
  • • Наносится только на сухую и теплую поверхность. Перед нанесением следует очистить стену или пол от мусора и ржавчины, чтобы усилить сцепление.

Не горит, но способен тлеть под воздействием высоких температур. Теплоизоляция будет портиться, поэтому в бане, сауне и печах не рекомендуется использовать.

Материал ППУ что это такое для здоровья

Когда пена застыла и находится в стене, никакого вреда не несет. Но в процессе производства нужно соблюдать все требования техники безопасности. Нельзя смешивать компоненты без:

  • •маски;
  • • респиратора;
  • • защитного костюма.

Полезные советы:

  • • реактивы должны быть проверенные и сертифицированные;
  • • место – не продуваемым;
  • • оборудование – качественным.

Если соблюдать все условия, то пенка получится безопасной.

пенополиуретан характеристики

Область применения

Чаще применяется в строительстве. Это удобный и качественный способ справиться с щелями и создать изоляцию в любом помещении. Материал легкий, поэтому может распыляться в деревянных конструкциях, холодильниках разного назначения и приборах.

Активно используют в ракетном и космическом строении. С добавлением пены строятся машины и корабли. Поролон – в мебели, мочалках и других средствах постоянного использования.

Как монтируется

Один из наиболее распространенных способов – напыление. С помощью такого метода материал отлично держится и экономно расходуется, подходит для конструкций со сложной геометрией, выступами и углублениями. Чтобы процесс прошел успешно, нужно:

  • • Проконтролировать, чтобы стена или другая поверхность была сухой.
  • • Нет высокой влажности, дождя, града или снега.
  • • Ветер не превышает слабые 5 м/с, а лучше от него оградить рабочую зону.
  • • Проследить, чтобы область покрытия была теплой – не ниже +10 градусов.
  • • Смесь нагреть – около +18-25 градусов в момент нанесения, с холодной тяжело работать и держится она плохо.
  • • Наносить слоем не больше 3-5 см, если требуется толще – в 2-3 приема после высыхания.

Помещение обязательно должно проветривается. Человеку следует надеть специальный костюм, маску и респиратор. Начинайте со сложных участков: труб, выпуклых или вогнутых частей, люков вентиляции или коробок разводки электрики.

Полезные советы:

  • • Наносить состав рекомендуется в несколько слоев. Так будет эффект значительнее и выше адгезия. Важно проследить, что предыдущий слой полностью высох. Особенно значимо на стенах с признаками разрушения. Здесь он ляжет неровно и потребуется 2-3 дополнительных напыления, чтобы выровнять площадь.
  • • Перед покупкой стоит проконсультироваться со специалистом, чтобы выбрать правильную марку ППУ с нужной непроницаемостью. Это сэкономит деньги и время, потраченное на ремонт. В компании «МПласт» вы можете приобрести качественный материал высокой прочности.
  • • Если проводить нанесение пенополиуретана с учетом всех требований и советов, то на поверхности появится покрытие, которое прослужит много лет и будет выполнять свои задачи до конца службы.

С помощью этого материала утепляют фундамент и наружные стены при необходимости.Им же обрабатывают трубы магистралей для сохранения в них тепла. Монтируют на балконах и лоджиях, используют внутри игрушек и губок для мытья посуды. Это крупная часть производства, которая задействована в разнообразных сферах. Приобрести его несложно, нанести – тоже. Результат получается качественным, сохраняет полезные свойства много лет при правильном обращении.

свойства, применение, методы получения и декоративный декор

Применение вспененного полиуретанаПрименение вспененного полиуретана

Вспененный полиуретан – это один из самых многофункциональных и востребованных материалов в различных сферах, начиная от отделки зданий и заканчивая машиностроением.

Пенополиуретан — что это такое? Искусственно производимый полимерный материал, по сути – вспененный пластик с множеством мелких обособленных ячеек.

Работу над созданием полиуретана начали в 30-е гг. ХХ века, но лишь в 60-х годах ХХ века материал был усовершенствован до такой степени, что стал применяться повсеместно. Полиуретановые изделия отличаются легким весом, прочностью и жесткостью. Производят как прозрачный, так и цветной полиуретан. Что касается вспененного пластика, то его чаще всего изготавливают в двух видах: эластичном (жидком) или в твердом.

Пенополиуретан: «плюсы» и «минусы» материала

За время своего существования ППУ доказал свое превосходство над многими материалами. Вспененный полиуретан обладает отменными техническими характеристиками. Вот основные отличительные свойства этого материала:

  • Легкость. К примеру, панели фасадные из вспененного полиуретана весят намного легче гипса, что позволяет его использовать при создании декоров и украшений – колонн, лепнины, рельефов. Монтировать подобные изделия намного легче, чем их гипсовые аналоги, они не утяжеляют конструкцию и удобны при транспортировке.
  • Отличная водостойкость. Например, полиуретановая лепнина не разрушается под воздействием влажной среды и не впитывает влагу, что позволяет использовать материал для наружной отделки зданий или для обустройства помещений с повышенной влажностью.
  • Прочность. Этот материал намного превосходит резину, каучук, гипс, другие виды пластика по устойчивости к механическому воздействию и деформации. У него повышенная устойчивость к появлению сколов и трещин, что достигается благодаря эластичности материала.
  • Устойчивость к различным температурным режимам. Вспененный полиуретан может выдерживать температурные колебания в диапазоне от –70°С до +120°С. Это свойство позволяет использовать его в сложных климатических и производственных условиях.

Кроме того ППУ обладает прекрасными диэлектрическими качествами, устойчив к воздействию масел, растворителей и других химикатов, не трансформируется под воздействием ультрафиолета и озона, а также не поражается грибковыми образованиями и плесенью.

К недостаткам материала относят выделяющиеся токсические вещества при плавлении.

Технология и компоненты для производства пенополиуретана

По своей сути ППУ – это соединение двух основных элементов – изиционата и полиола, в результате чего образуются микрокапсулы, заполненные воздухом. Внедрение различных добавок и катализаторов позволяет получить материал разных видов.

Например, в производстве твердых и полужестких пенополиуретанов используется дифенилметандиизоцианат (МДИ) — разновидность изоцианатов. А для производства эластичного пенополиуретана применяют толуолдиизоцианат (ТДИ).

Что касается изготовления полиуретана твердого с высокой температурой плавления, то здесь незаменимы 1,5-нафтилендиизоцианат и толуилеидиизоцианат.

В качестве вспеневателей (пенообразователей) применяются жидкие газы (азот, диоксид углерода) либо летучие жидкости (пентан, фторированные соединения).

Для защиты полимера от воздействия тепла, солнца, различных загрязнений в их состав добавляются стабилизаторы. Также для предотвращения реакции окисления широко используются антиокислители.

После формирования полимеры пластика имеют белый цвет. Для окраски в их состав добавляют красители и добавки, защищающие от обесцвечивания.

Приблизительно из одной тонны начального сырья можно произвести около 20 кубометров вспененного пластика.

Заливка

Для заливки компоненты соединяются в вакуумном пространстве, без доступа кислорода. В результате формируется однородная пена, которую можно залить в полую форму с твердыми стенками. В этом виде полиуретан используется во многих отраслях: в автомобиле- и самолетостроении; при мебельном производстве; для изоляции труб; при изготовлении обуви и спортинвентаря.

С помощью заливки производители придают материалу различные твердые или полутвердые формы, например:

  • Блоки. Это большие параллелепипеды из пенополиуретана, которые применяются в качестве изоляции труб и емкостей для транспортировки и хранения. Блоки активно используются в строительстве и для изоляции холодильного оборудования.
  • Листы. Это достаточно тонкие слои спрессованного материала, ламинированные бумагой, картоном или фольгой. Вспененный листовой полиуретан применяют в качестве изоляции строящихся промышленных и гражданских объектов.
  • Сэндвич — панели представляют собой жесткий вспененный полиуретан разной толщины, заключенный между облицовкой из алюминия или стали. Применяют при изготовлении холодильного оборудования, для создания полностью герметичных помещений.
  • «Скорлупа» для труб изготавливается в форме вытянутых полусфер разного диаметра, которые как скорлупа защищают трубы от внешних воздействий. Применяется при облицовке холодных и горячих трубопроводов.
  • Пенополиуретан в рулонах: гибкий полимер небольшой толщины, свернутый в форме рулонов. Отлично подходит для изготовления подошв, набоек, платформ для обуви.
  • Кроме того создается множество более мелких ППУ форм, которые используются для декора зданий: плинтуса, барельефы, потолочные плиты, лепнина, розетки и другие изделия. 

Технология напыление пенополиуретана

При напылении вещества, из которых изготавливается полимер, смешиваются с воздушными массами, в результате чего образуется своеобразный аэрозоль, который можно наносить на плоскость. Метод напыления ППУ широко применяется для изоляции стен, трубопроводов и других объектов. Полимер плотно соединяется с обрабатываемой поверхностью, что позволяет провести изоляцию различных конструкций со сложно изогнутыми формами.

Сферы применения  

Мы сталкиваемся с пенополиуретаном повсеместно. Его применяют:

  • В легкой промышленности – при выпуске искусственной кожи, подошв для обуви и т.д.;
  • В мебельном производстве – эластичный полиуретан или поролон используют при изготовлении мягкой мебели, а жесткий применяют для создания элементов мебельного декора;
  • В автомобилестроении – при создании внутренней отделки авто – панели управления, рычаги и педали и прочее, при изготовлении шин;
  • В строительстве – в качестве утеплителей и гидроизоляции, при производстве сэндвич панелей из пенополиуретана, колонн, декоративных элементов и многого другого.

И это далеко не все возможности применения ППУ.

Что касается затрат, то изготовление полиуретана – экономически выгодное производство, благодаря чему эта разновидность пластика завоевала все сферы человеческой жизни, во многом заменив использование других более дорогостоящих материалов.

Жесткий пенополиуретан: Характеристики материала листового- что это такое? +Фото и Видео

Слой ППУВозможные области применения жесткого пенополиуретана и его характеристики. Химические чудеса света – как же их много стало в последнее время. Одним из таких чудес является изобретение нового, до этого не существовавшего вида полимера, который стал известен миру как жесткий пенополиуретан. Его делают из продуктов нефти при специальной химической обработке и переработке. У него ячейковая структура, в каждой из которой есть небольшие пузырьки газа.

Благодаря варьированию пропорций элементов в составе получается делать разные виды пенополиуретана с разными размерами ячеек. Они отличаются по толщине стенок ячеек. Так, в продаже можно встретить мягкие и жесткие пенополиуретаны, которые отличаются по прочности и эластичности.

Общие сведения

Разработка продукта

Благодарить за создание этого уникального элемента можно немецких ученых, а разработкой руководил Отто Байер. И ведь действительно, благодаря тому, что были созданы новые технические характеристики, материал имеет неоспоримое преимущество над другими по своим достоинствам, а его использование дает возможность использовать материал в разных областях.

Разновидности пенополиуретана

В целом есть следующая классификация, которая была основана по прочности ячеек:

  • Стандартный.
  • Повышенной жесткости.
  • Очень мягкий и мягкий.
  • Высокоэластичный и вязкоэластичный.

Жесткий пенополиуретан используют при строительстве, ремонте, при утеплении помещения и в других областях. За все время существования было проведено множество исследований характерных особенностей, в том числе и искусственное состаривание материала. Так, есть официальные данные, что минимальная продолжительность эксплуатации – 50 лет. Чтобы применение было успешным, следует избегать контактов с сильными минеральными кислотами и органическими растворителями. Материал признан устойчивым к действию нефтепродуктов и воды.

Интересно, что открытие полимера было произведено в 19370ом году, но свой настоящий триумфальный взлет, массовое распространение и применение было датировано примерно в середине 60-х годов. По характеристикам жесткий пенополиуретан был разделен на более 30-ти модификаций, которые отличаются по технологии и сферам применения.

Технические характеристики жесткого пенополиуретана

Среди подобных пенообразных полимеров достаточно сложно найти такой материал, который будет объединять в себе такое количество преимуществ:

  1. ППУ в сендвич-панеляхВысокий уровень шумопоглощения.
  2. Высокая способность к теплоизоляции.
  3. Низкий уровень влагопоглощения.
  4. Материал устойчив к негативному воздействию веществ.
  5. Обладает низким уровнем горючести.
  6. Материал экологичный и безопасный для здоровья человека.
  7. Большой срок эксплуатации.
  8. Возможность работы при температуре от -200 градусов до +200 градусов.

Теплопроводность как характеристика жесткого пенополиуретана зависит от того, какой размер у ячеек, из которого он состоит. Но тем не менее, по сравнению с другими видами теплоизоляторов ППУ – явный лидер по уровню теплопроводности, и в этом ему уступают даже виды минеральной ваты.

Толщина слоя изоляции определяет шумопоглощение, а также воздухопроницаемостью и эластичностью. Способность жесткого пенополиуретана  к задержке звука во многом зависит от того, насколько материал жесткий и от частоты звуковых колебаний. Для лучшей защиты рекомендуют использовать полуэластичный тип ППУ.

Еще отметим, что материал устойчив к химическому воздействию, и поэтому смог превзойти в  этом плане даже пенополистирол. Он может выдержать воздействие химического едкого пара в определенных концентрациях, не будет разрушен из-за воздействия спиртов, масел, бензина, устойчив к влиянию кетонов и эфиров, а также полуразбавленных кислот. Если на какой-то металл нанести слой жесткого пенополиуретана, это даст дополнительную защита. Она будет варьироваться  в зависимости от модификации материала.

Высока и влагостойкость. Она тоже во многом зависит от рецептуры, по которой делают пенополиуретан. Прямая зависимость – чем выше плотность, тем меньше поглощение воды, и наоборот. Для повышения влагостойкости нужно добавить гидрофобизаторы. К примеру, если в состав пенополиуретана добавить касторовое масло, водопоглощение будет уменьшено в 4 раза!

Горючесть пенополиуретана

По этой характеристике материал можно отнести к веществам с низким уровнем горения. Благодаря использованию разных добавок получилось увеличить огнестойкость. По стоимости будет куда дороже изменять химическую формулу, а более подходящий вариант – добавки фосфорных соединений или галогенов в состав. Это дает возможность получить практически невозгораемый материал. Для повышения этой характеристики и при этом не увеличивая его стоимость, можно нанести поверх ППУ покрытия еще и дополнительное огнестойкое.  Это хороший вариант для помещения, где риск возгорания высок, особенно это актуально в производственных помещениях.

Плотность жесткого пенополиуретана варьирует в зависимости от того, по какой технологии материал был изготовлен. Те материалы, которые имеют высокий показатель удельного веса, т.е. до 80кг/м3 немного дороже, а с меньшей плотностью дешевле.

Производитель дает гарантию срока службы до 30-ти лет, хотя настоящий срок службы намного больше. Японские и американские специалисты изучили все технические характеристики тех образцов, которые были использованы еще в 70-е годы прошлого века. Как вывод – характеристики материала со стен и крыш остались неизменными. Не пострадала и химическая устойчивость, а также теплоизолирующие свойства.

Использование пенополиуретана

По экологическим и техническим характеристикам пенополиуретан полностью безопасен для здоровья человека после застывания.

Обратите внимание, что при первых попытках использования нового в то время материала было запланировано использовать его для интерьера без особых перспектив.

К преимуществам технических характеристик материала в роли утеплителя для всевозможных конструкций можно отнести  замечательную особенность материала «прилипать» абсолютно ко всем поверхностям в независимости от материала изготовления и способы покрытия. Благодаря особым характеристикам напыляемого пенополиуретана его можно нанести на любой материал: стекло, бетон, дерево, металл и неважно, горизонтально или де вертикально расположена конструкция. Отметим и то, что жесткий пенополиуретан имеет высокий уровень адгезии и достаточно удобен в применении, его не требуется закреплять на поверхности или обрабатывать каким-либо веществом перед тем, как нанести покрытие.

Обшивка палатки ППУБлагодаря небольшому весу ППУ никак не утяжеляет утепленную конструкцию, а это огромный плюс в строительстве. Еще за счет покрытия из пенополиуретана плотность конструкции становится выше. Он одинаково хорошо переносит и низкие/высокие температуры, что дает возможность использовать материал и снаружи, и внутри производственных и жилых помещений.

В отличие от других видов утепления пенополиуретан не создает щели или швы, которые требуется дополнительно заделать. Наоборот, все пространство вокруг утепляемой конструкции он заполняет, герметизирует различные труднодоступные для разных видов утепления места, и к тому же, не требует использование дополнительных средств для фиксирования к конструкции утепления.

Материал обойдется достаточно дешево при транспортировке и хранении за счет использования компактных исходных данных. Характеристики ППУ идеальны для мягкой мебели, часто его используют как упругий наполнитель в сидениях, подушках, креслах и диванах. Поролон смог вытеснить хлопковую набивку и вату их обихода, элементов интерьера и одежды. Поролон же используют для многих бытовых нужд, и мало какой полимер может стать заменителем по характеристикам.

Его используют также в качестве наполнителя при обивке мебели, для утепления обуви и одежды, в качестве мягкой упаковки, чтобы защитить ценные и хрупкие предметы от ударов при перевозке. Производство пенополиуретановых изделий смогло превысить производство полиэтилена и полиэтилентерефталата вместе.

Недостатки

Но нет ничего идеального, и помимо множества положительных сторон есть и некоторые отрицательные, а именно:

  • Это далеко не самый стойкой материал по отношению к действию ультрафиолета, требуется использование защитного слоя штукатурки, перекрытие панелями или окрашивание.
  • Применение ограничено в тех местах, где доступно чрезмерное нагревание поверхности или высокая опасность возникновения возгораний.
  • При использовании напыления стоимость достаточно высокая.
  • Пену можно нанести лишь на теплую и сухую поверхность, а это ограничивает применение на открытой строительной площадке зимой.

Заключение

Из всего вышеописанного можно сделать вывод – хотя у материала есть некоторые недостатки, их полностью перекрывают все достоинства, которыми обладает жесткий пенополиуретан.

Вспененный полиуретан и сферы его использования

Впервые познакомившись с данным материалом, меня поразила его многофункциональность. Вспененный полиуретан используется в различных процессах, связанных с промышленной деятельностью и строительной деятельностью. Давайте рассмотрим все преимущества и недостатки использования полиуретана, а также узнаем сферы использования данного материала.

Вспененный полиуретан

Свойства и изготовление материала

Вспененный полиуретан для строительных работ

При производстве пенополиуретана используются два основных компонента, которыми является изиционат и полиол. Благодаря различным добавкам и катализаторам получается готовый материал разных видов. Стабилизатор, который добавляется в состав, защищает полимеры от негативного воздействия ультрафиолетовых лучей, тепла или различных загрязнений.

Так как вспененный полиуретан является очень востребованным заменителем многих материалов естественного происхождения, пластиков и резин, давайте рассмотрим его главные плюсы:

  1. Удельный вес, благодаря которому появляется возможность обустройства фасадной системы. Помимо этого, транспортировка и монтаж достаточно просты, благодаря легкому весу
  2. Благодаря устойчивости к различным внешним явлениям, полиуретан используется при наружной отделке и в помещениях с повышенной влажности
  3. Помимо высокой прочности, которая преобладает перед пластиком и другими видами резины, вспененный элемент обладает свойствами восстановления своей формы
  4. Рабочая температура использования составляет от -70 до +120 градусов
  5. Не боится различных химикатов, масел и поэтому разрешено использование в неблагоприятной среде
  6. Даже при условиях длительного использования в помещениях с повышенной влажностью, на материале не проявляются плесневые и грибковые споры

Если изготовление вспененного полиуретана происходит чистого вида, то он получает белый цвет. Однако для удобства применения в состав добавляется необходимое количество различных пигментов, придающих материалу нужный цвет.

Сферы использования вспененного полиуретана

Автомобильное кресло из вспененного полиуретана

Хорошие свойства, которые присущи вспененному полиуретану позволяют использовать его в различных целях. Давайте рассмотрим самые востребованные из них:

  • Разновидности кожзама и обувная подошва
  • Мягкая мебель и ее отдельные детали
  • Внутренняя обшивка автомобильных салонов – кнопки, педали, торпеда, сидения
  • Шумопоглощающие перегородки и различные изделия из полиуретана
  • Надписи, лепнина, элементы фасадного декора и систем
  • Возможность использования напыляемого материала позволяет проводить теплоизоляцию в труднодоступных местах, то есть там, где обычный утеплитель уложить не получится. Такими местами могут быть сложные арочные конструкции, перегородки и места с большим скоплением трубопроводов
  • В помещения промышленной и бытовой эксплуатации, в качестве гидроизоляционного слоя стен, полов и потолка
  • Противовибрационные прокладки, а также амортизирующие вставки для машин и технологического оборудования

Это далеко не весь перечень сфер деятельности, в которых можно применить вспененный полистирол. Я написал лишь самые распространенные и известные варианты, которые используются не только в домашних процессах строительства и отделки, но и в условиях промышленности.

Сравнения различных утеплителей

Коврик из вспененного полиуретана

Для наглядности я решил составить несколько таблиц, которые наглядно рассказали б о преимуществах самостоятельного использования в качестве утеплителя. В первой таблице мы сравним технические показатели пенополиуретана и минеральной ваты:

Необходимый показатель Единица измерения Название используемого материала
Пенополиуретан Минвата
Теплопроводность Вт/м К 0,033 0,049
Плотность Кг/м3 60-80 55-150
Прочность на сжатие МПа 0,3 Не нормируется
Влаговпитываемость материала В процентах 10% Низкое сопротивление влаге
Длительность использования 40 лет 10 лет
Удельная повреждаемость Повреждение в год/100 км 3-4 30-40

Уже только с той таблицы становится понятно, что полиуретан является очень хорошим теплоизолятором, который отличается прочностью и устойчивостью к влаге. Однако давайте посмотрим насколько экологичен и безопасен материал в сравнении с другими известными утеплителями:

Показатель Пенополиуретан Пенополистирол Пенопласт Минвата
Безопасность в плане экологии Безопасный Есть содержание фенола и формальдегида
Влагоустойчивость + +
Устойчивость к агрессивной среде Хорошая устойчивость Менее устойчив Слабоустойчивый Нет устойчивости
Сопротивляемость грызунам Да Да Нет Нет
Наличие в составе вредных веществ, % Не имеет Не имеет Не имеет 6%
Распространение волокон в воздухе Нет Нет Нет Есть, аллегрен
Присутствие азоноразрушающих газов Нет Нет Нет Есть

Советы при напылении полиуретана своими руками

Вспененный полиуретан

Если для получения хорошей теплоизоляции вы используете метод напыления, то придерживайтесь некоторых простых правил использования:

  1. Лучше всего наносить в несколько слоев, таким образом вы достигнете наилучших показателей. Первый слой при этом должен составлять 1-2 см в толщину, если у вас появились незначительные неравномерности, то второй слой вполне компенсирует все недостатки
  2. Главным фактором является выбор ППУ и его марки, от этого зависит плотность материала после его застывания
  3. Все работы по утеплению могут проводиться круглогодично, однако производя наружные процессы лучше выбирать подходящую для работы погоду

Другие изделия и декор

Шумоизоляция из вспененного полиуретана

Декоративные элементы из полиуретана – это еще одно доказательство долговечности материала. Фасадный декор производимый с помощью ППУ украсит не только интерьер внутри дома, но наружную отделку вашего жилья. Если вы хотите создать классический фасад, но при этом не потратить большое количество финансовых средств на отделку, то декор из полиуретана именно то, что вам нужно.

Важно! Первые дома, отделанные с помощью декора из полиуретана, появились еще в 70-х годах. Стоит заметить, что данные фасады «живы» и по сей день.

Именно декор из полиуретана зарекомендовал себя, как устойчивый и недорогой материал, выделяющийся на фоне недостатков среди других элементов. На сегодняшний день декор может использоваться для отделки в стиле:

  • Ампир
  • Модерн
  • Классика
  • Неоклассицизм
  • Классицизм

Изделия из полиуретана настолько разнообразны, что у вас и не сразу получится подобрать подходящий элемент дизайна. На данный момент среди существующих есть:

  1. Барельефы
  2. Карнизы
  3. Молдинги
  4. Колонны
  5. Пилястры
  6. Кронштейны
  7. Русты
  8. Подоконники
  9. Обрамления для проемов окон

Вспененный полиуретан для шумоизоляции помещения

Еще одной интересной сферой использования данного материала смело можно назвать производство карнизов. Карнизы и полиуретана это некая разновидность гибких карнизов, в которых радиус имеющего изгиба может иметь 8 см. Универсальность таких карнизов говорит сама за себя, ведь эти изделия можно закрепить как на стене, так и на потолке с помощью специальных кронштейнов.

Особая гибкость изделий из полиуретана позволяет:

  • Изгибать карниз до получения необходимой формы
  • Выполнять большой радиус кривизны
  • В процессе монтажа карниза можно корректировать изгиб
  • Производить повторный монтаж
  • Помимо простоты в установке вы получите легкое скольжение занавесок
  • Простая регулировка изделия путем отпиливания или наращивания
  • Можно использовать в различных интерьерных решениях, а также для арочных проемов
  • Транспортировка профиля из полиуретана не составит проблем, так как при перевозке он просто сворачивается в кольцо

Как видите полиуретан является достаточно востребованным материалом и при этом его востребованность вполне объяснима, так как показатели прочности, экологической безопасности и устойчивости к химическим воздействиям у него на высоте.

Вспененный полиуретан

Впервые познакомившись с данным материалом, меня поразила его многофункциональность. Вспененный полиуретан используется в различных процессах, связанных с промышленной деятельностью и строительной деятельностью. Давайте рассмотрим все преимущества и недостатки использования полиуретана, а также узнаем сферы использования данного материала.

Вспененный полиуретан

Свойства и изготовление материала

Вспененный полиуретан для строительных работ

При производстве пенополиуретана используются два основных компонента, которыми является изиционат и полиол. Благодаря различным добавкам и катализаторам получается готовый материал разных видов. Стабилизатор, который добавляется в состав, защищает полимеры от негативного воздействия ультрафиолетовых лучей, тепла или различных загрязнений.

Так как вспененный полиуретан является очень востребованным заменителем многих материалов естественного происхождения, пластиков и резин, давайте рассмотрим его главные плюсы:

  1. Удельный вес, благодаря которому появляется возможность обустройства фасадной системы. Помимо этого, транспортировка и монтаж достаточно просты, благодаря легкому весу
  2. Благодаря устойчивости к различным внешним явлениям, полиуретан используется при наружной отделке и в помещениях с повышенной влажности
  3. Помимо высокой прочности, которая преобладает перед пластиком и другими видами резины, вспененный элемент обладает свойствами восстановления своей формы
  4. Рабочая температура использования составляет от -70 до +120 градусов
  5. Не боится различных химикатов, масел и поэтому разрешено использование в неблагоприятной среде
  6. Даже при условиях длительного использования в помещениях с повышенной влажностью, на материале не проявляются плесневые и грибковые споры

Если изготовление вспененного полиуретана происходит чистого вида, то он получает белый цвет. Однако для удобства применения в состав добавляется необходимое количество различных пигментов, придающих материалу нужный цвет.

Сферы использования вспененного полиуретана

Автомобильное кресло из вспененного полиуретана

Хорошие свойства, которые присущи вспененному полиуретану позволяют использовать его в различных целях. Давайте рассмотрим самые востребованные из них:

  • Разновидности кожзама и обувная подошва
  • Мягкая мебель и ее отдельные детали
  • Внутренняя обшивка автомобильных салонов – кнопки, педали, торпеда, сидения
  • Шумопоглощающие перегородки и различные изделия из полиуретана
  • Надписи, лепнина, элементы фасадного декора и систем
  • Возможность использования напыляемого материала позволяет проводить теплоизоляцию в труднодоступных местах, то есть там, где обычный утеплитель уложить не получится. Такими местами могут быть сложные арочные конструкции, перегородки и места с большим скоплением трубопроводов
  • В помещения промышленной и бытовой эксплуатации, в качестве гидроизоляционного слоя стен, полов и потолка
  • Противовибрационные прокладки, а также амортизирующие вставки для машин и технологического оборудования

Это далеко не весь перечень сфер деятельности, в которых можно применить вспененный полистирол. Я написал лишь самые распространенные и известные варианты, которые используются не только в домашних процессах строительства и отделки, но и в условиях промышленности.

Сравнения различных утеплителей

Коврик из вспененного полиуретана

Для наглядности я решил составить несколько таблиц, которые наглядно рассказали б о преимуществах самостоятельного использования в качестве утеплителя. В первой таблице мы сравним технические показатели пенополиуретана и минеральной ваты:

Необходимый показатель Единица измерения Название используемого материала
Пенополиуретан Минвата
Теплопроводность Вт/м К 0,033 0,049
Плотность Кг/м3 60-80 55-150
Прочность на сжатие МПа 0,3 Не нормируется
Влаговпитываемость материала В процентах 10% Низкое сопротивление влаге
Длительность использования 40 лет 10 лет
Удельная повреждаемость Повреждение в год/100 км 3-4 30-40

Уже только с той таблицы становится понятно, что полиуретан является очень хорошим теплоизолятором, который отличается прочностью и устойчивостью к влаге. Однако давайте посмотрим насколько экологичен и безопасен материал в сравнении с другими известными утеплителями:

Показатель Пенополиуретан Пенополистирол Пенопласт Минвата
Безопасность в плане экологии Безопасный Есть содержание фенола и формальдегида
Влагоустойчивость + +
Устойчивость к агрессивной среде Хорошая устойчивость Менее устойчив Слабоустойчивый Нет устойчивости
Сопротивляемость грызунам Да Да Нет Нет
Наличие в составе вредных веществ, % Не имеет Не имеет Не имеет 6%
Распространение волокон в воздухе Нет Нет Нет Есть, аллегрен
Присутствие азоноразрушающих газов Нет Нет Нет Есть

Советы при напылении полиуретана своими руками

Вспененный полиуретан

Если для получения хорошей теплоизоляции вы используете метод напыления, то придерживайтесь некоторых простых правил использования:

  1. Лучше всего наносить в несколько слоев, таким образом вы достигнете наилучших показателей. Первый слой при этом должен составлять 1-2 см в толщину, если у вас появились незначительные неравномерности, то второй слой вполне компенсирует все недостатки
  2. Главным фактором является выбор ППУ и его марки, от этого зависит плотность материала после его застывания
  3. Все работы по утеплению могут проводиться круглогодично, однако производя наружные процессы лучше выбирать подходящую для работы погоду

Другие изделия и декор

Шумоизоляция из вспененного полиуретана

Декоративные элементы из полиуретана – это еще одно доказательство долговечности материала. Фасадный декор производимый с помощью ППУ украсит не только интерьер внутри дома, но наружную отделку вашего жилья. Если вы хотите создать классический фасад, но при этом не потратить большое количество финансовых средств на отделку, то декор из полиуретана именно то, что вам нужно.

Важно! Первые дома, отделанные с помощью декора из полиуретана, появились еще в 70-х годах. Стоит заметить, что данные фасады «живы» и по сей день.

Именно декор из полиуретана зарекомендовал себя, как устойчивый и недорогой материал, выделяющийся на фоне недостатков среди других элементов. На сегодняшний день декор может использоваться для отделки в стиле:

  • Ампир
  • Модерн
  • Классика
  • Неоклассицизм
  • Классицизм

Изделия из полиуретана настолько разнообразны, что у вас и не сразу получится подобрать подходящий элемент дизайна. На данный момент среди существующих есть:

  1. Барельефы
  2. Карнизы
  3. Молдинги
  4. Колонны
  5. Пилястры
  6. Кронштейны
  7. Русты
  8. Подоконники
  9. Обрамления для проемов окон

Вспененный полиуретан для шумоизоляции помещения

Еще одной интересной сферой использования данного материала смело можно назвать производство карнизов. Карнизы и полиуретана это некая разновидность гибких карнизов, в которых радиус имеющего изгиба может иметь 8 см. Универсальность таких карнизов говорит сама за себя, ведь эти изделия можно закрепить как на стене, так и на потолке с помощью специальных кронштейнов.

Особая гибкость изделий из полиуретана позволяет:

  • Изгибать карниз до получения необходимой формы
  • Выполнять большой радиус кривизны
  • В процессе монтажа карниза можно корректировать изгиб
  • Производить повторный монтаж
  • Помимо простоты в установке вы получите легкое скольжение занавесок
  • Простая регулировка изделия путем отпиливания или наращивания
  • Можно использовать в различных интерьерных решениях, а также для арочных проемов
  • Транспортировка профиля из полиуретана не составит проблем, так как при перевозке он просто сворачивается в кольцо

Как видите полиуретан является достаточно востребованным материалом и при этом его востребованность вполне объяснима, так как показатели прочности, экологической безопасности и устойчивости к химическим воздействиям у него на высоте.

Пенополиуретаны (жесткие и эластичные)

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

Состав пенополиуретанов

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

В состав композиций для производства эластичных пенополиуретанов входят простые олигоэфиры с молекулярной массой 750 — 6000, синтезируемые из окисей алкиленов (этилена, пропилена), тетрагидрофурана и гликолей. Реже используют сложные олигоэфиры дикарбоновых кислот (адипиновой, себациновой, янтарной) и гликолей (например, диэтиленгликоля). Жесткие пенополиуретаны получают из простых олигоэфиров разветвленной структуры на основе окисей алкиленов и триолов (глицерина, триметилолпропана и др.) или сложных олигоэфиров на основе дикарбоновых кислот (адипиновой, фталевой и др.) и триолов или их смесей с диэтиленгликолем. Плотность образующихся пенополиуретанов зависит от соотношения изоцианатов и гидроксилсодержащих олигомеров в исходной смеси. При избытке изоцианатов пенополиуретаны содержат больше мочевинных групп, чем при недостатке изоцианатов, когда образуется больше уретановых групп. Поскольку полимочевины обладают более низкой плотностью 1,05—1,23 г/см3), чем полиуретаны 1,28 г/см3), в первом случае получаются пенополиуретаны с меньшей плотностью.

Получение пенополиуретанов

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

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

Пенополиуретаны можно разделить на две группы:

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

Плотность вспененных полиуретанов регулируют, изменяя содержание воды. Чем больше вводится воды, тем меньше кажущаяся плотность пены. Например, при получении эластичных пенополиуретанов с кажущейся плотностью 32 кг/м3 приблизительно 75% изоцианатных групп реагирует с водой и лишь около 25% взаимодействует с гидроксильными группами полиэфира.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

В промышленности пенополиуретаны получают двумя способами:

  1. одностадийным;
  2. двухстадийным.
Одностадийный способ производства пенополиуретанов

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

Двустадийный (форполимерный) способ получения пенополиуретанов

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


Эластичные пенополиуретаны

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

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

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

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

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

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

Состав композиции, в массовых частях I II III IV
Полиэфир 100 100 100 100
Толуилендиизоцианат 45 39 39 31
Вода 6,0 5,0 2,5 1,8
Катализатор 1,0 1,0 0,5 0,5
Эмульгатор 4,2 2,0 1,0 1,0

Основные физико-механические показатели эластичных пенополиуретанов приведенных выше композиций:

Физико-механические показатели эластичных пенополиуретанов I II III IV
Кажущаяся плотность, кг/м3 25 34 50 59
Разрушающее напряжение, МПа при растяжении 0,34 0,17 0,20 0,21
Разрушающее напряжение, МПа при сжатии (с изгибом на 25%) 0,0055 0,0062 0,011 0,013
Относительное удлинение при разрыве,

%

398 450 400 350

Эластичные пенополиуретаны имеют высокие тепло- и звукоизоляционные показатели, хорошие диэлектрические и амортизационные свойства. Они способны склеиваться с деревом, металлами, бумагой, тканями и т. п. Эластичные пенополиуретаны на основе сложных полиэфиров имеют более высокую прочность при растяжении, стойкость к окислительному старению, воздействию масел и растворителей, но меньшую упругость и морозостойкость и меньшую стойкость к старению во влажных условиях, чем эластичные пенополиуретаны на основе простых полиэфиров.

Свойства эластичных пенополиуретанов отечественных марок*
Показатель ППУ-Э ППУ-ЭТ ППУ-ЭМ-1
Кажущаяся плотность, кг/м3 25 – 60 30 – 40 30 -50
Прочность при растяжении, Мн/м2 (кгс·см) 0,12 (1,2) 0,1 (1,0) 0,11-0,13 (1,1 -1,3)
Относительное удлинение, % 150 100 150 – 170
Эластичность по отскоку, % 15 15 20 – 40
Относительная остаточная деформация при 50%-ном сжатии в течение 72 часов при 20°С, % 10 15 10
Напряжение сжатия при 40%-ной деформации (кгс/см2) 0,0025 – 0,0075

(0,025 – 0,075)

0,003 – 0,01

(0,03 – 0,1)

0,004 – 0,01

(0,04 – 0,1)

Температура применения, °С от -15 до 100 от -20 до 100 от -50 до 100
Потеря массы при горении (метод «огненная труба») 22
Коэффициент звукопоглощения при 250 гц 0,35 0,36
при 1000 гц 0,80 0,85
при 4000 гц 0,75 0,80

*источник – Энциклопедия полимеров под ред. Кабанова В.В. 1974 г, том 2, с.567.

Эластичные пенопласты с закрытыми порами применяют для изготовления поплавковых изделий, механических опор, теплоизоляции для работы при низких (жидкий азот) и относительно высоких (до 120 °С) температурах. Пенопласта с открытыми порами используют для производства губок, подушек, сидений, звукоизоляционных материалов и т. д.

Все большее применение находят интегральные пенополиуретаны, имеющие плотную поверхностную пленку и вспененную сердцевину, причем все изделие образуется за один цикл заливки.


Жесткие пенополиуретаны

Жесткие пенополиуретаны получают главным образом методами заливки и напыления. По первому методу процесс проводят «следующим образом.

При повышенной температуре и перемешивании приготовляют смесь полиэфира с катализатором, эмульгатором и водой. После выдержки при 30 °С в течение 20—30 мин в смесь добавляют толуилендиизоцианат и перемешивают массу 1—2 мин.

При этом температура массы повышается на 5—10 °С, возрастает ее вязкость и происходит частичное вспенивание. Затем массу разливают в ограничительные формы, соответствующие конфигурации изделий. Вспенивание продолжается 30—35 мин.

В течение этого времени форма заполняется пенопластом, который приобретает необходимую твердость и ячеистую структуру. Для получения пенополиуретанов методом напыления на поверхность различных материалов применяют передвижную малогабаритную установку, которая состоит из обогреваемых емкостей для компонентов, шестеренчатых насосов и пистолета-распылителя с мешалкой. Толщина напыляемого слоя составляет 5—50 мм, кажущаяся плотность — от 35 до 200 кг/м3.

Физико-механические показатели некоторых марок жестких пенополиуретанов на основе сложных полиэфиров (продуктов взаимодействия двухосновных кислот с многоатомными спиртами, содержащими свободные гидроксильные и карбоксильные группы) и диизоцианатов (смеси толуилен-2,4 и толуилен-2,6-диизоцианатов) приведены ниже:

Кажущаяся плотность, кг/м3 60 100 200
Разрушающее напряжение при сжатии, МПа 0,20 0,78 2,45
Ударная вязкость, кДж/м2 0,48 0,39 0,59
Коэффициент теплопроводности, Вт/(м·К) 0,024 0,031 0,057
Тангенс угла диэлектрических потерь при 1010 Гц 1,05 1,1 1,23
Усадка (линейная) за 24 ч, % 0,6 0,3 0,5
Верхний предел рабочих температур, °С 100 130 – 150 170
Водопоглощение за 24 ч, кг/м2 0,2 0,1 0,1

Жесткие полиуретаны характеризуются хорошей формоустойчивостью, имеют высокие тепло- и звукоизоляционные показатели. Они устойчивы к действию кипящей воды, бензина, керосина, смазочных масел, водных растворов солей, этилового спирта и т. п. Пенопласты легко очищаются мыльной водой; они противостоят плесени и гниению. Жесткие полиуретановые пенопласты имеют хорошие электроизоляционные свойства. Кроме того, они проявляют высокую адгезию к дереву, металлу, тканям и другим материалам. Небольшая плотность и малая способность к водопоглощению позволяют использовать жесткие пенополиуретаны для изготовления незатопляемых лодок и понтонов, а также трехслойных и многослойных конструкций, отличающихся высокой теплостойкостью, вибростойкостью и проницаемостью для электромагнитных волн. Жесткие пенополиуретаны применяются в строительстве, авиа-, авто- и судостроении, холодильном деле и т. д. Для улучшения свойств пенополиуретанов и для снижения их стоимости широко используют различные наполнители (стеклянное волокно, стекломаты и др.).

Свойства жестких пенополиуретанов отечественных марок*
Показатель ПУ-101 ПУ-101Т ППУ-3С ППУ-304Н
Кажущаяся плотность, кг/м3 100 – 200 150 – 250 50 30-50
Прочность, Мн/м2 (кгс/см2) не менее при сжатии 1,0 – 1,9 (10 – 19) 2,0 – 4,2 (20 – 42) 0,25 (2,5) 0,15 – 0,5 (1,5 – 5)
при изгибе 0,8 – 1,5 (8 – 15) 1,5 – 3,5 (15 – 35) 0,2 (2) 0,2 – 0,9 (2 – 9)
Ударная вязкость кдж/м2 или кгс·см/см2, не менее 0,4 0,5 – 0,8 0,6 0,4 – 0,6
Коэффициент теплопроводности, вт/(м·К) 0,031 – 0,035 0,033 – 0,047 0,033 – 0,038 0,023 – 0,035
Ккал/(м·ч·°С) 0,027 – 0,030 0,028 – 0,040 0,028 – 0,033 0,02 – 0,03
Водопоглощение за 24 часа, %, не более 0,3 0,3 0,3 0,3
Температура применения, °С от -50 до 150 от -60 до 200 от -60 до 60 от -60 до 100
Диэлектрическая проницаемость при 1010 гц 1,1 – 1,2 1,1 – 1,3
Тангенс угла диэлектрических потерь при 1010 гц 0,0015 0,0016 – 0,0020

* источник – Энциклопедия полимеров под ред. Кабанова В.В. 1974 г, том 2, с.567.

Полиуретановыми пенопластами заполняют зазоры в бетоноконструкциях и полости при изготовлении дверей и оконных рам, производят отделку колпаков, радаров, тропических шлемов, несущих плоскостей и кабин самолетов и др.


 

Список литературы:
Вандерберг Э. Пластмасса в промышленности и в технике. М., Машиностроение, 1964. 196 с.
Домброу Б. А. Полиуретаны. М., Госхимиздат, 1961. 152 с.
Лафенгауз А: П., Юоичева Е. Я.— В кн.: Пенопласта. М., Оборонгиз, 1960, с. 117;
Павлов В. В., Горячев М, С, Дурасова Т. Ф. Там же, с. 131.
Коршак В. В., Фрунзе Г. М. Синтетические гетероцепные полиамиды. М., изд.-во АН СССР, 1962. 523 с.
Кузнецов Е, В., Прохорова И, Я. Альбом технологических схем производства полимеров и пластмасс на их основе. Изд. 2-е. М., Химия, 1975А74 с.
Лосев И. Я. Тростянская Е. Б. Химия синтетических полимеров. Изд. 2-е. М., Химия, 1971. 615 с.
Николаев А. Ф. Синтетические полимеры и пластические массы на их основе. Изд. 2-е, М.~Л., Химия, 1966. 768 с.
Саундерс Дж. X., Фриш К. /С. Химия полиуретанов. Пер. с англ./Под ред. X. М. Энтелиса. М., Химия, 1968. 470 с.
Керча Ю. Ю. Физическая химия полиуретанов. Киев, Наукова думка, 1979, 220 с.
Берлин А. А., Шутов Ф. А. Упрочненные газонаполненные пластмассы. М., Химия, 1980. 192 с.
Композиционные материалы на основе полиуретанов. Пер. с англ./Под ред. Ф. А. Шутова. М, Химия, 1982. 214 с.
Дементьев А. Г., Тараканов О. Г. Структура и свойства пенопластов. М., Химия, 1983. 208 с.
Берлин А. А., Шутов Ф. А. Пенополимеры на основе реакционноспособных олигомеров М., Химия, 1977, 116 с.
Автор: Коршак В.В.
Источник: Коршак В.В., Технологии пластических масс, 3-е издание, 1985 год
Дата в источнике: 1985 год

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *