Плотность пенополиуретана

Пенополиуретановый утеплитель: особенности пенополиуретана

Пенополиуретан (ППУ) — один из самых известных утеплителей для различных помещений наряду с минеральной ватой и пенопластом. Он знаком не только профессиональным строителям, но и простым людям, когда-либо обшивавшим жилой либо частный дом с целью защиты от холода. Утеплитель пенополиуретан легко укладывается своими руками, служит долго, экономичен, мало весит. Подробнее об этих и других достоинствах, особенностях материала, сфере использования — далее.

Виды утеплителя по структуре

Существует две группы ППУ в зависимости от особенностей поверхности:

Утеплитель с закрытыми ячейками.

При производстве к реакционной смеси из полиола и полиизоцианата добавляется вода, при смешивании выделяющая углекислый газ. Последний является фактором вспенивания состава, который при кристаллизации являет собой совокупность ячеек, наполненных воздухом. Подобная структура эффективно препятствует прохождению пара, воды. Также низкая теплопроводность углекислого газа внутри ячеек повышает его теплоизоляционные свойства.

Закрытоячеистому утеплителю присущи следующие характеристики:

коэффициент проводимости тепла — от 0,02 до 0,03 Вт/м*К;
паропроницаемость — от 2 до 5%;
поглощение влаги по объему — от 1 до 3%;
плотность ППУ — 25-300 кг/куб. м.;
количество закрытых ячеек — 90-95%.

Пенополиуретановый утеплитель обладает хорошими звукопоглощающими свойствами, а также может одновременно служить тепло- и гидроизоляцией. Наибольшее распространение получил в строительстве.

ППУ с открытыми ячейками.

По сравнению с выше описанным утеплителем имеет большую гибкость и губчатую структуру. Поролон, используемый при наполнении мебели — классический пример пенополиуретана с открытыми ячейками. К техническим характеристикам относятся:

коэффициент проводимости тепла — от 0,03 до 0,04 Вт/м*К;
паропроницаемость — от 6 до 8%;
поглощение влаги по объему — от 15 до 100%;
плотность ППУ — 5-25 кг/куб. м.;
количество закрытых ячеек — до 50%.

В строительном деле востребованы лишь жесткие плиты ППУ плотностью 8-20 кг/куб. м. Больший интерес утеплитель с открытоячеистой структурой представляет для производителей мебели, фильтров, звукоизоляционных систем.

Классификация пенополиуретана по плотности

Внешний вид утеплителя во многом определяет его плотность. Она влияет на возможность монтажа ППУ своими руками или при помощи спецтехники, а также на сферу применения.

По плотности материал делится на группы:

мягкий (рассмотренный ранее поролон и его вариации) — эластичный утеплитель плотностью от 5 до 35 кг/куб. М;
жесткий (изготавливаемый методом формовки) — его свойства зависят от плотности литья и используемых реагентов; удобен при теплоизоляции помещений своими руками;
напыляемый ППУ — самый известный в теплоизоляции частных строений материал. Он поставляется в жидком виде, а наносится методом разбрызгивания. Быстро высыхает, поэтому становится возможна работа по нанесению нескольких слоев материала на утепляемую поверхность.

Еще существуют двухкомпонентные составы, но распространения в широких кругах они не получили.

Преимущества пенополиуретана

Минимальный коэффициент теплопроводности, сопоставимый лишь с пенопластом или минватой, сделал вспененный ППУ одним из наилучших утеплителей. Помимо этого достоинства, для материала характерны такие свойства:

универсальность — определенные модификации служат одновременно гидро-, тепло- и шумоизоляцией;
экономичность — вытекает из ранее сказанного качества;
простота монтажа своими руками — не требуются дополнительные крепежные элементы;
абсолютно не удерживает и не впитывает жидкость, чем превосходит минеральные волокнистые утеплители;
возможность заливки жидкого материала внутрь полостей любой сложности;
быстрота затвердевания утеплителя;
конечное покрытие не имеет стыков, которые у других материалов способствуют их быстрой деформации и разрушению;
однородность утепленной поверхности;
возможность эксплуатации при температурах от −60 до +150 градусов;
срок службы от 30 до 70 лет;
относится к классу самозатухающих ©, трудносгораемых (ТС) либо трудно воспламеняющихся материалов, то есть горючесть его очень низка;
загнивание исключено;
микроорганизмов и грызунов материал не привлекает.

Если материал в жидком виде наносится на металлическую поверхность, она не ржавеет. Активируется тройная защита — самого ППУ и двух пленок (внешней и внутренней). Первая взаимодействует с окружающей средой, вторая — с металлом, препятствуя попаданию влаги на утеплитель.

Увы, пенополиуретановый утеплитель не лишен некоторых недостатков. К ним относятся:

возможное разрушение материала от ультрафиолетовых лучей, если он был обработан дополнительными материалами (штукатурка, краска, декоративные панели и другие, способными уберечь ППУ от прямого воздействия света);
хоть утеплитель не воспламеняется, его все же не рекомендуется применять для обшивки сильно нагреваемых конструкций. В противном случае он начинает тлеть, постепенно выходя из строя;
высокая стоимость работ — если пользователь не умеет напылять ППУ своими руками, ему придется вызвать бригаду строителей с оборудованием, аренда которого стоит много. Например, цена на теплоизоляцию 1 кв. м при помощи утеплителя плотностью 40 кг/куб. м слоем толщиной 5 см обойдется заказчику в 700-1000 рублей.

Вредные вещества выделяются лишь первые 20-30 секунд в процессе нанесения ППУ на поверхность. Далее материал становится безопасным для здоровья. Чтобы минимизировать риски установки при монтаже своими руками, надо использовать защитную маску. Также не стоит пренебрегать спецодеждой.

Несмотря на недостатки, утеплять помещение пенополиуретаном своими руками довольно просто. Понадобится лишь дорогое оборудование и желание научиться. О том, что можно обрабатывать жидким материалом — далее.

Область применения ППУ

В строительстве пенополиуретан используется как при теплоизоляции внутренних стен строений из кирпича, бетона, дерева, металла, так и внешних. Слой толщиной 10 см по проводимости тепла эквивалентен кирпичной кладке шириной 2 м. Также должный эффект будет достигнут при утеплении своими руками:

всех видов кровли;
полов;
перекрытий между этажами;
емкостей внутри земли (кессоны, подвалы домов);
места примыкания стены к кровле;
фундаментов;
пенопластом в качестве материала для заделывания щелей между плитами;
теплотрасс.

Около четверти производимого утеплителя приходится на конструирование приборов и холодильной техники. Чуть меньше — на автомобилестроение, мебельное производство, космическую и ракетную технику, бытовую промышленность. Не обошла эффективность утеплителя медицину — сегодня из ППУ изготавливают предметы ортопедии, а также применяют при протезировании.

Помимо напыляемого утеплителя при строительстве используется жесткий, более известный под названием «сэндвич-панель». Применяется при необходимости быстрого возведения зданий. Кроме теплосберегающей, пенополиуретан здесь выполняет несущую функцию.

Если перед потребителем стоит цель утеплить частное помещение, вспененный ППУ или сэндвич-панели станут идеальными инструментами для реализации планов, в том числе своими руками. Стоимость их, безусловно, выше минваты или пенопласта, но редко какой утеплитель совмещает в себе положительные свойства десятков аналогичных материалов. Приобретая качественный пенополиуретан для обшивки зданий, необходимо внимательно отнестись к его монтажу, а далее остается лишь наслаждаться плодами работы.

ППУ, пенополиуретан, искусственный латекс, экопена, поролон — что это такое?

Современный рынок ортопедических изделий предоставляет покупателям довольно широкую палитру выбора: существует огромное количество наполнителей матрасов, отличающихся уровнем жесткости, ценой и качеством. Однако, производители в своем стремлении удовлетворить запросы разных категорий населения нашли оптимальный выход: лучшим решением на сегодняшний день, среди качественных и универсальных матрасов, является пенополиуретановый матрас или по-другому матрас ППУ.

К слову, пенополиуретан имеет несколько ипостасей, иными словами названий, ведь искусственный латекс, экопена и даже поролон – это разные именования одного содержания. Но действительно ли пенополиуретановый матрас является достойным представителем класса ортопедических изделий? Для того чтобы найти ответ на этот вопрос, стоит подробнее разобраться в нюансах производства, раскрыть плюсы и минусы матрасов из пенополиуретана, их вред и пользу для здоровья.

Поролоновый матрас или пепонолиуретановый?

Не секрет, что основой матраса ППУ является знакомый каждому материал поролон. На сегодняшний день поролон остается достаточно популярным, его часто используют для производства мебели и матрасов.

Интересно, но факт: наименование «поролон» (Porolon) некогда являлось именем собственным, так называлась скандинавская фирма-производитель, которая поставляла в Советский Союз данный материал. А самые первые образцы ППУ, то есть поролона, были получены в Германии в 1941 году.

Если вам встречались негативные отзывы о качестве поролона для матрасов, то ортопедические изделия на основе пенополиуретана являются прекрасным подтверждением неправдоподобности этих фактов, ведь для производства современных матрасов применяется совершенно новый поролон, который существенным образом отличается от того, что активно использовали во времена Советского Союза. Но хочется заметить, что уже тогда матрасы из поролона славились своей долговечностью и способностью выдерживать большие нагрузки.

Отдельно стоит упомянуть о технологии производства пенополиуретановых матрасов. Для создания материала применяется формовочный способ: вспененный ППУ заливают в формы, а после специальной обработки получают ячеисты материал, который идеально сохраняет начальную форму практически в любых условиях и не поддается деформации. При производстве материала используются такие компоненты, как изоцианат, полиол, катализаторы и стабилизаторы пены, вода.

Таким образом, матрас из ППУ или пеноплиуретана (поролона) представляет собой изделие, основу которого составляют практически однородные тонкостенные ячейки, наполненные воздухом. Именно от количества ячеек зависит жесткость матраса, а также его срок службы, остаточная деформация и восстанавливаемость.

На сегодняшний день для производства ортопедических изделий используются такие виды ППУ, как:

— Мягкий поролон. Как правило, является основой для «мягкой» мебели, то есть предметов интерьера, сна и отдыха повышенной комфортности. Что касается плотности мягкого поролона, то она составляет предел от 8 до 10 кг/м3. Используется в качестве единственного или дополнительного материала для диванов, матрасов, сидений.

— Стандартный поролон. Основные характеристики материла: высокая степень износостойкости, комфортная жесткость, практичность, экологичность. Плотность такого материала варьируется в пределах от 16 до 25 кг/м3. Используется для производства матрасов легкой и средней жесткости, офисной мебели.

— Поролон жесткий и повышенной жесткости. Применяется в качестве главного материала в рамках производства ортопедических изделий (матрасов, подушек), а так же используется для изготовления офисной мебели, автомобильных сидений. Плотность такого материала, как правило, от 30 до 45 кг/м3.

Современный матрас ППУ – это практичное, долговечное, функциональное изделие, которое обладает повышенными ортопедическими свойствами.

Искусственный латекс или пенополиуретан?

Искусственный латекс для матрасов также является разновидностью ППУ (поролона) и по-другому называется вязкоэластичный ППУ. Он представляет собой материал повышенной эластичности и бОльшей плотности, чем ППУ. Структура ячеек такого материала разнородна в отличие от обычного ППУ, т.е. пузырьки воздуха, из чего состоят ячейки, в этом материале разной величины, поэтому при невысокой нагрузке на матрас работают небольшие пузырьки, а при сильной нагрузке вступают в действие ячейки крупнее, противодействуя сопротивлению нагрузки. Вот почему на матрасе с искусственным латексом более комфортно, он более долговечен и износостоек. Искусственный латекс — это результат вспенивания воды и простого полиэфира с добавлением дополнительных материалов. Благодаря, именно такой технологии эластичность и влагостойкость материала повышается в несколько раз. Как уже отмечалось разнообразие марок ППУ, представленных на рынке, довольно широка, но не каждый из материалов можно назвать искусственным латексом. Главным отличием такого материала является его плотность, которая варьируется от 25 до 35 кг/м3, плюс ко всему разнородность ячеек придает изделию повышенные свойства долговечности и износостойкости.

Искусственный латекс купить как основу для ортопедического изделия – значит обеспечить комфортный, а главное правильный сон. Если делать выбор между натуральным латексом или искусственным , то второй вариант несколько жестче первого и имеет меньший срок службы, сделан полностью из химического сырья, однако, эти факты не влияют на воздухопроницаемость: матрас «дышит». Важным достоинством латекса является повышенная сопротивляемость к деформации, именно по этой причине матрасы на основе искусственного латекса рекомендуются к использованию людям с большим весом.

Многие специалисты отмечают, что именно матрасы из искусственного латекса, то есть пенополиуретана повышенной жесткости и эластичности, представляются наиболее комфортными для сна и отдыха, полезными для детского развития и здоровья взрослых.

Экопена (EcoFoam) представляет собой материал, который по своим свойствам и практически идентичен с искусственным латексом, но имеет меньшую плотность и одно видимое преимущество – особую структуру ячеек, которая обеспечивает многоуровневую реакцию наполнителя на нагрузки, что делает экопену в матрасе идеальным решением для детских ортопедических изделий.

Практически каждый производитель придает материалу пенополиуретан (ППУ) в изготавливаемом матрасе свое индивидуальное название, поэтому здесь надо понимать, что Поролон, Пенополиуретан, Искусственный латекс, Экопена, Eco Foam, Norma Foam и другие подобные названия – это, по сути, — один и тот же материал, отличающийся лишь плотностью, цветом и структурой ячеек.

Важно заметить, что пенополиуретановый матрас вреда для здоровья при правильном подборе изделия принести не может, а наоборот, видимым преимуществом такого материала является способность подстраиваться под форму тела, тем самым поддерживая позвоночник в правильном положении и равномерно распределяя нагрузку, хотя стоит заметить, что некоторые сторонники натуральных материалов обвиняют искусственный наполнитель в аллергичности. Но эксперты сходятся во мнении, что аллергия на современный ППУ – довольно редкий случай, как правило, реакция возникает на пыль или микроорганизмы, которые скапливаются в мебели. Что касается ортопедических изделий из данного материала, то он обладает хорошей воздухопроницаемостью, то есть не является местом скопления микроорганизмов и пыли, поэтому абсолютно безопасен для людей, страдающих от аллергических реакций.

Как сделать правильный выбор?

Итак, подведем небольшой итог, что же представляет собой пенополиуретановый матрас? Изделие ППУ обладает повышенными свойства износостойкости и долговечности, отличается экологичностью и не является аллергеном, поэтому обладатель такого матраса может чувствоваться себя в безопасности.

Дополнительным преимуществом матрасов из искусственного латекса или пенополиуретана является простота его транспортировки: поролоновое изделие не сложно скручивается в рулон.

Разобраться в широкой палитре выбора, которую предлагает покупателям современный рынок ортопедических изделий, не так просто, но ведь так хочется приобрести действительно качественное и долговечное изделие для здорового и комфортного сна и отдыха. Очень бы хотелось пожелать каждому Покупателю обращать внимание исключительно по полезные свойства матрасов, а не на ценовую характеристику, но, как правило, стоимость изделия играет не менее важное значение, поэтому найти поролоновые матрасы в Спб на распродаже, то есть по сниженной цене – большая удача. Хотя и в целом ППУ матрасы представляют собой вполне доступный сегмент рынка, а если учесть тот факт, что каждый Покупатель может подобрать модель согласно своим вкусам и предпочтениями и приобрести поролоновый матрас недорого в интернет магазине, то можно смелого говорить о том, что матрасы из искусственного латекса или пенополиуретана — идеальное соотношение цены и качества, современных технологий производства и надежности.

Пенополиуретаны ППУ

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

Состав пенополиуретанов

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

В состав композиций для производства эластичных пенополиуретанов входят простые олигоэфиры с молекулярной массой 750 — 6000, синтезируемые из окисей алкиленов (этилена, пропилена), тетрагидрофурана и гликолей. Реже используют сложные олигоэфиры дикарбоновых кислот (адипиновой, себациновой, янтарной) и гликолей (например, диэтиленгликоля). Жесткие пенополиуретаны получают из простых олигоэфиров разветвленной структуры на основе окисей алкиленов и триолов (глицерина, триметилолпропана и др.) или сложных олигоэфиров на основе дикарбоновых кислот (адипиновой, фталевой и др.) и триолов или их смесей с диэтиленгликолем. Плотность образующихся пенополиуретанов зависит от соотношения изоцианатов и гидроксилсодержащих олигомеров в исходной смеси. При избытке изоцианатов пенополиуретаны содержат больше мочевинных групп, чем при недостатке изоцианатов, когда образуется больше уретановых групп. Поскольку полимочевины обладают более низкой плотностью 1,05—1,23 г/см 3 ), чем полиуретаны 1,28 г/см 3 ), в первом случае получаются пенополиуретаны с меньшей плотностью.

Получение пенополиуретанов

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

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

Пенополиуретаны можно разделить на две группы:

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

Плотность вспененных полиуретанов регулируют, изменяя содержание воды. Чем больше вводится воды, тем меньше кажущаяся плотность пены. Например, при получении эластичных пенополиуретанов с кажущейся плотностью 32 кг/м 3 приблизительно 75% изоцианатных групп реагирует с водой и лишь около 25% взаимодействует с гидроксильными группами полиэфира.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

В промышленности пенополиуретаны получают двумя способами:

Одностадийный способ производства пенополиуретанов

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

Двустадийный (форполимерный) способ получения пенополиуретанов

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

Эластичные пенополиуретаны

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

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

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

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

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

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

Использование пенополиуретана в строительстве и не только

Любое строительство невозможно без использования утеплителя. Для того, чтобы дом хорошо прогревался зимой и не терял тепло, необходимо использовать только самые качественные материалы, к которым относится и пенополиуретан, или ППУ, который уже положительно проявил себя как в северных районах при низких температурах, так и в южных, с повышенной влажностью.

Что такое ППУ

ППУ относится к разновидности пенопласта, для получения которого жидкую массу сначала вспенивают, а затем ждут затвердевания. Именно вспениванием обусловлена структура ППУ, который состоит из ячеек, заполненных воздухом или углекислым газом, причем газообразное вещество является основной составляющей ППУ, поскольку стенки ячеек очень тонкие и легкие.

Впервые ППУ был получен в 1937 году в немецкой компании IG Farben после долгих экспериментов. Сразу же стало понятно, что материал обладает такими свойствами, которые позволят использовать его в совершенно разных областях человеческой деятельности. ППУ легко можно получить прямо на строительной площадке, всего лишь тщательно смешав жидкие полиол и полиизоцианат, после чего материал распыляется прямо на необходимую поверхность и практически мгновенно вспенивается, заполняя все трещины и неровности. Большое количество газа в ячейках позволяет хорошо удерживать тепло, ППУ не пропускает жидкость и пар, и представляет собой прекрасный гидробарьер.

Виды ППУ

Существуют два основных вида ППУ, которые отличаются по своим свойствам:

Открытоячеистый ППУ, который также называют эластичным, — это обыкновенный привычный всем поролон, за счет отсутствия верхнего жесткого слоя он мягок на ощупь и податлив. Материал плохо задерживает тепло, поскольку его теплопроводность очень низка, но зато отлично изолирует звук. Плотность пенополиуретана такого типа равна примерно 25-30 кг/м3. Этот материал в основном используется в мебельной промышленности и при производстве автомобилей, а также при строительстве.
Жесткий пенополиуретан покрыт снаружи плотной коркой, которая обуславливает прочность материала. 98% структуры этого типа ППУ составляет газообразный наполнитель. Поскольку теплопроводимость жесткого ППУ очень низка, он представляет собой прекрасный теплоизолирующий материал. Плотность ППУ такого типа равна 25-300 кг/м3. Чаще всего его используют при строительстве, но пока еще до конца не были изучены все его свойства, поэтому никто не знает, как поведет себя материал через пару десятков лет в условиях нашей страны. Но те свойства, которые видно сейчас, доказывают, что жесткий ППУ стоит активно использовать при строительных работах.

Методы получения ППУ

Получить ППУ можно путем использования двух методик:

Способ, при котором жидкий пенополиуретан напыляется прямо на рабочую поверхность при помощи пистолета-напылителя. Такая технология используется в основном для утепления помещений, поскольку в результате получается очень пористый материал, позволяющий сохранять оптимальную температуру в комнате. Процесс получения ППУ должен происходить согласно правилам ГОСТ;
Заливка жидкого материала в специально подготовленные формы при помощи заливочной головки в производственном цеху, при этом воздух не попадает в смесь. Получаются ровные, монолитные изделия необходимого размера и формы. Поскольку материал очень быстро увеличивается в размерах, достаточно покрыть небольшим сплошным слоем дно формы и плотно ее закрыть, после чего она уже через двадцать секунд окажется полностью наполненной ППУ. При помощи данной технологии получают сэндвич-панели, термопанели, багеты и лепнину для декора, части мебели, элементы системы вентиляции — возможность использования деталей из ППУ очень многогранна.

Использование определенной методики зависит от желаемого результата и получения определенного вида ППУ.

Основные свойства ППУ

Чаще всего при строительстве используют жесткий тип ППУ, поэтому необходимо разобраться в характеристиках пенополиуретана, указанных в ГОСТ:

Теплоизоляция. Материал используется для утепления, поскольку обладает идеальными показателями теплопроводности, которые могут колебаться между 0,019 и 0,035 Вт/(м*К). В этом отношении ППУ выигрывает у керамзитового гравия, минеральной ваты и газостекла.
Шумопоглощение. Поскольку уровень поглощения шума зависит не только от самих звуковых колебаний и их громкости, но и от свойств материала, требуется эластичный, мягкий и хорошо пропускающий воздух материал. Путем экспериментов было выяснено, что жесткий ППУ является плохим звукоизолятором, лучшим материалом для таких целей был признан полуэластичный ППУ.

Водостойкость. Количество воды, которое способен впитывать ППУ, зависит от его жесткости. Чем мягче материал, тем сильнее он поглощает влагу. Жесткий ППУ впитывает от одного до трех процентов от изначального объема материала в сутки, что является одним из самых низких показателей. Кроме того, при строительстве часто добавляют в состав ППУ вещества, повышающие его гидроизоляционные свойства. Говорить о водостойкости поролона не стоит, поскольку он активно используется при производстве губок для мытья и впитывает огромное количество воды.
Горючесть. ППУ, согласно ГОСТ, делится на самозатухающие (С), трудновоспламеняющиеся (ТВ) и трудносгораемые (ТС). Данная классификация свидетельствует о том, что возможность загореться у такого материала практически отсутствует, к тому же, удобство производства ППУ позволяет добавить в него необходимые вещества, повышающие огнеупорность. Иногда для улучшения качеств ППУ изменяют его формулу, но этот способ отличается дороговизной. В помещениях с высоким риском пожара часто используют метод, при котором на основной слой ППУ наносится тонкий слой огнеупорного материала.

Воздействие других химических веществ. Устойчивость ППУ настолько высока, что если нанести его на металл, то он не заржавеет. Материал стоек даже к воздействию кислот, не говоря уже о бензине, растворителях и едких парах. Такие свойства ППУ позволяют активно использовать его в качестве защитного слоя на необходимых поверхностях. ППУ растворяется только в концентрированной серной или азотной кислоте, при воздействии соляной кислоты, спирта, ацетона, этилацетата и стирола набухает.
Плотность. Не стоит говорить об определенном показателе плотности, поскольку при использовании разных методов производства получаются разные виды ППУ, обладающие совершенно разной плотностью. Это большой плюс, поскольку при строительстве или производстве может потребоваться сразу несколько видов ППУ, отличающихся по плотности.
Срок службы. Поскольку материал активно начал использоваться не так давно, но сейчас специалисты утверждают, что срок службы ППУ, согласно ГОСТ, составляет не менее 20 лет. На самом же деле цифра может быть больше, поскольку при строительстве зданий в Европе в семидесятых активно использовался ППУ, и после демонтажа этих старых домов оказалось, что материал совершенно не потерял своих свойств и остался неизменным.

Достоинства ППУ

Активное использование этого материала в строительстве доказало, что он обладает следующими несомненными достоинствами:

ППУ очень просто изготавливается путем смешивания двух жидких компонентов прямо на строительной площадке, поэтому нет необходимости тратить деньги на перевозку готового материала, а с процессом напыления справится даже непрофессионал;
Нет необходимости ждать для застывания несколько суток, материал отвердевает за очень короткий промежуток времени;
Поверхность не нужно ничем обрабатывать, а также делать дополнительные крепежи, поскольку ППУ замечательно держится как на пористом камне, так и на стекле и металле за счет высокого уровня адгезии, напылять материал можно на покрытие любой формы;

ППУ легок и не утяжеляет поверхность, на которую наносится, что очень важно, например, при утеплении крыши;
Теплоизоляция при помощи ППУ выгодна тем, что не образуется швов или щелей, куда могут задувать сквозняки;
Поверхности, на которые наносится ППУ, не только утепляются, но и становятся значительно крепче;
Такой материал прекрасно выдерживает экстремальные температуры от -200 до +200 градусов Цельсия;

ППУ прекрасно изолирует звук;
Материал устойчив к воздействию грибка, плесени и микроорганизмов, а также гниению;
Пенополиуретановое покрытие не оказывает вредное воздействие на человека, что было подтверждено многочисленными исследованиями и указано в ГОСТ, материал можно использовать в кухонных шкафчиках и в непосредственной близи к пищевым продуктам;
Срок службы покрытия составляет не менее 30 лет.

Именно благодаря вышеперечисленным плюсам ППУ на данный момент является одним из самых используемых материалов при строительстве.

Недостатки ППУ

Несмотря на неоспоримые достоинства, не стоит думать, что этот материал идеален, ведь он обладает некоторыми характерными недостатками:

ППУ практически не горит, но при воздействии высоких температур он может начать тлеть, и это будет продолжаться до тех пор, пока покрытие не охладят. Поэтому если поверхность, покрытая ППУ, может загореться, либо пенополиуретановое покрытие будет находиться рядом с источником сильного жара, стоит отказаться от использования этого материала.
Покрытие нельзя оставлять на открытом солнце, поскольку ультрафиолет способен ускорить процесс износа материала. Но проблема легко решается простейшей защитой при помощи слоя краски, штукатурки или панелей, которые не только закроют ППУ от вредного излучения, но и сделают поверхность симпатичнее.

ППУ в нашей стране начал активно использоваться не так давно, но уже заслужил одобрительные отзывы специалистов. Простая формула, быстрое изготовление, удобство в использовании и дешевизна завоевали ему место под солнцем среди многочисленных стройматериалов и утеплителей, используемых в процессе строительства зданий, а замечательные физические свойства позволяют использовать ППУ в совершенно разных отраслях производства.

0 0 голоса

Рейтинг статьи