Пенополиэтилен свойства и противопоказания
Материал, который НЕ проводит электричество, НЕ пропускает воду, НЕ выделяет вредную «химию», НЕ дает теплу покинуть пределы помещения. Четыре частицы «не» описывают свойства одного из лучших теплоизоляторов современности — вспененного полиэтилена или пенополиэтилена (ППЭ). Для того чтобы получить материал, над ПВД (полиэтилен высокого давления) проводили массу опытов — его насыщали газами, подвергали диффузии, расплавляли, смешивали с присадками. Результат оправдал затраченные усилия, получился материал, удовлетворяющий множеству запросов.
Что такое вспененный полиэтилен, виды материала, технологии производства
Вспененный полиэтилен — это полимерный материал, получаемый введением углеводородной газовой смеси в структуру полиэтилена, в результате чего получается пористый, пластичный и прочный полимер с ячеистой структурой. Выпускается он в форме листов, жгутов и рулонов.
Весь производимый на сегодняшний момент вспененный полиэтилен делится на три вида:
- Несшитый (НПЭ). Самый дешевый из линейки вспененного полиэтилена. Его выпуск Европа наладила еще в конце прошлого века. Расплавленную в экструдере полимерную массу насыщают газом, как правило, бутаном. При заливке в форму полиэтилен попадает в зону атмосферного давления, пузырьки газа пытаются выйти на поверхность, и, застывая, образуют ячеистую структуру. Несшитый пенополиэтилен — хороший теплоизолятор, но из-за малой плотности и рыхлой крупнопористой структуры изделия из него редко используют в строительстве. В основном материал идет на изготовление упаковки.
- Сшитый химическим способом (ХППЭ). Оборудование для производства вспененного полиэтилена ХППЭ используется то же, что и для несшитого, но при этом в технологию вводят дополнительную обработку перекисью водорода. Это убирает все недостатки присущие несшитому полиэтилену — материал становится плотнее, ячейки меньше, полимер может восстанавливать свою первоначальную форму после деформации.
- Сшитый физическим или радиационным способом (ФППЭ). Самый дорогой из вспенненых полиэтиленов. Сшивка молекул полимера происходит за счет потока электронов, испускаемых излучателем. Облучение образует поперечные связи, укрепляющие молекулярную сетку пенополиэтилена. На выходе получают эластичное мягкое полотно с гладкой поверхностью, способное выдерживать давление до 0,035МПа. У физически и химически сшитого ПЭ близкие характеристики, но ФППЭ быстрее восстанавливает форму после нагрузки и лучше прилегает к уплотняемым формам. Подложку для пола делают из вспененного полиэтилена, изготовленного радиационным способом.
Технические характеристики
Основные свойства и характеристики вспененного полиэтилена следующие:
- Плотность ППЭ зависит от способа его производства и составляет: для ФППЭ и ХППЭ — от 33 кг/м3 до 300-500 кг/м3. Несшитый ППЭ значительно легче. Согласно ТУ, его плотность должна быть не менее 20 кг/м3, но по факту, продается материал с плотностью 12-18 кг/м3.
- Температура применения (у разных производителей) колеблется в пределах ± 10 0С, но в среднем, границы его рабочих температур – от — 60 0С … + 750С. При отсутствии контакта с воздухом ФППЭ и ХППЭ могут кратковременно использоваться при температурах до +150 0С (несшитый до +100 0С). Если использовать ППЭ при температурах ниже — 60 0С, то материал становится хрупким, а его остаточная деформация увеличивается до 35-40%.
- У вспененного полиэтилена, как и у всех полимеров с закрытопористой структурой, низкий коэффициент теплопроводности, составляющий 0,03-0,38 Вт/м*К. Изоляция из вспененного полиэтилена по своим теплосберегающим характеристикам уступает только пенополиуретану.
- У сшитого и несшитого ППЭ разная паропроницаемость. Для несшитого — этот показатель находится в пределах 0,003 мг/м*ч*Па, для сшитого почти в три раза меньше — 0,001 мг/м*ч*Па.
Изделия из пенополиэтилена и область их применения
- Фольгированный пенополиэтилен — продается в рулонах шириной 1,0-1,2 метра. Представляет собой утеплитель из химически сшитого вспененного полиэтилена, покрытого полированной алюминиевой фольгой. Применяется для теплоизоляции стен, промышленного оборудования, инженерных систем. Самые популярные из модификаций: «А» (фольга с одной стороны), «В» (двухстороннее фольгирование), «С» (одна сторона — фольга, на другой — клеевое покрытие), «ALP» (одностороннее фольгирование с защитной пленкой), «Пенофол» (вспененный полиэтилен с перфорированным покрытием из фольги).
- Скорлупы для труб представляют собой трубные оболочки с четко выдержанным внутренним диаметром. Могут выпускаться с готовым технологическим разрезом по всей длине (для смонтированных труб) или без разреза. Оболочки для труб, проходящих на открытом воздухе, изготавливают в защитном полимерном покрытии. Используются в качестве теплоизоляции инженерных систем ГВС и систем кондиционирования. Выпускаются с наружным диаметром 6-114 мм, толщиной вспененного полиэтилена 6-25 мм.
- Компенсационные маты — используют в качестве амортизирующей теплоизоляции в местах поворотов трубопроводов ГВС, для тепло- и шумоизоляции стен, перегородок, полов. Получают маты путем склеивания полотнищ вспененного полиэтилена. Процесс происходит при высоких температурах, поэтому тело демпфирующего мата представляет собой неразрывную структуру, устойчивую к внешним повреждениям. Маты компенсационные из вспененного полиэтилена поставляются листами, стандартный размер — 1х2 м, толщина от 10 до 100 мм.
- Жгуты — цилиндрический уплотнитель из вспененного полиэтилена, выпускаются изделия с наружным диаметром Ø 6-120 мм. 1. Жгуты Ø 6-12 мм закладывают в температурные швы бетонных полов. Ø 12-20 мм уплотняют зазоры между стеной и коробками дверей или окон. Ну а самыми большими в сортаменте жгутами Ø 20-60 мм заполняют стыки в стенах панельных домов.
- Подложка — изготавливается из физически и химического сшитого ППЭ. Выпускается в рулонах шириной до 3 метров и толщиной 2-5 мм. Подложка из вспененного полиэтилена используется в качестве подкладочного слоя между стяжкой и ламинатом.
- Упаковочный пенополиэтилен. На упаковку идет, как правило, несшитый пенополиэтилен в виде рулонов и пакетов разного размера и толщины (0,5-20 мм). Но встречается и тара, изготовленная под заказ — различные вкладыши, защитные уголки. Пакеты из вспененного пенополиэтилена — наиболее популярный тип упаковки. Они не пропускают воду, прочны, амортизируют удары и снижают вибрацию груза во время перевозок. Чтобы сделать пакет более прочным и улучшить его теплоизолирующие свойства, сверху его покрывают металлизированной пенопропиленовой или обычной пленкой, капроном, крафтбумагой. Упаковочный материал из вспененного полиэтилена используется для перевозки электротехники, мебели, посуды, обуви.
Преимущества и недостатки
О плюсах материала:
- Как и у всех вспененных полимеров, у ППЭ низкий коэффициент теплопроводности — 0,035 Вт/(м·град).
- У материала неплохие амортизирующие свойства. Из вспененного полиэтилена делают: упаковку (плотность 25-33 кг/м3), подложку для пола (плотность 300 кг/м3), прокладки для оборудования (300-500 кг/м3).
- Вспененный полиэтилен обладает диэлектрическими свойствами, поэтому из самозатухающего ППЭ делают электрическую изоляцию высокочастотных кабелей. Диэлектрическая проницаемость ППЭ находится в пределах 1,4…1,5 (вода — 81, вакуум — 1).
- ППЭ — инертный материал, не вступающий в химические реакции.
- А еще это легкий и непромокаемый материал, его не едят насекомые и мыши. И самое главное — он недорогой.
Есть у него и недостатки:
- Фольгированный ППЭ будет работать как теплоизоляция только если перед слоем фольги будет хотя бы 2-3 см воздушной прослойки.
- Выше 100 0С материал начинает плавиться, а затем и гореть. Использовать его можно только в помещениях с высокой удельной пожарной нагрузкой.
Безопасность вспененного полиэтилена
Полиэтилен — один из самых стабильных соединений на планете. Из гранул полиэтилена, что идут на изготовление теплоизоляции, делают канистры и бутылки для воды, упаковку для пищевых продуктов, трубы водопровода.
На бытовом уровне, если использовать его в диапазоне рабочих температур, вспененный полиэтилен безвреден. Опасность ППЭ представляет при нагревании свыше 110-120 0С.
При горении он выделяет уксусную кислоту, формальдегид, оксид углерода.
Период распада материала около 200 лет. Это, с одной стороны, делает его одним из самых долговечных материалов (что хорошо). Но с другой стороны полиэтилен, как и пластик — настоящее бедствие для земной экологии, так как скапливается большое количество отходов вспененного полиэтилена.
Основные бренды на современном рынке
Производители отечественного вспененного полиэтилена: Тепофол, Вилатерм, Изолон, Energoflex (ROLS ISOMARKET), Thermaflex, Полифом, Пенофол, Порилекс.
Европейские и американские производители вспененного полиэтилена: DOW, Sealed Air, Pactiv, TROCELLEN, EPE Corporation Group, Alveo.
Каждый год в мире изготавливается до 185 тысяч тонн вспененного пенополиэтилена. Это немало. Несмотря на то, что этот рынок считается сравнительно молодым, темпы выпуска ППЭ уже обогнали в скорости производство пленки —крупнейшего сегмента полиэтилена ПВД. Ожидается, что рост потребления этого теплоизолятора будет расти и дальше за счет вытеснения более дорогих заменителей и применения вспененного полиэтилена в областях, где он ранее не использовался — в электротехнике, туристическом снаряжении и др.
Оценка статьи:
Загрузка…
Источник
Мировая наука в значительной степени продвинулась в исследовании и синтезе полимеров, регулярно создавая новые материалы с уникальными свойствами. Именно благодаря своим характеристикам, полимеры получили широкое распространение во многих сферах современной жизни.
Несмотря на разнообразие искусственно созданных материалов, большая часть из них нашла узкопрофильное применение и не являются универсальными. Пенополиэтилен, свойства которого позволяют использовать материал во многих отраслях, является одним из немногих полимеров широкого спектра применения.
Внешний вид, способ получения и основные разновидности
Вспененный пенополиэтилен представляет собой вещество, которое получают при помощи введения углеводородной газовой смеси в структуру полимера, вследствие чего итоговый материал приобретает закрытую ячеистую структуру, пластичность и высокую механическую прочность в зависимости от толщины. Выпускают его в виде листов, рулонов или жгутов.
Существует две разновидности пенополиэтилена по способу получения и структуре:
- несшитая пена (общепринятое обозначение НПЭ);
- сшитая пена (аббревиатура ППЭ).
Каждый из материалов слегка отличается по внутренней структуре, но основная масса свойств остается практически одинаковой для обоих видов.
Технические и потребительские характеристики
Пенополиэтилен – что это такое, и какими свойствами он обладает? Чтобы ответить на этот вопрос, нужно вспомнить основное свойство любого материала со вспененной структурой – возможность удерживать тепло внутри себя и не допускать его потерь.
Теплоизоляция считается основной потребительской характеристикой этого материала, что позволило в первую очередь, использовать его в строительной сфере.
Кроме этого, полимер обладает целым рядом характеристик:
- малый вес. Благодаря этому свойству, материал широко используется во всех сферах, где небольшая масса не дает существенной нагрузки на опорные элементы и не увеличивает вес готового изделия или конструкции;
- не подвержен гниению. Важное качество, которое позволяет использовать полимер в наружной изоляции трубопроводов и зданий, а так же в местах с тропическим климатом и агрессивной микробиологической средой;
- широкий диапазон рабочих температур дает возможность применять пену в разных климатических поясах;
- экологическая чистота и химическая инертность гарантирует, что во время эксплуатации материал не будет выделять токсины и канцерогены.
Кроме указанных выше свойств, пенополиэтилен обладает малым коэффициентом водопоглощения (менее 2%), хорошими шумоизоляционными свойствами и легкостью обработки.
Сферы применения
Благодаря своим качествам, полимер нашел широкое применение в различных областях:
- строительство;
- машиностроение;
- автомобильная отрасль;
- медицина.
Наиболее распространен он в строительной сфере, где служит прекрасным тепло и гидроизолятором конструкций и трубопроводов. Для сравнения, 1 сантиметр толщины пенополиэтилена по своим свойствам аналогичен 4.5 сантиметрам натуральной древесины и 15 сантиметрам кирпича. Он в полтора раза эффективнее минеральной ваты и на 20% пенополистирола по теплоизоляционным и шумопоглощающим свойствам.
Усилить изоляционные свойства помогает алюминиевая фольга, наклеенная с одной стороны на листовой или рулонный вспененный полиэтилен. Такими матами облицовывают бетонные стены, и они играют роль тепловых экранов, отражая инфракрасное излучение внутрь помещения, сберегая тепло в несколько раз эффективнее, чем аналогичные теплоизоляционные материалы.
В сфере машиностроения материал получил широкое применение как теплоизолятор холодильного оборудования и систем кондиционирования, из него изготавливают элементы шумоизоляции и виброгашения. Полимер так же является основой для двухстороннего скотча, уплотнительных и монтажных лент, а так же всевозможных прокладок.
В области автомобилестроения без пенополиэтилена невозможно представить современную звукоизоляцию салона или виброизоляцию в колесных арках. Технические характеристики материала позволяют так же изготавливать из него различные уплотнители и прокладки, которые применяются практически в любых узлах и агрегатах современных автомобилей. В большегрузных фурах-рефрижераторах листами пенополиэтилена производят изоляцию багажных отсеков.
В сфере медицины основным свойством, послужившим широкому применению полимера, стала его гибкость и пластичность, а так же деформация при статических нагрузках и способность восстанавливать свою структуру после их снятия. Вспененный полиэтилен применяется для изготовления профильных товаров в области ортопедии – обувные стельки, корсеты.
Так же широко использование вспененный полиэтилен получил в отрасли товаров для активного отдыха и туризма, где из него изготавливают карематы и различные коврики-подстилки, позволяющие спать на земле или снегу без угрозы переохлаждения организма.
Список отраслей, где широко используется этот полимер далеко не полный и постоянно обновляется. Регулярно вне зависимости от отрасли, материал широко применяется в качестве упаковки. Благодаря гибкой и упругой структуре им обворачивают хрупкие предметы быта – посуду, хрусталь, изделия из стекла и фарфора, бытовую технику, изделия из пластмасс и дерева при перевозке их на дальние расстояния.
Краткие итоги
Вспененный полиэтилен является одним из немногих полимеров, который в настоящее время нашел столь широкое применение в различных отраслях промышленности и быта. Его уникальные свойства позволяют использовать материал в различных амплуа – теплоизоляция и упаковка, элементы гашения вибрации и основа для ортопедической обуви. Список сфер применения пенополиэтилена постоянно растет и обновляется.
Источник
Вспененный полиэтилен (или пенополиэтилен ППЭ, expended polythene EPE) – это получаемый на основе полиэтилена материал с закрыто-пористой структурой, относящийся к классу газонаполненных термопластичных полимеров, называемых также пенополимерами или термопластами. Вспененный ПЭ находит применение как отличный изолятор в отношении тепла, жидкостей, шума и пара.
Особенности вспененного полиэтилена
Появление вспененного полиэтилена на рынке полимерной продукции произошло уже около 50-ти лет назад. Это дало толчок производству качественно новых изоляционных материалов и поменяло взгляд, как на строительство, так и на изготовление продукции широкого ассортимента для различных сфер человеческой деятельности.
Основные свойства
Технические характеристики вспененного ПЭ являются синтезом свойств полиэтиленов, мягких эластичных материалов с низкой температурой плавления, и вспененных веществ с их легким весом и низкой теплопроводностью:
- Как и обычный полиэтилен, вспененный ПЭ – горючий материал, максимальная температура эксплуатации которого не должна превышать +102°С. При более высоких показателях он будет плавиться.
- При низких температурах, даже при понижении до -60°С вспененный полиэтилен будет сохранять все свои свойства, включая прочность и эластичность.
- Теплопроводность этого продукта очень мала, она составляет 0,038-0,039 Вт/м*К, что дает изделиям из него особенно высокий коэффициент теплоизоляции.
- В прямом контакте с водой вспененный ПЭ поглощает ее не более чем на 1-3,5% своего объема в месяц.
- Вспененный полиэтилен очень стоек к химически активным средам, в частности к масляным и бензопродуктам.
- Не разрушается в биологически активной среде (не гниет, не поддается действию бактерий и грибка).
- Отлично поглощает звуки, благодаря чему ППЭ может использоваться для шумоизоляции.
- Абсолютно нетоксичен, даже в процессе горения.
- Легко транспортируется и монтируется,
- Износостоек и долговечен до 80-ти – 100 лет службы.
ИНТЕРЕСНО! По теплопроводности и, соответственно, возможностям теплоизоляции, вспененный полиэтилен может стать отличной альтернативой многим популярным теплоизоляторам: ППЭ толщиной 1 см может заменить 5 см минеральной ваты либо 15 см кирпичной кладки.
Недостатки
Отрицательным свойством вспененного ПЭ является его непереносимость ультрафиолетовых лучей. Прямое попадание солнечного света действует на него разрушительно, поэтому как хранение, так и использование вспененного полиэтилена должно проходить в защищенных от света местах. Иначе сам материал должен содержать защиту, хотя бы в виде светонепроницаемой пленки.
Виды
На сегодняшний день изготавливается множество видов вспененного полиэтилена, различающихся следующими параметрами:
- Типом базового полиэтилена:
- Из полиэтилена высокого давления (ПВД),
- Из полиэтилена низкого давления (ПНД) и др.
- Молекулярной структурой:
- Несшитый вспененный ПЭ, вспениваемый физическими газообразователями. Сохраняет изначальную молекулярную структуру полиэтилена.
- Сшитый химическим либо физическим способом. Имеет модифицированную структуру молекулярных связей, а также гораздо большую устойчивость к механическим и температурным нагрузкам, влаге и химическим реагентам.
- Структурой самого изделия:
- Пенообразный,
- Порообразный,
- Сотовый.
Кроме этого, для удобства использования вспененный ПЭ может производиться в разных формах: листовой, плиточный, в виде трубки, пленки и т.п. и с покрытиями из различных материалов (фольга и др.)
Область применения
Вспененный полиэтилен имеет широкое применение в качестве изолирующего и сохраняющего тепло материала, что объясняется высотой показателей по всем его техническим характеристикам, разнообразностью производимых форм, а также сравнительной дешевизной его производства:
- Как тепло-, звуко- и гидроизоляция элементов различных строительных конструкций (фундаментов, полов, стен и кровли, вентиляционных систем),
- Как изолирующий материал в автомобиле- и приборостроении (для отделки салона автомобилей, судовых кают, шумоизоляции военной техники),
- Для уплотнения элементов дверей, стеклопакетов, подложки под ламинат и в сочетании с другими изолирующими продуктами,
- Как формообразующий и изолирующий материал в производстве спортивного инвентаря, рюкзаков и защитных шлемов,
- В качестве транспортировочной упаковки для обуви, различного оборудования, бытовой техники и многого другого.
Источник