Теплопроводность пены монтажной

Монтажная пена как утеплитель

Монтажные пены предназначены обычно для герметизации швов при монтаже оконных и дверных блоков и заполнения небольших пустот

[ Нажмите на фото
для увеличения ]

Монтажная пена — однокомпонентный полиуретановый полимер с газом, который вытесняет его из баллона. Монтажная пена как утеплитель используется во многих строительных конструкциях.

Использование теплоизоляционных свойств монтажной пены при монтаже оконных и дверных проемов

После выхода из баллона пена увеличивается в объеме и заполняет предоставленное ей пространство для запенивания. Полимеризация цены происходит за счет контакта с влагой в атмосферном воздухе. Пена имеет открытоячеистую структуру с не более чем 50% закрытых пор. В результате реакции полимера с влагой происходит выделение углекислого газа, которым заполнена половина ячеек пены, а другая половина заполнена воздухом. Коэффициент теплопроводности монтажной пены, как правило, не больше 0,033-0,04 Вт/м*С.

Монтажные пены предназначены обычно для герметизации швов при монтаже оконных и дверных блоков и заполнения небольших пустот.

Традиционно установка окна подразумевает следующее: крепление блока в проем, запенивание шва монтажной пеной, выполнение откосов подоконников и других конструктивных элементов. Нередко бывает, что лишняя пена обрезается для проведения дальнейших работ, например, оштукатуривания откосов, и соответственно значительно увеличивается количество открытых ячеек. Если шов выполнен не по ГОСТу, без необходимой гидро- и пароизоляции, то зимой влажность и пар из помещения будут постепенно замещать воздух в ячейках пены, пар будет диффундировать наружу постепенно и значительно снижая теплоизоляционные свойства пены. Летом процесс насыщения влагой будет продолжаться с другой стороны, со стороны дождя, может прибавиться процесс разрушения пены под влиянием УФ-лучей. В результате шов начнет промерзать и станет мостиком холода.

Для более полного сохранения теплоизоляционных свойств монтажной пены, как утеплителя при установке оконных и дверных блоков, разработаны технологические нормы, регулирующие устройства монтажного шва с использованием монтажной пены. В качестве теплоизолирующего слоя повсеместно сейчас применяется монтажная пена при условии стопроцентного сохранения поверхностного слоя неповрежденным. Иногда допустима срезка излишков, но только с внутренней стороны и только с устройством с этой стороны сплошного контура пароизоляции.

Монтажная пена как утеплитель

Использование монтажной пены как утеплителя — удовольствие дорогое. Существует много теплизолирующих материалов гораздо дешевле по цене, например, экструдированный пенополистирол. В частном домостроении при теплоизоляции небольших участков пену можно использовать, она обеспечивает прекрасное бесшовное, долговечное и монолитное покрытие без мостиков холода, наносить которое к тому же очень просто. Один баллон монтажной пены с выходом 50-60 л утеплит поверхность в 1 кв м толщиной слоя 4-8 см.

Качественное утепление пеной: особенности и преимущества

Утеплять дом пеной достаточно легко и не затратно с финансовой точки зрения Одним из наиболее эффективных способов термоизоляции жилых и производственных помещений считается утепление пеной. Использовать этот способ можно как при строительстве своего дома, так и при обустройстве или ремонтных работах в квартире. Выполнить такую работу можно вызвав специалистов или же своими руками. Главное, правильно подобрать утеплитель.

Распространенный пенный утеплитель: преимущества и недостатки

В огромном разнообразии товаров для теплоизоляции стен, особое место занимают пенные утеплители. Как правило, это специальные полимеры или пластмассы с пористой структурой. Качество такой монтажной пены и ее жесткость в целом зависит от процентного соотношения закрытых и отрытых пор.

Преимущества пенного утеплителя:

• Экологичность покрытия, без выделения вредных для человека веществ,
• Отсутствие ограничений по сроку эксплуатации,
• Выступает в роли антисептика для деревянных поверхностей, защищая их от грибка и гниения,
• Металлические поверхности становятся защищенными от коррозии,
• Высокая степень звукоизоляции,
• Нет необходимости дополнительно заниматься гидро- и пароизоляцией,
• Обладает хорошей адгезией, независимо от площади и структуры поверхностей,
• Экономный расход материала, благодаря свойству расширения,
• «Не боится» огня – только плавится,
• Низкая теплопроводность,
• Равномерно ложится, не создавая швов.

Пенный утеплитель можно приобрести в любом строительном магазине

Но, несмотря на все свои положительные свойства, утеплительная пена имеет некоторые недостатки:

• Использовать такой утеплитель на внутренних поверхностях стен можно только в случае свободного доступа к воздуху, иначе утеплитель не затвердеет,
• При длительном контакте с водой пеноутеплитель может прийти в негодность,
• Покрытую пеной поверхность нужно обязательно облицовывать, иначе солнечный свет может разрушить изоляционный слой,
• Высокая стоимость.

Взвешивая все «за» и «против» можно прийти к выводу, что, несмотря на выявленные недостатки, пенный утеплитель все же обладает большим количеством достоинств, поэтому отлично подходит для теплоизоляции жилых или производственных помещений.

Теплопроводность монтажной пены и другие ее свойства

Теплоизоляционная пена представляет собой некие полимеры, находящиеся в жидком состоянии, которые после взаимодействия с воздухом почти моментально застывают, образовывая надежный теплоизоляционный слой.

Теплопроводность монтажной пены в уже затвердевшем состоянии в несколько раз ниже, чем этот же коэффициент у других утеплителей. Достигается это за счет отсутствия швов и однородной, плотной структуры.

Кстати, паропроницаемость у пенных утеплителей довольно низкая, что может вызвать некий эффект «термоса». Чтобы этого избежать в помещении должна функционировать хорошая вентиляция.

Что касается сохранности тепла и шумоизоляции, пенные утеплители могут «похвастаться» более высокими показателями, чем другие теплоизоляционные материалы.

Самые популярные на сегодня виды пенных утеплителей:

1. Пенополиуретан (ППУ) – вид пенистого утеплителя, продающегося в баллонах. Напыляется обычно тонким слоем, заполняя все нужные пустоты. Для лучшего утепления можно наносить в несколько слоев. Поверхность для нанесения ППУ в предварительной обработке не нуждается.
2. Монтажнаяпена – внешне чем-то напоминает полиуретан. Отлично подходит для герметезации трещин кровли, появившихся пустот вокруг труб, а также после установки окон и дверей. Может при необходимости склеивать различные элементы.
3. Пенобетон – в его состав входит песок, цемент и пенистый преобразователь. Для использования такого утеплителя вначале ставится опалубка, а затем заливается раствор специальным шлангом. Этот материал отлично скрывает звуки, держит тепло и совершенно не боится огня.
4. Эковата – утеплитель, изготавливаемый из макулатуры и прочих отходов бумажной промышленности. Считается один из самых экологичных утеплителей. По своим свойствам не уступает монтажной пене или другим пенистым теплоизоляционным материалам.

Среди преимуществ монтажной пены стоит отметить длительный срок службы и хорошие теплоизоляционные свойства

Изучив все основные характеристики пенных утеплителей можно выбрать именно тот, который идеально подойдет для утепления конкретного дома, чердака, фасадов, крыши.

Качественный утеплитель в баллонах: особенности полиуретана

ППУ – один из популярнейших видов теплоизоляционных материалов, производимых в баллончиках. Что же нужно еще про него знать?

Особенности и свойства ППУ:

• Качества этого утеплителя напрямую зависят от его состава и находящихся в нем добавок,
• С помощью полиуретана можно быстро и без особых сложностей утеплить конструкцию любой конфигурации,
• Этот материал не боится химического воздействия щелочи или кислоты, способен противостоять сырости, не по зубам насекомым и грызунам.

Стоит иметь в виду, что из-за своей низкой паропроницаемости полиуретановая пена с закрытыми ячейками может привести к появлению сырости на поверхности кровли или стен.

Правда, как вариант можно использовать «Экопен» – один из разновидностей пенополиуретана. С его помощью можно спокойно утеплить стены и кровлю, причем с повышенными показателями паропроницаемости. Эко-пен отлично себя проявит при утеплении потолка, чердачных или межэтажных перекрытий.

Но следует иметь в виду, что применение «Экопена» не предназначено для наружного утепления здания без защитного покрытия, так как это довольно чувствительный материал к воздействию осадков и механическим нагрузкам.

Самостоятельное утепление крыши пеной: способы работ

Качественно выполненная теплоизоляция крыши – это гарантия того, что зимой не придется мерзнуть и использовать дополнительные источники тепла, чтобы согреться.

Перед началом утепления крыши пеной, ее нужно очистить от мусора и пыли

Существуют два способа утепления крыши:

В первом случае жидкий утеплитель, которые заливают в нужные места, можно использовать практически на любой поверхности. Этот метод отлично подходит к проведению работ на кровлях старых домов или в процессе реставрации, когда утепляющий материал не должен много весить. Полиуретан отлично подходит для таких целей.

Теплоизоляция в данном случае получается надежная и прочная, герметизация на высшем уровне. При желании толщину слоя всегда можно отрегулировать.

Второй метод представляет собой напыление пены специальным оборудованием. Иногда нанесенных слоев бывает два. Такая двойная защита обычно применятся для звукоизоляции крыш сложной конфигурации и уменьшения воздействия внешних факторов окружающей среды.

Пенные утеплители прекрасно подходят для блочных или панельных домов. Также их можно использовать для стен из самых различных материалов. Прежде чем определиться с каким-то одним видом пеноутеплителя – лучше изучить характеристики каждого вида и посоветоваться со специалистом. Грамотный выбор пены – половина пути к теплому, надежно защищенному от морозов, дому.

Пена монтажная технические характеристики, применение

Автор: stroitelinfo · Опубликовано 25.07.2015 · Обновлено 11.03.2019

Пена монтажная одно или двухкомпонентный материал

на основе пенополиуретана, используемый для заполнения стыков, швов в монтажно-строительных работах. Выполняет функции герметизации, теплоизоляции, шумопоглощения, фиксирования.

Среди популярных производителей пены монтажной, отличающиеся хорошим сцеплением, однородной структурой, заявленным выходом пены, лидируют европейские бренды.

Финская монтажная пена Макрофлекс является одним из самых известных, универсальных и доступных продуктов. К числу зарекомендовавших себя и качественных марок можно отнести Tytan (Польша), Penosil (Эстония), Soudal (Бельгия).

Пена монтажная: состав

На рынке монтажная пена представлена однокомпонентными и двухкомпонентными смесями. При этом подавляющая его доля принадлежит однокомпонентному герметику. Пена монтажная гост, состав и технические характеристики.

Пена включает в себя две главных составляющих – МДИ и полиолы. Смешиваясь в напорном баллоне, они превращаются в однокомпонентный жидкий преполимер. При выходе из емкости под действием выталкивающего газа (пропеллента), вещество вступает в реакцию полимеризации с молекулами воды, находящимися в естественно влажном воздухе.

Происходит вспенивание, расширение объема массы в 3 и более раз, и образование плотноэластичного прочного вещества пористой структуры – пенополиуретана. Для завершения реакции и полного отверждения потребуется около 24 часов.

В двухкомпонентном составе к основе (преполимер) добавляется активатор. Находясь в одном баллоне, они разделены затвором и не смешиваются. При снятии замка наступает активация и стремительная полимеризация, не зависящая от влажности воздуха. Масса начинает сразу же затвердевать уже в емкости.

Процесс длится от трех до десяти минут. За это короткое время нужно успеть использовать весь состав. До окончательного затвердения пенного наполнителя проходит 4 часа. Учитывая необходимость быстрых умелых манипуляций работать с этим продуктом целесообразно специалистам. Пена монтажная технические характеристики и свойства.

Помимо основы и смеси сжиженных газов (пропан-бутановой), для придания определенных свойств (огнестойкости, усиления адгезии) в состав пены вводят различные добавки: стабилизаторы, пластификаторы, ПАВ и другие.

Эксплуатационные свойства

Монтажная пена: первичное расширение

Это полезное увеличение объема после нанесения вспененной массы в зазор. Благодаря наличию расширения, специалисты рекомендуют заполнять стыки и швы на треть.

Увеличившийся объем займет все пространство и уплотнит саму пену, создавая ей свойства надежного фиксатора и демпфера.

Монтажная пена: вторичное расширение и усадка

Негативными последствиями можно считать вторичное расширение или усадку после полимеризации верхнего слоя.

Качественная монтажная пена после завершения полимеризации поверхностного слоя в идеале представляет собой стабильную инертную массу постоянного объема. На деле часто из-за нарушений технологии применения (увеличение температуры среды, неочищенная поверхность, постороннее физическое воздействие) и некачественного состава может произойти вторичное изменение объема — либо его последующее увеличение, либо усадка.

Монтажная пена вторично расширяется за счет распирающего давления на конструкции может деформировать, изменить геометрию оконных блоков, дверных коробок, перегородок. Усадка даст негерметичное заполнение щелей и слабое уплотнение, что потребует повторных работ по изоляции. Коэффициент усадки для лучших образцов близок к 5%.

Скорость полимеризации

Высыхание поверхностного слоя при относительной влажности 65% и температуре 20°С наступает через 20 мин., то есть за это время происходит набор полезного объема выпущенной пены. Через 4 часа герметик можно обрезать. На полное отвердение пенополиуретана понадобится до 24 часов.

Адгезия

Характеризуется отличным сцеплением с большинством строительных поверхностей: деревом, бетоном, металлом, стеклом, камнем, ПВХ. Пена монтажная прекрасно держится на плоскостях с любой шероховатостью и кривизной. Однако отсутствуют адгезивные свойства с инертными и маслянистыми основами – полиэтиленом, силиконом, а также льдом.

Теплостойкость

Обычная отвердевшая монтажная пена, относящаяся к классу В3 по немецкому стандарту DIN 4102, спокойно выдерживает температуры от -40° до 90°С, кратковременно 130°С.

Образцы, маркированные классом В2, самозатухающиеся, не горят.

Класс В1, к которому относится огнестойкая монтажная пена, является устойчивым к возгоранию. Такой материал огнестоек до 240 минут.

Боязнь УФ-лучей

Полиуретановая основа пены устойчива к воздействию многих химических веществ, влаге, гнилостным бактериям, но под действием ультрафиолетового излучения быстро темнеет и разрушается.

Поэтому требует защиты в виде нанесения слоев грунтовки, покраски, другим способом, исключающим прямой контакт полимера с солнечным светом.

Пена монтажная: виды

По способу исполнения монтажные пены делятся на:

профессиональные,

стандартные (бытовые).

Профессиональный образец снабжен клапаном и кольцом, конструкция которого позволяет работать используя специальный пистолет для монтажной пены. Это устройство может регулировать выход пенного состава, проникать в труднодоступные места, экономя расход сырья. Баллоны выпускаются емкостью 1000 мл для больших объемов проводимых работ. Структура застывшего полимера мелкоячеистая, однородная, вторичное расширение либо отсутствует, либо очень мало. В отличии от бытовой пены является более плотной, следовательно более качественная работа стыка, по этому профессиональные установщики используют именно профессиональную пену.

Бытовые экземпляры комплектуются пластиковой трубкой с рычагом, открывающим клапан. Производятся меньшей емкости, стоят значительно дешевле, просты в использовании. Неизрасходованный полностью состав пригоден в течение месяца.

Случается, что производитель предъявляет меньшие требования к этому виду продукта. Вследствие этого у застывшего герметика данного вида можно наблюдать образование раковин, неоднородность, значительное вторичное расширение.

По применению в зависимости от температуры окружающей среды выделено три вида изоляционного материала:

• летние с диапазоном температур от +5°C до +30°C,
• зимние, от -18°C до +25°C,
• всесезонные, от -10°C до +25°C.

Соблюдение этих температурных режимов при использовании каждого вида герметика позволит получить большой выход монтажной пены и быстрое отверждение.

Монтажная пена — существуют специальные виды с улучшенными свойствами:

• пена монтажная огнестойкая — пожаростойкий (класс B1 DIN 4102),
• с универсальной системой нанесения (пистолет плюс трубка),
• с усиленной крепежной функцией (пена-цемент).

Как утеплить дом монтажной пеной? Советы от профессионалов

Утепление монтажной пеной используется уже давно. Метод не нов. Хорошо изучена технология, апробированы материалы. Известны достоинства и недостатки. Преимуществ больше, потому данным способом утепления пользуются в строительстве и при ремонте.

Утепление дома монтажной пеной: плюсы и минусы

1. Такой утеплитель – биологически чистый материал. Он ничего вредного в атмосферу не выделяет.

2. При утеплении стен, пола, потолка монтажной пеной не нужно тратиться на дополнительные гидроизоляционные материалы.

3. Пенистый утеплитель долгие годы сохраняет свои технические характеристики. Срок эксплуатации исчисляется десятками лет.

4. Монтажная пена имеет высокие показатели адгезии к различным материалам. Нанесенная на деревянные поверхности, она еще и защищает их от гниения и грибкового поражения. Металл, покрытый пенистым утеплителем, устойчив к коррозийным процессам.

5. Теплопроводность монтажной пены в застывшем состоянии ниже в несколько раз, чем теплопроводность других утеплителей. Швов в пенистом покрытии нет. Структура плотная и однородная. Потому потери тепла минимальны.

6. У пенных утеплителей высокие показатели шумоизоляции.

Теперь о недостатках:

1. Утепление стен монтажной пеной внутри помещения должно производиться в условиях свободного доступа воздуха. В некоторых случаях обеспечить выполнение данного требования сложно.

2. Пенный утеплитель необходимо закрывать каким-либо облицовочным материалом. А это — дополнительные траты.

3. Монтажная пена стоит недешево. Для утепления придется купить не один баллон.

Выполнение работ

Каждая строительная манипуляция начинается с подбора материалов и инструментов. В принципе, может подойти любая монтажная пена в качестве утеплителя. «Любая» — это качественная, профессиональная. Возиться с бытовыми баллончиками не имеет смысла на больших участках работы.

Но при выборе материала важно учитывать особенности здания, которое планируется утеплить. К примеру. Если нужно обрабатывать стену, межэтажное перекрытие или потолок в месте выхода печной трубы, дымохода, то покупаем термостойкую монтажную пену. Это обязательное условие.

Инструменты

Еще раз повторимся: с помощью баллонов утеплять нет смысла. Никто этим не занимается. Даже пистолеты для монтажной пены не подойдут. Нужно специальное устройство для распыления вещества.

Стоит оно дорого. Для утепления многочисленных домов заказчикам (за деньги) его желательно приобрести. Для выполнения одноразовой работы – можно взять в аренду.

Устройство для распыления монтажной пены подает продукт в распылитель под давлением. Оттуда – на поверхность. Интенсивность подачи контролируется пользователем (переключатель находится около сопла). Потому перед применением рекомендуется апробировать машину, настроить удобный уровень распыления.

Этапы работ

Утеплять здания монтажной пеной рекомендуется в защитных костюмах, перчатках и масках, в хорошо проветриваемых помещениях. Участок работы все-таки большой. А выделяемые пеной летучие вещества опасны для органов дыхания.

1. Подготовка поверхности.

Удаляем всю грязь, пыль. Чистую поверхность увлажняем. Для хорошей адгезии монтажной пены нужна высокая влажность. Для увлажнения можно воспользоваться грунтовкой, разбавленной водой в пропорции 1:1.

Рекомендуется также прибить к поверхности рейки с определенным шагом. Так легче контролировать количество наносимой пены. А у самого монтажного герметика будет больше площадь для адгезии.

2. Нанесение пены.

Монтажную пену распыляют порционно, тщательно заполняя все полости, стыки. Работа ведется в направлении снизу-вверх.

Когда вещество полностью отвердеет, поверхность считается утепленной.

3. Финишная обработка.

Отвердевшую монтажную пену в открытом виде оставлять не рекомендуется. Ее нужно зашить или зашпаклевать.

Монтажная пена «Макрофлекс» — технические характеристики

Строительная индустрия не стоит на месте, выпускаются более совершенные и универсальные материалы, призванные заменить устаревшие технологии. К таким материалам относится и монтажная пена, которая пришла на смену различным шовным заполнителям и смесям. С ее помощью удается быстро и надежно произвести монтаж очень многих строительных конструкций, чего невозможно было бы добиться путем применения других компонентов.

Среди множества разновидностей монтажной пены, выпускаемой различными производителями, следует особо выделить пену Макрофлекс 750 мл, характеристики которой не позволяют усомниться в ее высоком качестве. Учитывая также ее доступную стоимость, можно заключить, что данный продукт является одним из лидеров по популярности среди множества подобных брендов. Рассмотрим характеристики, особенности, методы использования и сферы применения пены Макрофлекс 750 мл более подробно.

Назначение пены Макрофлекс

Полиуретановый герметик, как еще можно назвать монтажную пену, выпускается в баллонах различной емкости. Составные части герметика — предполимер и вытесняющий газ (пропеллент). При выходе предполимера из баллона происходит его застывание в результате взаимодействия с воздухом. Результатом застывания является образование достаточно жесткого пенополиуретана, проникшего в щели, углубления, отверстия. Отсюда вытекает и назначение пены Макрофлекс:

1. Герметизация стыков, щелей, отверстий.
2. Заполнение пустот в материале.
3. Склеивание между собой нескольких материалов.
4. Теплоизоляция и звукоизоляция различных поверхностей и помещений.

Существует несколько разновидностей пены Макрофлекс. Пена для бытового использования имеет присоединяемую пластиковую трубку, через которую осуществляется ее выход из баллона. Профессиональный вариант имеет специальный выход для присоединения монтажного пистолета. Кроме того, у профессиональной пены больший выход готового состава, и стоит она дороже.

Свойства пены Макрофлекс

Можно выделить такие свойства и особенности пены Макрофлекс 750 мл:

• Прекрасная адгезия с любыми твердыми материалами. Лучше всего жидкий состав взаимодействует с бетоном, кирпичом, деревянными поверхностями, стеклом, пластиком, металлом, ячеистыми бетонами.
• Для получения максимально надежного соединения желательно обеспылить рабочую поверхность. Например, смочить ее. Однако наличие на поверхности льда или инея отрицательно скажется на качестве соединения.
• Любые атмосферные воздействия не могут причинить вреда застывшей пене Макрофлекс. Отрицательно на нее действует лишь УФ-излучение, под действием которого пенополиуретан постепенно разрушается и начинает крошиться. Отсюда исходит обязательное условие, которое следует соблюдать при монтаже наружных конструкций. Застывшие швы необходимо закрыть каким-либо материалом. Это могут быть металлические, деревянные, пластиковые наличники или углы, а также штукатурка, цементный раствор или краска.
• Использовать Макрофлекс рекомендуется для заполнения щелей, не менее 0,5 см и не более 8 см. В слишком узкие щели состав может не проникнуть на нужную глубину, а стенки слишком широких щелей не смогут удержать тяжелую вязкую массу.
• Жидкая, только нанесенная пена, имеет несильный запах полиуретана. После застывания запахи отсутствуют.
• Застывшая масса чувствительна к высокой влажности. Водопоглощение Макрофлекс 750 мл составляет 10 %. То есть, при длительном нахождении в воде материал напитывается водой, которая постепенно проникает в ячейки и разрушает их.
• Застывшая пена Макрофлекс не является токсичной и вредной для человека. Посторонние выделения с ее поверхности отсутствуют.

Технические характеристики Макрофлекс 750 мл

Перечислим характеристики, соответствующие монтажной пене Макрофлекс 750 мл:

1. Применение Макрофлекса ограничивается температурным режимом. Рекомендуется использовать пену, если температура воздуха составляет не менее +5 градусов. Можно использовать специальный состав для зимних работ, но нужно учитывать, что при низких температурах Макрофлекс долго застывает и заполняет собой меньший объем.
2. Максимальное время полного застывания нанесенного состава — 24 часа. При температуре более +20 градусов время застывания может сокращаться до 1,5 ч.
3. Термостойкость пены — 55 +100 градусов.
4. Плотность затвердевшего состава — 25-35 кг/кубометр.
5. Температура горения Макрофлекс — 400 градусов.
6. Огнестойкость застывшего пенополиуретана — В3 (по DIN 4102).
7. Выход пены — 20-50 л, в зависимости от веса содержимого. Подсчитано, что, при равных характеристиках, продукция Макрофлекс способна обеспечить выход пены на 10 % больше, чем у подобных продуктов других фирм.
8. Прочность на растяжение и сжатие — 3 Н/см².
9. Срок хранения в баллоне — не более 15 месяцев. Хранить пену рекомендуется только в вертикальном положении во избежание потери баллоном герметичности. Температура хранения не менее +5 градусов. Запрещается хранение баллонов под прямыми солнечными лучами.

Где применяется Макрофлекс

Среди областей применения Макрофлекс 750 мл следует отметить такие направления:

• Заделка пустот и углублений на стеновых поверхностях в процессе выполнения ремонта помещений.
• Герметизация пустот при монтаже канализационных, водопроводных и климатических систем, установке новых окон, подоконников и дверей.
• Заполнение швов при кровельных и штукатурных работах.
• Утепление поверхностей, так как застывший пенополиуретан является пористым материалом с низкой теплопроводностью.

Как использовать пену Макрофлекс

Приведем некоторые рекомендации по практическому применению пены Макрофлекс 750 мл:

• Если предполагается использовать пену при отрицательных температурах, необходимо занести баллон в теплое помещение для его согревания.
• Перед использованием баллон следует хорошо взболтать для равномерного распределения состава внутри емкости.
• Поверхности, на которые будет наноситься пена, желательно увлажнить водой посредством распылителя.
• На носик баллона надевается трубка, после чего баллон переворачивается вверх дном. В таком положении осуществляется работа. Если используется монтажный пистолет, то баллон вставляется в него также вверх дном.
• При заполнении вертикальных щелей вести баллон следует снизу вверх, а щели заполнять на треть от их глубины. Макрофлекс в процессе расширения заполнит их полностью.
• После заделки всех пустот и щелей необходимо дать составу время для застывания. Летом процесс твердения проходит в несколько раз быстрее, нежели зимой.
• После окончательного застывания производится обрезание излишков пенополиуретана. Делается это с помощью острого ножа. Если в процессе обрезания внутри твердой массы будет обнаружен незастывший состав, то это свидетельствует о неоконченном процессе полимеризации. Необходимо дождаться его полного затвердевания.

По своим техническим характеристикам и возможностям пена Макрофлекс 750 мл способна обеспечить высокое качество любых строительных и монтажных работ. При правильном использовании ее свойства сохраняются неизменными на протяжении многих лет.

утеплитель в баллонах, утепление крыши, теплопроводность монтажной пены, ППУ для стен

Утеплять дом пеной достаточно легко и не затратно с финансовой точки зрения Одним из наиболее эффективных способов термоизоляции жилых и производственных помещений считается утепление пеной. Использовать этот способ можно как при строительстве своего дома, так и при обустройстве или ремонтных работах в квартире. Выполнить такую работу можно вызвав специалистов или же своими руками. Главное, правильно подобрать утеплитель.

Распространенный пенный утеплитель: преимущества и недостатки

В огромном разнообразии товаров для теплоизоляции стен, особое место занимают пенные утеплители. Как правило, это специальные полимеры или пластмассы с пористой структурой. Качество такой монтажной пены и ее жесткость в целом зависит от процентного соотношения закрытых и отрытых пор.

Преимущества пенного утеплителя:

• Экологичность покрытия, без выделения вредных для человека веществ;
• Отсутствие ограничений по сроку эксплуатации;
• Выступает в роли антисептика для деревянных поверхностей, защищая их от грибка и гниения;
• Металлические поверхности становятся защищенными от коррозии;
• Высокая степень звукоизоляции;
• Нет необходимости дополнительно заниматься гидро- и пароизоляцией;
• Обладает хорошей адгезией, независимо от площади и структуры поверхностей;
• Экономный расход материала, благодаря свойству расширения;
• «Не боится» огня – только плавится;
• Низкая теплопроводность;
• Равномерно ложится, не создавая швов.

Пенный утеплитель можно приобрести в любом строительном магазине

Но, несмотря на все свои положительные свойства, утеплительная пена имеет некоторые недостатки:

• Использовать такой утеплитель на внутренних поверхностях стен можно только в случае свободного доступа к воздуху, иначе утеплитель не затвердеет;
• При длительном контакте с водой пеноутеплитель может прийти в негодность;
• Покрытую пеной поверхность нужно обязательно облицовывать, иначе солнечный свет может разрушить изоляционный слой;
• Высокая стоимость.

Взвешивая все «за» и «против» можно прийти к выводу, что, несмотря на выявленные недостатки, пенный утеплитель все же обладает большим количеством достоинств, поэтому отлично подходит для теплоизоляции жилых или производственных помещений.

Теплопроводность монтажной пены и другие ее свойства

Теплоизоляционная пена представляет собой некие полимеры, находящиеся в жидком состоянии, которые после взаимодействия с воздухом почти моментально застывают, образовывая надежный теплоизоляционный слой.

Теплопроводность монтажной пены в уже затвердевшем состоянии в несколько раз ниже, чем этот же коэффициент у других утеплителей. Достигается это за счет отсутствия швов и однородной, плотной структуры.

Кстати, паропроницаемость у пенных утеплителей довольно низкая, что может вызвать некий эффект «термоса». Чтобы этого избежать в помещении должна функционировать хорошая вентиляция.

Что касается сохранности тепла и шумоизоляции, пенные утеплители могут «похвастаться» более высокими показателями, чем другие теплоизоляционные материалы.

Самые популярные на сегодня виды пенных утеплителей:

1. Пенополиуретан (ППУ) – вид пенистого утеплителя, продающегося в баллонах. Напыляется обычно тонким слоем, заполняя все нужные пустоты. Для лучшего утепления можно наносить в несколько слоев. Поверхность для нанесения ППУ в предварительной обработке не нуждается.
2. Монтажная пена – внешне чем-то напоминает полиуретан. Отлично подходит для герметезации трещин кровли, появившихся пустот вокруг труб, а также после установки окон и дверей. Может при необходимости склеивать различные элементы.
3. Пенобетон – в его состав входит песок, цемент и пенистый преобразователь. Для использования такого утеплителя вначале ставится опалубка, а затем заливается раствор специальным шлангом. Этот материал отлично скрывает звуки, держит тепло и совершенно не боится огня.
4. Эковата – утеплитель, изготавливаемый из макулатуры и прочих отходов бумажной промышленности. Считается один из самых экологичных утеплителей. По своим свойствам не уступает монтажной пене или другим пенистым теплоизоляционным материалам.

Среди преимуществ монтажной пены стоит отметить длительный срок службы и хорошие теплоизоляционные свойства

Изучив все основные характеристики пенных утеплителей можно выбрать именно тот, который идеально подойдет для утепления конкретного дома, чердака, фасадов, крыши.

Качественный утеплитель в баллонах: особенности полиуретана

ППУ – один из популярнейших видов теплоизоляционных материалов, производимых в баллончиках. Что же нужно еще про него знать?

Особенности и свойства ППУ:

• Качества этого утеплителя напрямую зависят от его состава и находящихся в нем добавок;
• С помощью полиуретана можно быстро и без особых сложностей утеплить конструкцию любой конфигурации;
• Этот материал не боится химического воздействия щелочи или кислоты, способен противостоять сырости, не по зубам насекомым и грызунам.

Стоит иметь в виду, что из-за своей низкой паропроницаемости полиуретановая пена с закрытыми ячейками может привести к появлению сырости на поверхности кровли или стен.

Правда, как вариант можно использовать «Экопен» – один из разновидностей пенополиуретана. С его помощью можно спокойно утеплить стены и кровлю, причем с повышенными показателями паропроницаемости. Эко-пен отлично себя проявит при утеплении потолка, чердачных или межэтажных перекрытий.

Но следует иметь в виду, что применение «Экопена» не предназначено для наружного утепления здания без защитного покрытия, так как это довольно чувствительный материал к воздействию осадков и механическим нагрузкам.

Самостоятельное утепление крыши пеной: способы работ

Качественно выполненная теплоизоляция крыши – это гарантия того, что зимой не придется мерзнуть и использовать дополнительные источники тепла, чтобы согреться.

Перед началом утепления крыши пеной, ее нужно очистить от мусора и пыли

Существуют два способа утепления крыши:

• Заливка;
• Напыление.

В первом случае жидкий утеплитель, которые заливают в нужные места, можно использовать практически на любой поверхности. Этот метод отлично подходит к проведению работ на кровлях старых домов или в процессе реставрации, когда утепляющий материал не должен много весить. Полиуретан отлично подходит для таких целей.

Теплоизоляция в данном случае получается надежная и прочная, герметизация на высшем уровне. При желании толщину слоя всегда можно отрегулировать.

Второй метод представляет собой напыление пены специальным оборудованием. Иногда нанесенных слоев бывает два. Такая двойная защита обычно применятся для звукоизоляции крыш сложной конфигурации и уменьшения воздействия внешних факторов окружающей среды.

Преимущества утепления пеной (видео)

Пенные утеплители прекрасно подходят для блочных или панельных домов. Также их можно использовать для стен из самых различных материалов. Прежде чем определиться с каким-то одним видом пеноутеплителя – лучше изучить характеристики каждого вида и посоветоваться со специалистом. Грамотный выбор пены – половина пути к теплому, надежно защищенному от морозов, дому.

Добавить комментарий

О влиянии воды на теплопроводность монтажной пены

Разумеется, попадание в монтажную пену 1 миллиграмма воды вряд ли приведет к нарушению теплозащиты помещения. Однако определенное критическое значение влагонакопления для монтажной пены все же существует. Сколько оно составляет, мы найти в результатах исследований монтажных или межпанельных швов не смогли, поэтому была вероятность, что для существенного изменения теплотехники необходимо промочить пену таким количеством воды, которого она никогда не наберет в реальных условиях. Целью описанного далее исследования как раз и являлась проверка этого факта.

Так как проверка с помощью расчета сложна и потому вряд ли будет интересна широким массам Читателей, мы приведем описание эксперимента, который позволил ответить на поставленный вопрос.

Суть проведенного эксперимента состояла в том, что образец монтажной пены промочили путем моделирования самого простого способа, по которому вода может попасть в пену – путем дождевания. Далее, этот образец пены помещался над источником «холода» — над емкостью со льдом, охлажденным до температуры -20°С. Через 1 час выдержки над источником холода с помощью тепловизора определялась температура поверхности монтажной пены с обратной от источника холода стороны. Для того чтобы можно было сравнить значения температуры промокшей и сухой пены, половина образца во время дождевания была закрыта гидроизоляционной пленкой. С видео эксперимента Вы можете ознакомиться ниже.

Как можно увидеть, температура сухой и промоченной монтажной пены отличается на 12,5°С. Много ли это или мало? Оценить это можно следующим образом. Средняя температура на внутренней поверхности монтажной пены зимой составляет в районе 10…15°С. Уменьшение температуры на 12,5°С означает, что температура будет составлять -2,5…2,5°С, что практически гарантированно приведет к конденсации влаги на поверхности монтажной пены и в приграничной с внутренней поверхностью области. В свою очередь это приведет к смещению изотерм внутрь здания и дальнейшему промоканию, а затем и промерзанию монтажного шва.

Отметим, что падение температуры на 12,5 °С произошло при влагонакоплении, равном 16,8%. Подобные эксперименты, проведенные в разное время, показали, что в среднем падение температуры на 10°С (которую мы лично для себя определили как существенное) происходит при влагонакоплении, равном 13%. Такое количество воды может попасть в монтажную пену не только во время дождя, но даже за счет конденсации потока влажного воздуха, проходящего сквозь шов изнутри помещения наружу. Таким образом, мы однозначно определили, что даже небольшое влагонакопление в монтажной пене приводит к резкому снижению ее теплотехнических свойств.

* Коэффициент теплопроводности характеризует способность вещества проводить тепло. Например, если материал имеет низкий коэффициент теплопроводности, то он плохо пропускает сквозь себя тепло или холод. Поэтому материалы с низкой теплопроводностью (например, минеральная вата или пенобетон) используют для теплоизоляции.

Мифы о пенополиуретане (ППУ) | Утепление дома

В этой статье мы попробуем развеять некоторые из наиболее типичных и распространенных мифов о пенополиуретане (ППУ), как теплоизоляционном материале. Такое количество заблуждений может быть частично связано с тем, что существует большое количество типов и разновидностей ППУ, которые с каждым годом, в силу своих непревзойденных характеристик и свойств становятся все популярнее и популярнее на рынке теплоизоляционных материалов, а также в сфере утепления жилых и промышленных зданий и сооружений.

МИФ №1. ППУ – «новичок» в теплоизоляции.

Пенополиуретан был открыт в 1937 году немецким ученым-химиком Отто Байером и его командой.

Рис. Профессор Отто Байер

Благодаря работам профессора Отто Байера в 1940-х в Германии пенополиуретан (ППУ) начали использовать в военной и авиационной промышленности. Как только полиизоцианат (один из компонентов для производства ППУ в заливочных и напыляемых системах) стал коммерческим продуктом, а это произошло в 1952 году, началось массовое использование ППУ в качестве теплоизоляционного материала.
В 60-х годах 20 века ППУ стали использовать в качестве изоляции холодильных и морозильных камер. А в конце 60-х начале 70-х годов в Германии ППУ стали использовать для внешней теплоизоляции стен и крыш жилых зданий и сооружений.

Таким образом, ППУ, как продукт, известен уже более 70 лет, а как эффективный утеплитель — уже  более полвека.

МИФ №2. По поверхности, покрытой ППУ, нельзя ходить.

По поверхности, покрытой ППУ, ходить МОЖНО (даже если вы не ниндзя, которые способны пройти и по рисовой бумаге). Тут необходимо иметь в виду изоляционный слой из жесткого закрытоячеистого пенополиуретана плотностью более 25 кг/м3. Покрытие ППУ вполне способно выдержать вес среднестатистического человека. Просто не стоит делать это в обуви с каблуками.   Мы советуем обувь с мягкой подошвой, потому что любые твердые и острые предметы могут проткнуть и тем самым повредить поверхность ППУ.

Рис. Рабочий на крыше, покрытой ППУ

Если же Вы все-таки умудрились повредить изоляционный слой из ППУ, то поврежденный участок необходимо вырезать и заново запенить. Целостный покров ППУ может прослужить Вам минимум 30 лет, если защитить пенополиуретановый слой от негативного воздействия ультрафиолетовых лучей, например покрыв, обычной фасадной краской или полимерной мастикой или полимочевиной.

МИФ №3. Жесткий ППУ – это что-то вроде материала, из которого делают матрасы.

Рис. Матрас, наполнитель из эластичного пенополиуретана

Пенополиуретан, из которого делают матрасы и подушки (так называемый матрас или подушка с эффектом памяти или мемори-эффектом – то есть, способные принимать и сохранять очертания Вашего тела или же обычный «поролон») имеют мало общего с тем ППУ, которым мы изолируем поверхности.

Рис. Подушка с эффектом памяти

Хотя бы из тех соображений, что в качестве наполнителя матраса или подушки используется легая и эластичная пена с открытоячеистой структурой. Жесткий ППУ, используемый в качестве теплоизоляционного материала несоизмеримо прочнее, плотнее и более износостойкий, чем пена с мемори-эффектом.

МИФ №4. Жесткий ППУ – это то же самое, что и обычная монтажная пена.

Рис. Баллончик с монтажной пеной

Монтажная пена в специальных баллончиках, даже если она носит гордое название «профессиональной» монтажной пены также имеет мало общего с напыляемым или же заливочным жестким пенополиуретаном (ППУ), который используют при теплоизоляции. Монтажная пена — это однокомпонентный полиуретановый предполимер и газ, вытесняющий его из баллона. После выхода из баллона жидкий полиуретановый предполимер начинает многократно увеличивается в размере и таким образом плотно заполняет предоставленный ему зазор. Полимеризация монтажной пены происходит за счет реакции с влагой, присутствующей в атмосферном воздухе. В большинстве случаев монтажная пена имеет открытоячеистую структуру с количеством закрытых пор не более 50%, хотя многие производители и заявляют около 80% закрытых пор. Данная открытоячеистая структура монтажной пены заполнена наполовину углекислым газом СО2, который образовался в результате реакции предполимера с влагой и наполовину воздухом. Коэффициент теплопроводности у лучших образцов монтажной пены может достигать 0,033-0,04 Вт/(м*°С).

Рис. Напыление жесткого ППУ

Жесткие пенополиуретаны наносятся методами напыления или заливки — это всегда двухкомпонентные системы с количеством закрытых ячеек более 92%. У лучших ППУ-систем количество закрытых пор достигает 97-98%. Полимеризация двухкомпонентных жестких ППУ-систем происходит за счет реакции компонентов друг с другом. Получившийся изоляционный слой из жесткого ППУ имеет закрытоячеистую структуру. В каждой закрытой ячейке жесткого ППУ содержится, образовавшийся в результате реакции двух компонентов (полиола и полиизоционата) газ, с теплопроводностью гораздо ниже чем у воздуха. Коэффициент теплопроводности жесткого ППУ при этом достигает недостижимого значения для всех остальных изоляционных материалов — 0,019 Вт/(м*°С).

По своему назначению монтажные пены предназначены прежде всего для герметизации швов и зазоров при монтаже дверных и оконных блоков, заполнения небольших полостей и пустот в строительных конструкциях. В то время как жесткие ППУ предназначены для выполнения теплоизоляционных работ любого масштаба от утепления балконов и лоджий до изоляции складов и ангаров, промышленных морозильных камер и холодильников.

МИФ №5. ППУ – это дорого!

Возможно, утепление дома пенополиуретаном обойдется немного дороже традиционных способов утепления, однако выгоду вы почувствуете в ближайшие 2-3 года. ППУ наносится на изолируемую поверхность методом напыления или же заливается в полость, образованную «колодцевой» кладкой в виде жидкой композиции. Изоляционный слой равномерно распределяется по всей поверхности, затем происходит вспенивание и многократное увеличение пены в объеме. Пенополиуретановый слой создает прочную монолитную «скорлупу» без швов, стыков и зазоров, что в свою очередь исключает появления мостиков холода и возможных утечек драгоценного тепла. Напыляемый полиуретан является идеальным решением для самых разнообразных поверхностей и геометрических форм, потому что материал  обладает высокой адгезией к большинству строительных материалам, повторяет и адаптируется любые поверхности и сложные профили без образования стыков и зазоров.

Надежная и качественная теплоизоляция ППУ полностью исключает инфильтрацию и эксфильтрацию воздуха – все это значительно уменьшает затраты на отопление дома зимой и кондиционирование воздуха летом (как правило, минимум на 30%).

Если вы намереваетесь прожить в своем доме долго и счастливо, забыв при этом о проблемах с холодными стенами, то, конечно, более эффективным и действенным способом из всех ныне существующих будет выбрать утепление дома пенополиуретаном (ППУ). Изоляционный слой ППУ не деформируется и не трескается, а также не имеет усадки с течением времени. В этом случае вам не придется менять изоляционное покрытие в течение довольно длительного срока –  более 30 лет, и это не предел. Никакой традиционный способ теплоизоляции не даст таких гарантий и не будет столь выгоден.

МИФ №6. Теплоизоляция из ППУ недолговечна.

Если спросить у простого обывателя, какой материал для теплоизоляции он считает долговечным, то, увы, пенополиуретан – это последнее, что придет ему в голову. Однако, крыши, покрытые ППУ более 50 лет назад в Германии,  и до сих пор благополучно функционируют, вопреки бытующим мифам.  Теплоизоляция ППУ выдержала длительный тест временем – это факт. А значит, при надлежащем и довольно простом уходе, вполне сможет служить на протяжении всего срока эксплуатации дома.

МИФ №7. Пенополистирольные плиты – это не менее качественный способ изоляция, чем ППУ.

Рис. Пенополистирол

Это не совсем так. Неважно, проводите ли вы работы по укладке пенополистирольных плит сами или с помощью специальной бригады, все равно не удастся добиться такого высокого качества, как при использовании пенополиуретана. Теплоизоляционное покрытие ППУ изготавливается, можно сказать, прямо на месте и идеально ложится на изолируемую поверхность со всеми ее трещинами, изгибами, впадинами и прочими неровностями, создавая надежный монолитный барьер. Пенополистирольные плиты, при всех стараниях, невозможно подогнать друг к другу и положить так, чтобы не оставалось ни единого зазора, а это значительно снижает надежность и качество изоляции. К тому же по теплопроводности пенополистирол значительно уступает пенополиуретану.

Рис. Сферическая крыша, покрытая ППУ

МИФ №8. ППУ токсичен.

Еще один ни на чем не основанный миф в нашем списке. На самом деле ППУ – это просто видоизмененный пластик с миллионами крошечных пузырьков воздуха. И хотя формула ППУ разработана специально для теплоизоляции, сочетая в себе все лучшие для этого характеристики, такие как термостойкость, износостойкость, прочность и т.д., однако исходный материал тот же, что используется в большинстве холодильников и ортопедических матрасах. ППУ – абсолютно инертный материал, и является не более токсичным, чем мягкое сиденье  дивана или кресло вашего автомобиля.

Рис. Мягкое сидение дивана из эластичного ППУ

Сегодня на все используемые для теплоизоляции виды ППУ имеются необходимые гигиенические сертификаты и санитарно-эпидемиологические заключения, свидетельствующие о соответствии ППУ санитарным нормам и правилам, а также о безопасности пенополиуретана для здоровья человека.

МИФ №9. ППУ впитывает влагу.

Действительно эластичные ППУ впитывают влагу. Это обусловлено их открытоячеистой структурой. Поэтому изоляцию из открытоячеистого ППУ не рекомендуется использовать при наружном утеплении без дополнительного гидроизоляционного слоя. Жесткие ППУ — это плотный материал с «закрытыми порами». Другими словами, это пластик с миллионами крошечных замкнутых ячеек, не пропускающих влагу. Если бросить в воду кусок жесткого ППУ, он останется на поверхности воды, и ни одна капля не проникнет внутрь материала. По этой причине ППУ используют в сооружении флотационных доков и теплоизолируют корпусы морских судов.

Рис. Корпус катера, утепленного ППУ

Жесткий ППУ, используемый в теплоизоляции, исключает впитывание влаги и протечки, в противном случае, такой материал не может классифицироваться как жесткий ППУ. Если покрытие ППУ действительно поглощает влагу, то проблема не в качестве материала, а в качестве нанесения или оборудования, с помощью которого он наносился.

МИФ №10. ППУ является пищей для насекомых и грызунов.

То что изоляция из ППУ является пищей для насекомых и грызунов — самый распространенный миф о ППУ. Для развенчания этого мифа стоит сказать, что ни насекомые, ни грызуны не любят есть пенополиуретан. Более того ППУ — химически стойкое соединение, которое не растворяется даже в концентрированной соляной кислоте, а лишь набухает. Грызуны просто не смогут переварить ППУ в своих желудках. Если же Ваше жилище находится в опасной близости к местности, где обитает много грызунов, то существует реальная угроза проникновения в Ваш дом мышей и крыс.

Дело в том, что плохо утепленный дом всегда теряет тепло через малейшие зазоры и щели в конструкции. Это могут быть трещины в фундаменте, отверстия в стене для труб и электрической проводки, дверцы для домашних животных и многое другое. Мыши и крысы всегда чувствуют это тепло и идут на него в поисках более теплого и уютного жилища. К тому же вместе с теплом из дома доносятся ароматы приготовленной пищи и продуктовых запасов, перед которыми не устоит ни один грызун.

Если использовать в качестве теплоизолятора пенополиуретан, то после нанесения образуется бесшовный, монолитный изоляционный слой, который заполняет мельчайшие щели и трещины и надежно препятствует утечкам тепла из дома наружу. Помимо использования изоляции из ППУ для создания надежного барьера против крыс и мышей рекомендуется придерживаться простых правил:

1) Заполнить все имеющиеся полости, отверстия и щели стальной ватой или залить жестким пенополиуретаном.

2) Закрыть проходы, через которые могут проникнуть грызуны в дом мелкой алюминиевой или стальной сеткой.

3) Убрать от грызунов в зону недосягаемости пищевые продукты. Поместить продукты в герметичные, закрытые контейнеры.

4) Хранить бытовые отходы в стальных контейнерах с крышкой.

5) Ликвидировать в доме возможные места гнездования грызунов. Не оставляйте одежду скомканной на полу и в углах. Не оставляйте игрушки и обувь нагроможденные в кучи. Все эти места могут быть облюбованы грызунами.

И заведите наконец в доме кошку! 😉

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В течение последних нескольких десятилетий популярность ППУ значительно выросла и его стали широко использовать для утепления различных промышленных и жилых сооружений. Все больше и больше сознательных потребителей останавливают свой выбор на ППУ в пользу экономии электроэнергии, жилого пространства и времени. Однако из-за ошибочных обывательских мнений и глупых мифов ППУ по-прежнему не очень распространен, особенно в России. Наверное, трудно поверить в то, что существует идеальный материал, включающий в себя все самые лучшие  теплоизоляционные качества и характеристики, при этом абсолютно безопасный и экологичный, а главное доступный! ППУ – действительно высококачественный продукт, и нам бы хотелось, чтобы в этом смог убедится каждый на личном опыте.

Мы искренне надеемся, что эта статья поможет многим отделить факты от вымысла и сделать правильный выбор.

Можно ли утеплять пеной

Монтажная пена используется для склеивания частей строительной конструкции, а также для звукоизоляции стен. Она прекрасно подойдет для уплотнения трещин, щелей, стыков и полостей. Еще одна сфера применения — гидро- и теплоизоляция оконных и дверных проемов. В этой статье Вы узнаете, можно ли использовать пену в качестве утеплителя.

Физико-технические характеристики монтажной пены

Монтажная пена изготовлена на основе пенополиуретана, и продается в баллончиках. Смесь подается под высоким давлением через аэрозольный распылитель на поверхность объекта. Кроме пенополиуретана, в баллоне находится инертный пропеллент (газ), который обеспечивает быстрое вытеснение смеси из баллона.

Преполимер после выхода из баллона похож на мелкопористое вещество. Оно имеет желтый оттенок. Вес такой пены очень мал. При контакты с атмосферным воздухом происходит полимеризация материала. Пена быстро затвердевает.

После выхода из баллона пена увеличивается в объеме. Поэтому если Вы планируете смонтировать определенные элементы с помощью пены, используйте страховочные распорки. Они не позволят конструкции деформироваться под действием затвердевающей смеси.

Основные физико-технические характеристики материала:

• Высокая адгезия к основанию. Подходит для любого материала: древесина, металл, бетон, газоблок, пеноблок, газосиликат, кирпич, керамический блок, искусственный камень.
• Расширение. Существует первичное и вторичное расширение. Первичное происходит в первые секунды после выхлопа. В этот момент смесь значительно увеличивается в объемах. Вторичное расширение увеличивает размеры пены только на 20-60%, и происходит уже в процессе затвердевания. Чем меньше вторичное расширение, тем лучше.
• Объем выхода. Он указан на баллончике и измеряется в литрах. Например, 50 или 60 литров. На самом деле, производитель указывает объем активного вещества в идеальных условиях. На самом деле, если указан объем выхода 50 литров, в реальности он составляет около 30-ти литров.
• Степень вязкости. Иногда у пены нет рабочей плотности на выходе. Она не выдувается, как аэрозоль, а вытекает. Это происходит из-за температуры воздуха. Если она составляет +30 градусов (Вы работаете летом), покупайте только определенную пену с температурой использования от -20 до +40 градусов.

Виды монтажной пены

Существует только 2 вида монтажной пены:

• Бытовая.
• Профессиональная.

У бытовой пены к баллончику прикреплена пластиковая насадка. Это так называемая трубка-адаптер. Обычно у такой смеси меньший рабочий объем и большее вторичное расширение. При работе она может создавать некоторые неудобства. Например, пена в трубочке засыхает, и ее приходится периодически чистить.

У профессиональной пены крепление используется только с монтажным пистолетом. Пользоваться пистолетом гораздо удобнее. Для очистки от остатков пены используйте растворитель. Подсоединенный к пистолету баллон можно хранить в таком виде до полугода.

Существует и так называемый баллончик “Pro”, который отличается наличием кольцевого клапана. Он совпадает с адаптером пистолета по резьбе. Как только Вы нажимаете на курок, рабочая смесь активизируется благодаря давлению газа. Она направляется к штоку, а затем рассеивается через выпускной клапан.

Смесь под давлением попадает в полость инструмента, а затем сдерживается за счет клапана, управляемого курком. Контролировать напор можно с помощью регулировочного винта. Выход пены из одного бытового баллона намного ниже, чем из профессионального. Зато расширение — намного больше.

Классификация рабочей смеси

В зависимости от компонентности, пена монтажная бывает:

• Однокомпонентной.
• Двухкомпонентной.

Вторая используется только профессионалами, для новичков подходит однокомпонентная смесь.
В зависимости от температурного режима:

• Летняя — используется при температуре окружающей среды от +5 до +40 градусов.
• Зимняя — при температурах от -20 до +40 градусов.

При работе на морозе температура самого баллона не должна быть ниже 0.

Обратите внимание, что чем ниже температура, тем меньше объем расширения. 300 мл пены при +20 градусах даст расширение до 27-30 литров, а при температуре 0 градусов — около 20-25 литров. На морозе до -20 градусов расширение небольшое — 15-18 литров.

По степени горючести:

• В1 — огнеустойчивая пена.
• В2 — самозатухающая.
• В3 — горючая.

В1 — самая безопасная, но и стоит она дороже остальных двух видов.

Кстати, монтажная пена отличается низкой теплопроводностью — от 0,033 до 0,04 Вт/м*С. Для сравнения, теплопроводность пенопласта 0,03-0,042 Вт/м*С, минеральной ваты — 0,045-0,07 Вт/м*С.

Монтажная пена не пропускает воду, но вода проникает в структуру и набирается в поры. Некоторые производители утверждают, что абсорбция воды достигает 20%. Поэтому пена не подходит для гидроизоляции щелей.

Если вода в порах пены замерзнет, она превратится в лед и расширится. Из-за этого материал быстро разрушается.

Что такое марка монтажной пены

Некоторые производители, как “Титан”, выпускают несколько видов пены:

• Обычная.
• С повышенной звукоизоляцией.
• С огнеустойчивым наполнителем.
• Для работы на морозе.

Каждый баллончик имеет соответствующее обозначение и цвет, который означает марку.

Другие производители делят пену на смесь для профессионалов и новичков. Например, Penosil Gold применяется для профессиональных строителей, а Penosil Premium — это бытовая серия для капитальных и локальных ремонтов.

Пена для утепления

Некоторые строители используют пену для утепления здания и его защиты от перепадов температуры. Обычно для этой цели используются традиционные материалы:

• Минеральная вата.
• Пенопласт.
• Пенофолом.
• Экструдированный пенополистирол.
• Пеноплекс.
• Пеноизол.
• Пенополиуретан.

На самом деле, и монтажная пена прекрасно подходит для утепления. Мы уже писали выше, что ее теплопроводность сравнима с пенополиуретаном и минеральной ватой. За счет своей пористой структуры пена отлично защищает от проникновения в здание холодного воздуха.

Для теплоизоляции стен используется специальная жидкая пена — пенополиуретан. Он не только утепляет, но и защищает от постороннего шума с улицы. Пена имеет прочную и эластичную структуру. Для распыления используются пневмоаппараты и баллоны. В современных каркасных домах именно пенополиуретан используется для заполнения участков между “сэндвич-панелями”.

Плюсы и минусы пены как утеплителя

Преимущества монтажной пены как утеплителя:

• Вы сможете обрабатывать даже большие площади в кратчайшие сроки.
• У покрытия не будет швов.
• Материал не гниет, он устойчив к образованию грибка и плесени.
• Не воспламеняется, при контакте с пламенем пена плавится.
• Защищает металл от коррозии.
• Создает ровную поверхность с отличными термосберегающими свойствами.
• Не деформирует основание, на которое ее наносят.
• Небольшой удельный вес.
• Длительный срок эксплуатации.
• Экологичность.

Недостатки материала:

• Уязвим перед ультрафиолетовыми лучами.
• Может испортиться под постоянным воздействием воды.
• Дороговизна материала в сравнении с другими видами утеплителя.
• Для нанесения нужны определенные условия (температура, влажность).
• Во время работы Вам придется использовать специальный брезентовый костюм, а также респиратор, перчатки и защитные очки.
• Низкая паропроницаемость, поэтому Вам придется дополнительно позаботиться о вентиляции фасада.

Как лучше утеплять: снаружи или внутри

Обычно пену используют для заполнения воздушных зазоров. Такие зазоры расположены между:

• Внешней и внутренней стенами.
• Стеной и пластиковой панелью.
• Стеной и листом гипсокартона.
• Черновым полом и напольным покрытием (например, ламинатом).

В некоторых случаях пена используется для утепления фасадов, то есть внешних стен. Однако в этом случае дом будет как термос из-за низкой паропроницаемости пены. Лучше использовать пену для заполнения швов между твердыми утеплителями (как минеральная вата или пенополистирол).

Пенополиуретан отлично подойдет для устранения мелких дефектов в стенах.

Зато материал одинаково хорошо подходит для утепления:

• Зазоров между стенами дома каркасного типа.
• Кровли.
• Чердака.
• Подвала.
• Внутренних стен.
• Нижнего этажа.

Монтажная пена или пенополиуретан

Обычная монтажная пена используется для заполнения пустот и трещин при монтаже окон и дверей. Также ей заполняют швы между плитами перекрытия и стыки элементов конструкций.

Монтажная пена прекрасно подойдет для звукоизоляции стыков труб или отверстий в стенах. Вы снизите уровень шума от отопительной системы, кондиционера или водопровода.

Монтажная пена используется для герметизации трещин в кровле, термозащиты пустоты вокруг труб, пустого пространства между стенами и оконными/дверными коробками. Монтажная пена прекрасно показала себя именно в качестве герметика. А еще она служит хорошим клеем.

Пенополиуретан выпускается в таких же баллонах, что и монтажная пена. Он может похвастаться превосходными теплоизоляционными показателями. В строительстве он используется как уплотнитель и утеплитель. Причем в зависимости от добавок, он может иметь различные физико-технические характеристики.

Напыляемый пенополиуретан усиливает любую конструкцию. Он устойчив к высокой влажности и сырости, а также воздействию кислот и щелочей, насекомых и грызунов.

Таблица теплопроводности и других качеств материалов для утепления

Да, в нашей стране, в отличие от стран с жарким климатом, бывают лютые зимы. Именно поэтому нужно строиться из теплых материалов с использованием специальных утеплителей. В ином случае все дорогое тепло от котлов и печей будет уходить через стены и другие перекрытия.

Нам нужно точно знать, какие из современных популярных материалов для утепления наиболее эффективны.

Что такое теплопроводность?

Теплопроводность можно описать как процесс передачи тепловой энергии до наступления теплового равновесия. Температура, так или иначе, будет выровнена, вопрос только в скорости этого процесса. Если применить это понятие к дому, то ясно, что чем дольше температура внутри здания выравнивается с наружной, тем лучше. Проще говоря, насколько быстро дом остывает это вопрос того, какая теплопроводность его стен.

В числовой форме этот показатель характеризуется коэффициентом теплопроводности. Он показывает, сколько тепла за единицу времени проходит через единицу поверхности. Чем выше этот коэффициент у материала, тем быстрее он проводит тепло.

Теплопроводность утеплителей — это наиболее информативный показатель, и чем он ниже, тем материал эффективнее он сохраняет тепло (или прохладу в жаркие дни). Но существуют и другие показатели, которые влияют на выбор утеплителя.

Таблица теплопроводности утеплителей

В таблице указаны данные по наиболее широко применяемым утеплителям, которые используют в частном строительстве: минеральной ваты, пенополистирола, пенополиуретана и пенопласта. Также приведены сравнительные данные по другим видам.

Таблица теплопроводности утеплителей

Сравнение «+» и «-» поможет определить, какой утеплитель выбрать для конкретных целей.

Полезные показатели утеплителей

На какие основные показатели нужно обратить внимание при выборе утеплителя:

• Теплопроводность при выборе утеплителя материала является основным показателем. Чем она ниже, тем лучшая теплоизоляция у этого материала;
• Плотность напрямую влияет на массу материала, от нее зависит, какая дополнительная нагрузка придется на стены или перекрытия дома. Это очень просто вычислить, зная объем утеплителя и его плотность. Обычно теплоизоляционные свойства падают с ростом плотности материала. Чем легче утеплитель, тем проще с ним работать, а нагрузка на перекрытия будет минимальной;
• Паропроницаемость показывает, как материал пропускает водяной пар. Высокий коэффициент говорит о том, что материал может увлажняться. Наоборот, низкий коэффициент указывает то, что материал не пропускает пар и образует конденсат. Материалы можно делить на 2 вида: а) ваты – материалы, состоящие из волокон. Они паропроницаемы; б) пены – это затвердевшая пенная масса особого вещества. Не пропускают пар ;
• Водопоглощение — это способность вещества впитывать воду. Чем она выше, тем менее материал пригоден для утепления, тем более для наружных теплоизоляционных работ, ванной, кухни и других мест с повышенной влажностью;
• Горючесть довольно понятный показатель, очевидно, что наилучшие материалы для утепления те, которые не горят. Также пригодны самозатухающие варианты;
• Прочность на сжатие — это способность материала сохранить свою форму и толщину при механическом воздействии. Многие материалы хороши как утеплитель, но могут сжиматься, при этом снижаются их теплоизоляционные качества;
• Хрупкость нежелательна для утеплителя, хотя и не является основополагающим качеством при выборе;
• Долговечность определяет срок службы материала;
• Толщина материала определяет, сколько пространства будет занимать теплоизоляция. При внутренних работах это важно, ведь чем тоньше слой материала, тем меньше полезного пространств он «съест»;
• Экологичность материала особенно важна при выполнении внутреннего утепления. Нужно обратить внимание, не разлагается ли утеплитель на опасные составляющие, а также не выделяет ли он при пожаре токсичных веществ.

Кто на свете всех теплей?

Цель такого тщательного изучения утеплителей одна — узнать, какой из них лучше всех. Однако, это палка о двух концах, ведь материалы с высокой термоизоляцией могут иметь другие нежелательные характеристики.

Пенополиуретан или экструдированный пенополистирол

Нетрудно определить по таблице, что чемпион по теплоизоляции – это пенополиуретан. Но и цена его гораздо выше, нежели у полистирола или пенопласта. Все потому что он обладает двумя наиболее востребованными в строительстве качествами: негорючесть и водоотталкивающие свойства. Его трудно поджечь, поэтому пожарная безопасность такого утепления высока, к тому же он не боится намокнуть.

Но у пенополиуретана появилась настоящая альтернатива – экструдированный пенополистирол. По сути это тот же пенопласт, но прошедший дополнительную обработку – экструдировку, которая улучшила его. Это материал с равномерной структурой и замкнутыми ячейками, который представлен в виде листов разной толщины. От обычного пенопласта его отличает усиленная прочность и способность выдерживать механическое давление. Именно поэтому его можно назвать достойным конкурентом пенополиуретану. Единственный недостаток монтажа отдельных плит – швы, которые успешно заделываются монтажной пеной.

А уж чем вам удобнее пользоваться – жидким утеплителем из баллончика или плитами, выбирать только вам. Но помните, что эти материалы не «дышат» и могут образовывать эффект запотевших окон, так что все утепление может уйти из форточки во время проветривания. Поэтому утеплять такими материалами нужно разумно.

Минеральная вата или пенопласт

Если сравнивать минеральную вату и пенопласт, то их теплопроводность находится на одном уровне ≈ 0,5. Поэтому выбирая между этими материалами, неплохо было бы оценить и другие качества, такие как водопроницаемость. Так, монтаж ваты в местах с возможным намоканием нежелательна, поскольку она теряет свойства теплоизоляции на 50% при намокании на 20%. С другой стороны, вата «дышит» и пропускает пар, так что не будет образовываться конденсата. В доме, который утеплен ватой из базальтового волокна, не будут запотевать окна. И вата, в отличие от пенопласта, не горит.

Другие утеплители

Весьма популярны сейчас эко-материалы, такие как опилки, которые смешивают с глиной и используют для стен. Однако, такой приятный по цене материал как опилки, имеет много недостатков: горит, намокает и гниет. Не говоря уже о том, что набирая влагу, опилки теряют теплоизоляционные свойства.

Также набирает популярности дешевое и экологичное пеностекло, которое можно применять только без нагрузок, поскольку он весьма хрупок.

Выбирая утеплитель

Цены на энергоносители растут, и вместе с тем растет популярность на утеплители. В нашей статье представлена таблица теплопроводности материалов для утепления и сравнительный анализ популярных видов утеплителей. Главное, что хотелось бы отметить — хорошие показатели вы получите, приобретая только качественный сертифицированный продукт. Выбор теплоизоляционных материалов на рынке весьма широк и один вид утеплителя предлагается более чем пятью производителями. Много из них могут вас огорчить своим качеством, поэтому ориентируйтесь на отзывы тех, кто испытал конкретные торговые марки на «своей шкуре».

Оцените статью: Поделитесь с друзьями!

Какие основные показатели монтажной пены?

1. Налив – объём продукта, залитый в баллон. Так для пены KANZLER – объём продукта равен 550 мл, при объёме баллона в 650 мл. Оставшиеся 100 мл занимает сжатый газ, который вытесняет продукт наружу, при использовании баллона.

2. Избыточное давление в аэрозольном баллоне колеблется. Так для профессиональной пены Profpur Ultra 0,3 – 0,9 Мпа – это значение зависит от множества факторов: температуры воздуха, времени хранения баллона и т.д. Чем больше давление – тем с большей силой пена будет выходить из баллона.

3. Структура пены – зависит от залитого компонента, используемой формулы, условий, при которых происходило выпенивание. Так для профессиональной пены Patron MEGA 65 – структура мелко- и среднеячеистая, допускается наличие незначительных трещин и пустот.

4. Цвет – чаще варьируется от светло-жёлтого до жёлтого, хотя у разных производителей может отличаться, для огнестойких пен – цвет чаще всего от оранжевого до красного.

5. Время отлипа – время при котором до пены можно дотронуться и пена не прилипнет. В среднем для бытовых монтажных пен – это время составляет 13 минут, для профессиональных и огнестойких пен – 10 минут.

6. Время резки – это время при котором монтажная пена – может быть срезана, вскрыта для удаления её излишков. Для бытовых монтажных пен под ТМ «PROFPUR», «PATRON», «KANZLER» — время резки, в среднем, составляет 54 минуты, для профессиональных и огнестойких – 42 минуты.

7. Выход пены – это полный объём пены, вышедшей из баллона после отверждения. Выход пены зависит от налива пены, относительной влажности, температуры воздуха, рецептуры и т.д. Так для профессиональной монтажной пены PROFPUR Ultra – выход составляет до 65 литров.

8. Водопоглощение – показатель, который указывает: какой объём воды впитает пена за 24 часа, по отношению к своему объёму через имеющиеся ячейки и поры. Так для пены монтажной KANZLER – этот показатель составляет 1,5 % от общего объёма. При объёме пены, равной 27,5 литров – за 24 часа – KANZLER впитает в себя 0,4 литра воды.

9. Плотность для бытовой монтажной пены под ТМ «PROFPUR», «PATRON», «KANZLER» — составляет 15-30 кг/м3 , для профессиональных пен 11-20 кг/м3. Бытовые пены более плотные по своей структуре, профессиональные содержат больше газа в застывшей пене – отсюда и отличие по массе при равных объёмах.

10. Коэффициент теплопроводности для монтажных пен составляет, в среднем, 0,033Вт/м·°K – один из лучших показателей среди ныне известных строительных материалов. Чем меньше этот показатель – тем лучше, коэффициент теплопроводности свидетельствует о том, что 5 см толщины монтажной пены сопоставимы со стеной из силикатного кирпича более 1 метра: 103 см!

11. Температурный режим использования – это температура окружающей среды, при которой рекомендуется использовать баллон, в зависимости от производителя – этот параметр может отличаться: для всесезонной от -10°C до +35°C, для зимней от -18°C до +35°C, для летней от +5°C до +35°C.

12. Срок годности – период в течении которого монтажная пена внутри баллона сохраняет свои основные потребительские свойства, в среднем от 12 до 18 месяцев.

13. Показатель адгезии – указывает на то, с какой силой прилипает монтажная пена к поверхности, на которую наносится после полного отверждения. Средний показатель адгезии монтажной пены к бетону составляет 0,19-0,48 МПа.

Экспериментальное исследование теплопроводности пенополиуретана

https://doi.org/10.1016/j.applthermaleng.2016.12.057 Получить права и содержание

Основные моменты

•

Теплопроводность пенополиуретана измеряется в различных средах методом TPS.

•

Спектральный коэффициент экстинкции пенополиуретана измеряется методом FTIR.

•

Теплопроводность пенополиуретана немонотонно увеличивается с температурой.

•

Теплопроводность пенополиуретана увеличивается на 10–18% во влажном воздухе.

•

Радиационная теплопроводность пенополиуретана может быть рассчитана по модели Росселанда.

Реферат

Пенополиуретан широко используется в области энергосбережения, и теплопроводность является одним из важнейших свойств. Чтобы выявить и оптимизировать теплоизоляционные характеристики пенополиуретана, теплопроводность пяти образцов пенополиуретана, образованных вспенивающими агентами CP, CP + IP, CP + 245fa и CP + 245fa + LBA, измеряется с использованием метода источника переходной плоскости в различных средах. .Всесторонне исследовано влияние температуры, влажности, водопоглощения, попеременной высокой и низкой температуры, длительного хранения при высокой температуре и атмосферного давления газа на теплопроводность форм ПУ. Обсуждается температурный механизм, влияющий на теплопроводность пенополиуретана. Инфракрасная спектроскопия с преобразованием Фурье применяется для измерения спектральных коэффициентов экстинкции этих пяти образцов. Со спектральным коэффициентом экстинкции радиационная теплопроводность рассчитывается по модели Росселанда.Затем разлагаются вклады лучистого теплообмена в эффективную теплопроводность. Теплопроводность пяти пен немонотонно увеличивается с температурой. При хранении во влажном воздухе теплопроводность может увеличиваться до 10–18%. Излучательная теплопроводность составляет 3,6–4,1% при –40 ° C, 7,3–9,0% при 20 ° C и 9,1–11,8% при 70 ° C в эффективную теплопроводность.

Ключевые слова

Пенополиуритан

Теплопроводность

Пенообразователь

Метод источника переходной плоскости

Коэффициент ослабления

Излучательная теплопроводность

Рекомендуемые статьи Цитирующие статьи (0)

Просмотреть полный текст 9vier Ltd. © 2017 Else Ltd.Все права защищены.

Рекомендуемые статьи

Ссылки на статьи

Какова теплопроводность полиуретана?

Теплопроводность — это физическое свойство, которое проявляется в любом материале, включая полиуретан, и оно измеряет способность теплопроводности через него, или, другими словами, перенос тепловой энергии через тело. Это движение энергии создается разницей температур , поскольку, согласно второму закону термодинамики, тепло всегда течет в направлении самой низкой температуры.

Когда изолирует здание , важно знать теплопроводность используемых материалов, поскольку от этого будет зависеть их энергоэффективность и тепловой комфорт . Например, металлы имеют более высокую теплопроводность, чем дерево, но изоляционные материалы, такие как стекловолокно или полиуретан, имеют более низкую теплопроводность.

Значение теплопроводности в утеплении зданий

Поведение теплоизоляции является ключом к достижению целей Европейского Союза по энергосбережению на 2020 год. .Как в одноэтажных, так и в многоэтажных зданиях материалы, из которых изготовлено ограждение, определяют потребление энергии. Следовательно, если мы хотим, чтобы улучшило энергоэффективность зданий , одним из физических свойств, которые будут определять, является ли материал хорошей теплоизоляцией или нет, является теплопроводность.

Если вы сравните теплопроводность основных материалов , используемых в строительстве , вы можете проверить, как, в зависимости от выбора материалов, уровень теплопроводности будет напрямую влиять на теплоизоляцию дома .Например, традиционные материалы, такие как кирпич, древесная стружка или бетон, имеют более высокий уровень теплопроводности, чем изоляционные материалы, такие как полиуретан или полистирол.

Теплопроводность полиуретана

Полиуретановые системы являются одними из материалов на рынке, которые обеспечивают лучшую теплоизоляцию при минимальной толщине . Эта характеристика возможна благодаря низкой теплопроводности полиуретана, так как хотя различия в уровнях теплопроводности между полистиролом (экструдированным и вспененным), минеральной ватой и полиуретановыми системами составляют всего несколько десятых доли бумаги при применении в работе, такие десятичные дроби могут означать разницу в толщине на 3-4 см, чем для достижения такой же энергетической эффективности конверта.

Кроме того, полиуретановые системы (литьевые, напыленные или пластинчатые) являются оптимальным решением для теплоизоляции зданий. Помимо низкой теплопроводности, они также обеспечивают хорошее уплотнение оболочки, предотвращая проникновение воздуха и токов, возникающих в ее пустых пространствах. Это важно, потому что, если бы эти токи не были уменьшены, теплопроводность полиуретана перестала бы быть такой эффективной.

Эффективная теплопроводность пенополиуретана с открытыми порами на основе теории фракталов

На основе теории фракталов проиллюстрирована геометрическая структура внутри пенополиуретана с открытыми порами, который широко используется в качестве адиабатического материала.Создана упрощенная клеточная фрактальная модель. В модели описана методика расчета эквивалентной теплопроводности пористой пены и вычислена фрактальная размерность. Выводятся математические формулы для фрактальной эквивалентной теплопроводности в сочетании с газом и твердой фазой, для эквивалентной теплопроводности теплового излучения и для полной теплопроводности. Однако полный эффективный тепловой поток складывается из теплопроводности твердой фазы и газа в порах, излучения и конвекции между газом и твердой фазой.Получено фрактальное математическое уравнение эффективной теплопроводности с учетом фрактальной размерности и вакансионной пористости в теле ячейки. Результаты расчетов хорошо согласуются с экспериментальными данными, разница составляет менее 5%. Обобщены основные влияющие факторы. Исследовательская работа полезна для улучшения адиабатических характеристик пеноматериалов и разработки новых материалов.

1. Введение

Благодаря выдающимся адиабатическим характеристикам пенополиуретан с открытыми ячейками, малой плотностью и низкой теплопроводностью (0.018 ~ 0,032200 Вт / (м · К)), применяется в различных областях, таких как строительство, холодильные камеры для пищевых продуктов и перевозки грузов в холодильнике, с целью сохранения тепла. Неправильная геометрическая конструкция пенополиуретана с открытыми порами делает его нестандартным по физическим свойствам. И это затрудняет теоретические исследования, особенно в отношении точных тепловых характеристик. На самом деле теплопроводность адиабатических материалов можно измерить с помощью пластинчатого устройства с тепловой защитой, но это неудобно для научных исследований и разработки пенополиуретана.Анализ и оценка эффективной теплопроводности пористой среды в течение длительного времени представляли собой масштабный исследовательский проект для теплофизической инженерии и гилологии [1]. Хотя в качестве исследовательского проекта для расчета теплопроводности используется пенопластовый материал пористой среды, он всегда считается соединяющей виртуальной средой в крупномасштабном пространстве, то есть «средним объемом» в геометрическом распределении. Уитакер [2, 3] и Уитакер и Чоу [4] использовали метод виртуального «среднего объема» для описания процедуры тепломассопереноса внутри пористой среды.Считалось, что пористая среда объединена с твердофазным материалом, жидкостью и газом. Газовая фаза содержит сухой воздух и пар. Предположили, что все фазы в пористой среде представляют собой тепловые балансы, а размеры пор соответствуют «среднему объему», дюжине переменных, входящих в математическую формулу. Yu et al. [5, 6] также экспериментально исследовали их физическую модель связи и диффузии и вывели соответствующую математическую формулу.

В настоящее время существует два основных метода оценки теплопроводности материалов пористых сред.Во-первых, теплопроводность освещается как сложные математические функции пропорцией пор и параметрами микроструктуры. Лагард [7] вывел эквивалентную эффективную функцию теплопроводности насыщенных пористых материалов. Эквивалентная эффективная теплопроводность получается из

где — теплопроводность жидкой фазы (), а — теплопроводность твердой фазы ().

Здесь было высказано предположение, что тепловые потоки через флюид в поре и через твердую фазу пористого тела индивидуальны и происходят одновременно.Однако теплообмен также происходил между жидкой фазой и твердой фазой одновременно. Таким образом, реальная модель была более сложной, чем выражение в (1). Поэтому Уильямс и Доу [8] разработали функцию следующим образом:

куда. Фактор — это отношение, которое тепловой поток передает вместе с градиентами температуры к общему тепловому потоку, в то время как является фактором отсутствия соединения твердое тело-твердое тело и для существования соединения твердое тело-твердое тело и связи твердое тело-жидкость.

Фактически, в микропространственной структуре материалов пористой среды существование идеального равномерного распределения пор в пористом теле невозможно. Таким образом, существует большая ошибка между упомянутой выше идеальной моделью и реальным телом. Доступные идеальные модели и эмпирические уравнения для пенопластовых теплоизоляционных материалов обычно связаны только с пропорцией пор, которая является приблизительным отражением кажущейся теплопроводности в макропространстве. Но для реального вспененного материала с неравномерным распределением пор имеющиеся идеальные модели и эмпирические уравнения не относятся к микроструктуре и не могут раскрыть фактическую процедуру тепломассопереноса и распределение температуры и влажности.В результате большая ошибка — наличие в исследовательской работе.

Другой метод связан с теорией фракталов. Теория фракталов, введенная в оценочные и исследовательские работы по расчету теплопроводности пористых пеноматериалов, представляет собой новый путь развития теории тепловых характеристик материалов пористой среды. Теория фракталов была впервые выдвинута в 1975 году Мандельбротом, профессором Гарвардского университета в США. Некоторые эксперты, такие как Питчумани [9], Ю и Ли [5], а также Ма и др.[6], провели глубокие исследования эффективной теплопроводности гранулированной пористой среды с помощью теории фракталов и создали соответствующие математические уравнения. Основываясь на теории фракталов, Thovert et al. [10], Zhang et al. В [11] и др. Разработаны теоретические модели для расчета эффективной теплопроводности неоднородной пористой среды. Согласно концепции модели ковра Серпинского, Пичумани и Рамакришнан [12, 13] создали теоретическую модель распределения пор, но модель и математические уравнения были очень сложными во фрактальной размерности.Ma et al. [6] построили математическую модель эффективной теплопроводности для пористой среды в соответствии с теорией фракталов, которая показала, что теплопроводность пористой среды зависит от соотношения пор, соотношения площадей, соотношения теплопроводности в компонентах и ​​теплопроводности. контактное сопротивление все вместе. Это не имело ничего общего с эмпирическими константами и меньшим количеством параметров и просто вычислялось по формуле. Однако разные пористые среды не совпадают друг с другом по внутренней фрактальной сущности.Кроме того, на практике сложно оценить термическое контактное сопротивление пористой среды. Универсальность модели еще требует дополнительной проверки. Thovert et al. [10] осветили фрактальную пористую среду с помощью перколяционной математической модели и выполнили решение путем геометрической итерации. После этого Адлер, Товерт и Томпсон добавили эмпирические константы, полученные в результате экспериментов, в функцию Адлера. И функция обычно описывается как

где — теплопроводность жидкости в порах пористого материала ().А верхний индекс здесь определяется как:

где фактор фрактальной размерности = 2.5–2.85, а спектральная размерность используется для описания процедуры перколяции в порах.

Яншэн [14], основанный на теории перколяции, установил взаимосвязь между диаметром пор в различных зернистых материалах и теплопроводностью. Но пористость пор, фрактальная размерность и микроструктура в модели не участвуют. Пичумани и Яо [15] рассчитали поперечные и продольные фрактальные измерения для освещения микроструктуры волокнистых материалов, а коэффициент теплопроводности был получен на основе традиционной теории теплопередачи.Но модель хорошо работает только с некоторыми волокнистыми пористыми материалами.

Итак, построение теоретически математической модели эффективной теплопроводности, универсальной для пористой среды, существенно затруднительно и непрактично. Следовательно, создание математической модели теплопроводности для одной определенной пористой среды, отражающей ее структурную характеристику во внутреннем мире, является важным развивающимся направлением исследований в области пористой среды.

2. Микроструктуры пенополиуретана с открытыми порами и описание фрактала

2.1. Микроструктуры

Полиуретан с открытыми ячейками состоит из твердых субстратов и ячеек. Под действием пенообразователя и агента открытия ячеек образуется большое количество ячеек, которые непрерывно распределяются внутри материала. Ячейки соединяются друг с другом бок о бок, и газ в порах может свободно течь через одну ячейку в другую. Это действительно преимущество для удаления пенообразователя и паров, скопившихся в порах. Между тем газ в порах легко вытесняется прочным соединением ячеек.Твердая подложка из полиуретана с открытыми порами имеет определенную прочность, чтобы поддерживать материал и предотвращать разрушение в вакууме. Таким образом, пенополиуретан с открытой структурой ячеек может широко использоваться в качестве основного материала вакуумной изоляционной панели.

Микроструктура полиуретана с открытыми ячейками, состоящая из каркаса твердой подложки (белая часть на рисунке) и ячеек (черная часть на рисунке), показана на рисунке 1 (полученном с помощью электронной микроскопии). Ячейки обычно имеют кубическую форму в пространстве и непрерывно распределены в плоскости сечения, размеры отверстий находятся в диапазоне 140–220 м, а длина среднего каркаса составляет 125 м.Размеры ячеек различны, а распределение случайное и неравномерное.

2.2. Описание фрактала

Теория фракталов с момента своего зарождения вызвала интерес многих ученых благодаря своим уникальным преимуществам исследования нерегулярных и сложных геометрических объектов и успеху в решении многих задач геометрии, физики, геологии, гилологии и т. Д. на. Между тем, различные проблемы в научных дисциплинах также способствовали развитию теории фракталов.Теория фракталов — это эффективный подход к описанию нелинейных явлений в природе, сложных геометрических структур, внутренних объектов и пространственного распределения. Теория фракталов впервые провела исследование нелинейных сложных систем и проанализировала внутренние законы изучаемых предметов, которые не были упрощенными и абстрактными. В этом существенное отличие теории фракталов от линейного пути. Два предмета можно рассматривать как самоподобие, при этом значения фрактальной размерности равны согласно теории фракталов.Эксперты и исследователи построили различные фрактальные модели для материалов пористой среды, а многие исследователи применяют такие известные модели, как модель ковра Серпинского, модель губки Менгера и модель кривой Коха. Однако материалы почти пористой среды по своей природе не совпадают с упомянутыми выше моделями. Они не являются строгим подобием, но похожи по математическому расчету.

Согласно теории фракталов, это самоподобное масштабное соотношение между метрической мерой объектов и физической величиной, существующей в размерном евклидовом пространстве, включая площадь и объем, или длину пористого фрактала [16]:

Для одного фрактального тела значение фрактальной размерности находится в диапазоне от 2 до 3.Но для полиуретана с открытыми порами микроструктуры диаметры пор разные. Структура нерегулярная, а распределение случайное. Для пенополиуретана с открытыми порами наибольший размер пор ячеек = 220 мкм, а наименьший -; и, предполагая длину меры для шага, объем ячейки V можно описать следующим образом:

На основании теории фракталов распределение ячеек статистически автомодельно для пенополиуретана с открытыми ячейками.Уравнение (6) можно заменить следующим:

где C постоянная. Логарифмируя (7), (8) можно получить как

Согласно методу случайных фракталов ковра Серпинского, на Рисунке 1 вычислен фрактал, и результат показан на Рисунке 2. То есть, объем пенополиуретана с открытыми ячейками в этом исследовании имеет фрактальную характеристику, а значение фрактальной размерности соответствует образцу.

Однако структура пористой среды нерегулярна, а распределение пор также является случайным.Физическая величина, количество пор, зависит от диаметра пор D . Итак, (5) можно переписать как

или

Принимая дифференциальный коэффициент к (9), тогда

Итак, объединение с (10) и (12) может быть получено как

Здесь функцию вероятности распределения пор можно переписать как

Фрактальный эффективный диаметр L пор в полиуретане с открытыми ячейками можно рассчитать в соответствии с функцией вероятности распределения пор:

Основываясь на внутренней структуре полиуретановой формы с открытыми ячейками, мы предполагаем, что ячейки имеют кубическую форму и хорошо распределены, как на рисунке 3.

3. Эквивалентная теплопроводность фрактальной модели

Эквивалентная теплопроводность материалов пористой среды с открытыми ячейками является функцией переменной теплопроводности фаз, внутренней структуры и распределения пор [17]. Таким образом, эквивалентная теплопроводность может быть представлена ​​следующим образом:

где — теплопроводность фазы и в материалах пористой среды. Для твердой фазы проводимость равна, а для газа в порах — пористость среднего объема.

Математическая модель для полиуретана с открытыми ячейками разработана на основе (15) в данной статье. Пренебрегая эффектом теплового излучения в ячейках и конвекции тепла газа, мы заключаем, что теплопередача в одной ячейке полиуретановой формы с открытыми ячейками зависит только от соседних ячеек. Для одной ячейки предполагаем, что структура представляет собой правильную призму, фрактальный диаметр L ; высота указана выше в (14), а высота твердых подложек d , как на рисунке 3.Таким образом, всю процедуру теплопередачи в ячейке можно проанализировать как передачу электричества в электрической цепи. Предположим, что тепловой ток течет сверху вниз через корпус элемента, тогда тепловое сопротивление элемента в основном состоит из четырех частей.

— термическое сопротивление вертикальной стойки 1, стойки уровня 2, газа между стойками уровня и газа в полости.

Упрощенная модель теплового сопротивления может быть описана, как на рисунке 4.

Согласно взаимосвязанным знаниям о теплопередаче, мы можем легко получить, что

где — полное тепловое сопротивление; — теплопроводность каркаса пены; — теплопроводность газа в ячейках; эффективная теплопроводность формы.

Из приведенного выше анализа мы можем сделать вывод, что

Из (3) и (17), (18) легко получить:

где в (18) — эффективная теплопроводность при наличии статического газа в порах полиуретана с открытыми ячейками.

Здесь будет представлена ​​концепция пористости пористого полиуретана. Как правило, это отношение суммы объема вакансии ко всему объему блока материала. Используя методы расчета по теории фракталов, пористость может быть легко освещена как [18]

Комбинируя (18) с (19), получим эффективную теплопроводность:

Из (20) можно сделать вывод, что эффективная теплопроводность полиуретановой формы с открытыми ячейками связана с фазами тела ячейки, фрактальной размерностью и структурой ячейки, то есть пористостью.

Теплопроводность будет уменьшаться с увеличением фрактальной размерности объема ячеек и увеличением пористости пор, и это соответствует теплопроводности. Чем больше фрактальная размерность и пористость, тем меньше твердые подложки и тем хуже теплопроводность.

4. Эффективная теплопроводность теплового излучения

Тепловое излучение является важным фактором для пенополиуретана с открытыми порами. Его можно рассматривать как среду серого тела для оценки радиационного теплового потока в ячейках [10].Таким образом, скорость радиационного теплового потока для ячейки равна

где — постоянная Стефна-Больцмана, Вт / (K ⁴ · м ² ), — коэффициент ослабления излучения для пористой среды, а and — температура теплового потока на входе и выходе отдельно.

Итак, мы можем получить эквивалентную радиационную теплопроводность для пористой среды:

5. Сравнение результатов теоретического расчета и эксперимента

Полная эквивалентная теплопроводность может быть получена в (23) при условии объединения теплопроводности и радиационной теплопроводности вместе:

Определенная полиуретановая пена с открытыми ячейками, указанная выше, выбрана в качестве образца для испытаний в экспериментах, ее теплопроводность твердых субстратов составляет Вт / (м · К), теплопроводность газа в порах составляет Вт / (м · К). , а протестированный коэффициент затухания равен m ^-1 .Метод измерения теплопроводности образца — метод термозащитных пластин. Стандарт тестирования относится к GB / T3399-2009. Результаты представлены в таблице 1.

9000 6. Заключение небольшая разница между результатами, рассчитанными по теоретической модели, представленной выше, и экспериментальными. Выводы по результатам исследования следующие.

Между экспериментальными и теоретическими расчетами, представленными в этой статье, наблюдается хорошее соответствие.Ошибка менее 5%. В частности, если взять пенополиуретан с открытыми порами в качестве сердцевины вакуумных изоляционных панелей, теплопроводностью газа в (18) можно пренебречь, что позволит упростить расчеты и получить более точные результаты.

Эффективная теплопроводность полиуретановой пены с открытыми ячейками зависит от свойств материала, внутренней микроструктуры и температуры окружающей среды. Теплопроводность во время теплопроводности в целом эффективная теплопроводность преобладает при нормальной температуре, тогда как эффективная теплопроводность во время излучения немного волнообразна, но значение не является первичным.Таким образом, увеличение пористости корпуса может улучшить все его теплоизоляционные свойства при условии, что его структурная прочность будет достаточной для пенополиуретана с открытыми порами.

Исследовательская работа явно установила связь между теплофизическими свойствами и внутренней микроструктурой пористой среды с помощью теории фракталов. Теоретическая работа могла бы стать важным справочным материалом для улучшения теплоизоляции пористых сред и полезной при разработке нового материала для защиты окружающей среды и энергосбережения.

Номенклатура

коэффициент

^{3 Объем (м} ).

Греческие символы

Нижние и верхние индексы

Выражение признательности

Работа выполнена при финансовой поддержке Программы науки и технологий Шанхайского морского университета No. 20120091. Мы благодарны профессору Вэньчжэ Суну и профессору Дэну Цао за их советы и предложения по этому проекту. Авторы также выражают признательность доктору Вэньчжун Гао за ценные обсуждения и вклад в монтаж экспериментальных и установку устройств сбора данных.

(PDF) Теплофизические свойства пенополиуретанов и их расплавов

C.Лаутенбергер, Г. Рейн и К. Фернандес-Пелло, «Применение генетического алгоритма для оценки свойств материала

для моделирования пожара на основе данных лабораторных испытаний на огнестойкость», Fire Safety Journal, Vol. 41, No.

3, 2006, pp. 204-214.

Г. Рейн, А. Бар-Илан, А. С. Фернандес-Пелло, Дж. Л. Эллзи, Дж. Л. Тореро и Д. Л. Урбан, «Моделирование

одномерного тления полиуретана в условиях микрогравитации», Труды 30-го Международного симпозиума

on Combustion, Чикаго, штат Иллинойс, 25-30 июля 2004 г., Combustion Institute,

Pittsburgh, PA, Vol.30, No. 2, 2005, pp. 2327-2334.

А. Матала, «Оценка параметров твердофазной реакции для моделирования пожара», магистерская работа,

Хельсинкский технологический университет, Эспоо, 2008 г.

Т. Г. Клири и Дж. Г. Квинтьер, «Определение характеристик воспламеняемости пенопластов», NISTIR 4664 ,

Национальный институт стандартов и технологий, Гейтерсбург, Мэриленд, 1991.

Д. Хопкинс-младший и Дж. Г. Квинтьер, «Свойства материала и прогнозы возгорания для термопластов»,

Fire Safety Journal, Vol.26, No. 3, 1996, pp. 241-268.

К.М. Батлер, Т.Дж. Олемиллер и Г.Т. Линтерис, «Отчет о ходе численного моделирования поведения потока расплава полимера

в эксперименте», Труды 10-й Международной конференции INTERFLAM

, INTERFLAM ’04, Эдинбург, Шотландия, 5-7 июля , 2004 г., Interscience Communications

Limited, Лондон, Англия, 2004 г., стр. 937-948.

М. А. Абдельрахман, С. М. Саид, А. Ахмад, М. Инам и Х. Абул-Хамайель, «Теплопроводность

некоторых основных строительных материалов в Саудовской Аравии», Journal of Building Physics, Vol.13, No. 4, 1990,

pp. 294-300.

А. Бугерра, А. Айт-Мохтар, О. Амири и М.Б. Диоп, «Измерение теплопроводности,

температуропроводности и теплоемкости высокопористых строительных материалов с использованием метода нестационарного плоского источника

», International Communications in Heat и массообмен, Vol. 28, No. 8, 2001, pp. 1065-

1078.

С. А. Аль-Айлан, «Измерение тепловых свойств изоляционных материалов с использованием метода источника переходной плоскости

», Прикладная теплотехника, Vol.26, No. 17-18, 2006, pp. 2184-2191.

Указание по применению № 9, Свойства теплопередачи в наножидкости, Hot Disk AB, Упсала, Швеция,

2009.

М. Густавссон и С. Э. Густавссон, «Теплопроводность как индикатор содержания жира в молоке»,

Thermochimica Acta, Vol. 442, № 1-2, 2006, стр. 1-5.

Y. He, «Быстрое измерение теплопроводности с помощью сенсора с горячим диском: Часть 2. Характеристика термопасты

», Thermochimica Acta, Vol.436, No. 1-2, 2005, pp. 130-134.

Д. Прайс, Ю. Лю, Дж. Дж. Милнс, Р. Халл, Б. К. Кандола и А. Р. Хоррокс, «Исследование

механизма огнестойкости и подавления дыма меламином в гибкой полиуретановой пене

», Пожар и материалы , Vol. 26, No. 4-5, 2002, pp. 201-206.

BS 5852: 2006, Методы испытаний для оценки воспламеняемости мягких сидений с помощью тлеющих и горящих источников воспламенения

, Британский институт стандартов, Лондон, Англия, 2006.

BS 4735: 1974, Лабораторный метод испытаний для оценки характеристик горизонтального горения

образцов размером не более 150 мм × 50 мм × 13 мм (номинал) пористой пластмассы и пористой резины

материалов при воздействии небольшого пламя, Британский институт стандартов, Лондон, Англия, 1974.

AS / NZS 1530.3: 1999, Методы огнестойких испытаний строительных материалов, компонентов и конструкций —

Одновременное определение воспламеняемости, распространения пламени, тепловыделения и дымовыделения,

Standards Australia, Сидней, Австралия, 1999 г.

Технический бюллетень 117, Требования, процедура испытаний и оборудование для проверки пламени

Устойчивость эластичных заполняющих материалов, используемых в мягкой мебели, Бюро домашней мебели

и теплоизоляция, Сакраменто, Калифорния, 2000.

Часть 25 — Летная годность Стандарты: самолеты транспортной категории, приложение F к части 25, часть I —

Критерии испытаний и процедуры для демонстрации соответствия § 25.853 или § 25.855 Федерального управления гражданской авиации

, Вашингтон, округ Колумбия, 1972.

К. Денекер, Дж. Дж. Лиггат и К. Э. Снейп, «Взаимосвязь между термической деградацией

Химия и воспламеняемость коммерческих гибких полиуретановых пен», Journal of Applied

Polymer Science, Vol. 100, No. 4, 2006, pp. 3024-3033.

Л. Б. Валенсия, Т. Рогом, Э. Гийом, Г. Рейн и Дж. Л. Тореро, «Анализ продуктов

основных газов во время горения полиэфирополиуретановой пены при различных уровнях освещенности», Fire Safety

Journal, Vol.44, No. 7, 2009, pp. 933-940.

А. Тьюарсон, «Выделение тепла и химических соединений при пожарах», Справочник по пожарам SFPE

Protection Engineering, третье издание, П. Дж. ДиНенно и др. (Ред.), Национальная ассоциация противопожарной защиты,

Куинси, Массачусетс, 2002, стр. 3-82–3-161.

Пенополиуретан для теплоизоляции, произведенный из касторового масла и сырого глицеринового биополиола

3.1. Исследование лучшей бинарной смеси для производства пенополиуретана

Производство бинарного полиола было сначала изучено с помощью физической смеси чистого глицерина и касторового масла с варьированием содержания глицерина.Некоторые пены не обладают хорошей стабильностью размеров (а). При увеличении содержания чистого глицерина наблюдалось, что пены становились более плотными и мягкими. Составы с содержанием чистого глицерина 20% и 40% ( w / w ) не росли как типичная пена, давая очень жесткий твердый материал. Пены, полученные с использованием полиола, содержащего 50% ( w / w ) чистого глицерина, имели высокую гомогенность, но при увеличении этого содержания пены становились очень рыхлыми.

Пены производятся с различным содержанием чистого глицерина: ( a ) 20%; ( b ) 40%; ( c ) 50%; ( d ) 60%; и ( e ) 80%, а также варьируя содержание сырого глицерина: ( f ) 10%; ( г ) 20%; ( ч ) 30%; ( и ) 40%; ( j ) 50%; ( к ) 60%; и (-1) 70% полиолов.

Затем чистый глицерин был заменен неочищенным глицерином, побочным продуктом производства биодизельного топлива, с целью синтеза новых пен, и результаты были совершенно другими.Пены с сырым глицерином и полиолом касторового масла (обозначенные GCo, f – l) были более однородными и демонстрировали хорошую стабильность размеров по сравнению с пенами, синтезированными с чистым глицерином (a – e). Основываясь на этом экспериментальном поведении, мы полагаем, что примеси сырого глицерина (щелочной катализатор, метанол, метиловые эфиры жирных кислот, метиловые эфиры жирных кислот) ответственны за лучшие свойства пен. Чтобы понять это поведение, можно провести дополнительные исследования. О подобном поведении уже сообщалось в литературе при оценке эффектов замены чистого глицерина на неочищенный глицерин для получения полиолов при сжижении биомассы.Эти исследования также подтверждают, что эти примеси сырого глицерина улучшили свойства полиолов и полиуретанов [9,11,30].

Было замечено, что при увеличении количества сырого глицерина наблюдалось снижение жесткости и стабильности размеров пен. По этой причине пена, полученная из полиола, содержащего 10% сырого глицерина и 90% касторового масла ( w / w ) (f), была выбрана для проведения дальнейших исследований. Гидроксильное число (240 мг · КОН · г ^-1 ) и вязкость (436.5 мм ² · с ^-1 ) этого полиола, что указывает на то, что эти полиолы подходят для получения жестких пен [4]. Подобные результаты уже сообщались в литературе для полиолов из касторового масла [26].

Важно отметить, что полиол, используемый для производства нашей лучшей пены, с 10% глицерина и 90% касторового масла ( w / w ), имеет молярное соотношение глицерин / касторовое масло, примерно равное 1 (с учетом молярной массы глицерина и касторового масла 92.09 и 895,33 г · моль ^-1 соответственно). Наблюдая за структурой этих молекул (), в каждой молекуле глицерина есть три гидроксильные группы и три варианта рицинолевой кислоты в структуре триглицерида, которые подходят для превращения в группы ОН с помощью реакций предварительной обработки. Таким образом, можно считать, что 1 моль глицерина имеет такое же количество групп ОН, что и 1 моль касторового масла. Затем, когда мы использовали бинарную смесь 1: 1, количество ОН удваивалось. Такое же количество гидроксильных групп можно получить, вставляя ОН при каждом восстановлении рицинолевой цепи касторового масла.Затем наше исследование было выполнено с использованием бинарной смеси без модификации касторового масла, чтобы избежать дополнительных затрат в процессе.

Состав касторового масла (рицинолевая кислота является основным компонентом) и молекул глицерина.

3.2. Исследование влияния катализатора и вспенивающего агента на свойства пен

Характеристики характеристик, полученные для различных пен, которые были приготовлены с использованием лучшего бинарного полиола (10% сырого глицерина и 90% касторового масла w / w ), будут следующими: обсуждается в этом разделе.Составы будут представлены с использованием римских цифр, как показано на.

Спектры FTIR возобновляемого сырья, используемого для производства полиолов GCo, показаны на рис. Полоса, соответствующая колебанию гидроксильной группы, наблюдается примерно при 3700–3000 см ^–1 . Характерные участки двойных связей в группах касторового масла C = C – H и C = C наблюдаются при 3020 и 1740 см ⁻¹ соответственно. Полосы около 3018 и 2710 см ^-1 относятся к отрезкам алифатических цепей CH ₂ и CH ₃ , которые довольно выражены в касторовом масле из-за 18-углеродной цепи.Наблюдается, что характеристическая полоса карбонильных и карбоксильных групп сосредоточена при 1743 см ^-1 в спектре касторового масла. Деформация алкенов групп CH ₂ , присутствующих в структуре касторового масла, наблюдается в сильной полосе при 1458 см ^-1 . Полосы около 1112–1000 см ^–1 указывают на присутствие первичных и вторичных гидроксильных групп. Эти полосы очень ярко выражены в спектре сырого глицерина из-за трех гидроксильных групп, присутствующих в его короткой цепи [16,18].

FTIR-спектры сырья, GCo-полиола и GCo-пены (рецептура II)

Все спектры пен, полученных из GCo-полиолов, очень похожи, в то время как типичный спектр пены показан на диаграмме, которая представляет характерные свойства полиуретана. группы. Растяжение и колебания NH-групп наблюдались между 3808–3308 и 1512 и 1510 см ^–1 соответственно. Деформация связей CH ₂ наблюдалась двумя тонкими полосами при 2900 и 2890 см ^-1 .Колебания групп N = C = N и N = C = O относятся к полосам между 2390 и 2150 см ^-1 . Другие моды колебаний связи CH также наблюдались при 1464, 1418, 1364 и 1294 см ^-1 . Полоса между 1730 и 1720 см ^-1 соответствует протяженности уретановой связи, не содержащей CO, и около 1700 см ^-1 водородная связь между атомами карбонила и водорода (из групп NH) из уретана также является наблюдаемый. Полоса, связанная с растяжением асимметричных звеньев OCONH, обнаружена при 1380 см ^-1 .Полосы между 1100 и 1000 см ^-1 были отнесены к первичным и вторичным гидроксильным группам [16,17].

Термическое поведение пен GCo, содержащих различные типы и количества катализатора, показанные в, были оценены термогравиметрическим анализом (TGA и DTG). Различные пены продемонстрировали сходную термическую стабильность, а кривые DTG показали три области потери веса. Первое событие (около 300 ° C) соответствует термическому разложению уретана, свободному изоцианату и спиртам; второе событие связано с разрушением жестких сегментов при 370 ° C; и третье событие, приблизительно при 480 ° C, связано с термической деградацией гибких сегментов и других сегментов оставшейся структуры [31,32].

Термогравиметрический анализ: кривые ТГА ( a , c ) и DTG ( b , d ) пен с полиолом GCo с различными типами и количествами вспенивателей. ( a , b ) составы II, VII, VIII; ( c , d ) составы II, IV, VI пен, показанные на.

Влияние различных вспенивающих агентов на термическую стабильность пен GCo было оценено, как показано на a, b. Результаты показывают, что тип вспенивающего агента существенно не изменяет термическое поведение пен, о чем свидетельствуют аналогичные кривые пен, синтезированных с водой, циклопентаном и н-пентаном.

Также исследовали влияние количества вспенивателя (воды) в составах (c, d). Результаты показывают, что количество воды в качестве вспенивающего агента не оказало значительного влияния на термическую стабильность пен, полученных с полиолом GCo, с учетом того, что все кривые имеют одинаковый профиль, что указывает на аналогичную термическую стабильность.

Кажущаяся плотность — важный параметр ячеистых полимеров. Влияние типа вспенивающего агента на кажущуюся плотность пен, полученных из полиолов GCo (), показало, что составы с физическими вспенивающими агентами (циклопентан и н-пентан) дают пену с более высокой плотностью, чем синтезированные с химическим вспенивающим агентом (вода ).Подобные результаты были представлены в литературе [32,33,34], и это поведение указывает на то, что меньшие по размеру ячейки образуются из-за быстрого испарения физических вспенивающих агентов, которые имеют низкую температуру кипения, во время стадии сильно экзотермического роста пены в сравнение с CO ₂ , полученным реакцией воды с изоцианатом [35].

Таблица 2

Значения плотности пен с различными пенообразователями.

Влияние пенообразователя (воды) на кажущуюся плотность пен также оценивалось как показано в а. При увеличении количества воды наблюдается уменьшение плотности, что свидетельствует о том, что более высокие клетки образуются с увеличением продукции CO ₂ из реакции воды и изоцианата [36].

( a ) Кажущаяся плотность и ( b ) средний диаметр пен с различным содержанием вспенивающего агента (воды) и катализатора. Цифры, соответствующие составам пены (), указаны в каждой точке этих графиков.

a также показывает влияние содержания катализатора на плотность пены. Уменьшение кажущейся плотности наблюдалось при увеличении количества катализатора в композициях. Такое поведение можно объяснить увеличением скорости полимеризации с увеличением содержания металлоорганического катализатора в составе, что позволяет избежать высвобождения CO ₂ во время образования ячеек пены [4].Поскольку реакция происходит с более высокой скоростью, вспенивающий агент захватывается в структуре, и ячейки имеют больший диаметр и меньшую плотность (a, b, соответственно) [37]. Этот эффект более заметен для пен с более высоким содержанием воды. Эти результаты кажущейся плотности согласуются со значениями, измеренными для тех же жестких пенополиуретанов, синтезированных с использованием полиолов касторового масла [19,26].

Влияние различных вспенивающих агентов на ячеистую структуру пен можно также наблюдать на СЭМ-изображениях пен, синтезированных с водой и циклопентаном.Пены, приготовленные с использованием воды в качестве вспенивателя, показали наибольший размер ячеек, что подтверждает данные о плотности (а). Пентан имеет низкую температуру кипения (около 50 ° C) и очень быстро улетучивается, как ранее объяснялось при обсуждении данных о плотности. Пена с 6% циклопентана показала низкую стабильность размеров, и по этой причине ее СЭМ-микрофотография здесь не показана.

СЭМ-микрофотографии пен GCo с разным типом и содержанием вспенивающих агентов и катализатора DBTDL (шкала 500 мкм 50 ×).Номера составов пены () указаны на каждой микрофотографии.

Пены, в состав которых входит вода в качестве вспенивателя, демонстрируют наилучшую стабильность размеров, самую низкую кажущуюся плотность и более высокую однородность ячеек. Основываясь на этих результатах, мы выбрали этот состав, чтобы оценить влияние количества катализатора на механические свойства и проводимость. Еще один важный аспект, который следует отметить, заключается в том, что использование воды в качестве вспенивателя считается экологически безопасным и недорогим вариантом.

Влияние содержания воды в качестве вспенивающего агента также оценивалось с помощью изображений SEM, как показано на рис. Было замечено, что концентрация воды прямо пропорциональна размеру ячейки (b). Эти анализы согласуются с данными плотности (а). Пены, полученные с использованием 4% воды, имели более высокую однородность ячеек по сравнению с пенами, содержащими 2% воды. Пены, содержащие 6% воды, давали более крупные и неоднородные ячейки, что указывает на то, что 4% воды является оптимальным количеством для использования в составах пен.

Сравнение количества катализатора в ячейках пены (), приготовленных с водой, показало, что увеличение содержания катализатора дает ячеистые материалы с более высоким средним диаметром ячеек, подтверждая значения плотности в a. Пены, синтезированные с 2% DBTDL, показали лучшую гомогенность клеток, несмотря на более высокий диаметр клеток, как показано в b. Средний диаметр пен, полученных в данном процессе, меньше, чем данные, представленные в литературе (от 107 до 121 мкм) для пен, синтезированных из предварительно полимеризованного касторового масла [28], что является важным результатом для наших применений пен.

Основным свойством применения пенопласта в качестве теплоизоляции является его теплопроводность. Этот параметр был измерен для жестких пен, синтезированных с использованием воды в качестве вспенивателя, и результаты представлены в. Было замечено, что при увеличении количества воды в этих составах наблюдалось снижение теплопроводности. Этот результат можно объяснить уменьшением плотности и увеличением среднего диаметра ячеек пен [38].

Теплопроводность пен с различным содержанием вспенивателя (воды) и катализатора (DBTDL).Количество составов пены () указано в каждой полосе на этом графике.

Влияние количества катализатора на это свойство также представлено в. Использование более высокого содержания катализатора в рецептурах вызывает небольшое повышение значения теплопроводности, несмотря на снижение плотности вследствие увеличения размера ячеек, как показано на. Пены, синтезированные в этом исследовании, показали лучшие результаты по сравнению с теми, о которых сообщалось в литературе для пен, полученных из возобновляемого сырья, значения которых варьируются от 0.0233 и 0,0505 Вт · м ⁻¹ · K ⁻¹ , что позволяет предположить, что эти материалы потенциально могут использоваться в качестве теплоизоляции [22,39,40]. Эти результаты по теплопроводности также лучше, чем для пен, полученных из предварительно обработанного касторового масла, особенно если мы рассмотрим использование очень простого и недорогого метода производства [19,28].

Были оценены механические свойства пен, синтезированных с различным содержанием вспенивающего агента и катализатора, и результаты показаны на рис.Эти результаты представляют значения, аналогичные тем, которые описаны в литературе для пен, полученных из полиолов касторового масла, которые находятся в диапазоне от 125 до 220 кПа [16,19,25,26]. Значительное снижение прочности на сжатие и модуля Юнга пен наблюдалось при добавлении более высоких количеств вспенивателя, что может быть связано с уменьшением плотности и увеличением размера ячеек. По мере увеличения ячеистой структуры требуется меньшее усилие, чтобы вызвать деформацию этих пен [36].

( a ) Прочность на сжатие и ( b ) модуль Юнга пен с различным содержанием вспенивающего агента (воды) и катализатора (DBTDL).Цифры, соответствующие составам пены (), указаны в каждой точке этих графиков.

Результаты прочности на сжатие и модуля Юнга пен с различным количеством катализатора в составах (а, б) показали, что нет значительных изменений значений при увеличении количества катализатора, особенно для составов с 4% и 6% воды в качестве вспенивателя. Вариации находятся в пределах экспериментальных ошибок.

Сравнивая все составы, было замечено, что пена с наилучшей теплопроводностью (0.0141 Вт · м ^-1 · K ^-1 ) был составлен с 1% DBTDL и 6% воды, который также показал низкое значение кажущейся плотности (23,9 кг · м ^-3 ). Однако этот образец показал низкую прочность на сжатие (51,01 кПа) и модуль Юнга (3,44 кПа), что позволяет предположить его применение в качестве изолятора мест, которые не подвергаются высоким нагрузкам. Пена, содержащая 2% DBTDL и 2% воды, обладает более высокой прочностью на сжатие (187,93 кПа) и модулем Юнга (27,74 кПа), а также низким значением кажущейся плотности (37.4 кг · м ⁻³ ). С другой стороны, значение теплопроводности было выше (0,0207 Вт · м ^-1 · K ^-1 ) по сравнению с другими составами; действительно, это значение изоляционных свойств находится в диапазоне типичных коммерческих продуктов [2].

Пенополиуретан с открытыми или закрытыми ячейками

Пытаетесь решить, какой тип утеплителя из распыляемой пены вам следует использовать в своей работе? Это сложнее, чем кажется — хотя пенопласт с закрытыми и открытыми ячейками изолирует дом, они делают это по-разному.В этом руководстве мы рассмотрим пенопласт с открытыми и закрытыми порами и поможем вам выбрать лучший продукт для вашего проекта.

В чем разница между пенопластовой изоляцией с открытыми и закрытыми порами?
Пенопласт с открытыми и закрытыми порами — это два разных типа изоляции из распыляемой пены. У них разные сильные и слабые стороны, и одно не обязательно лучше другого. Все сводится к пониманию преимуществ пенопласта с открытыми порами и с закрытыми порами и к выбору типа, который соответствует вашим потребностям.

Давайте начнем с рассмотрения различий между пенопластами с открытыми и закрытыми порами.

Ячейки
Аэрозольная изоляция относится к открытым или закрытым ячейкам из-за разницы между маленькими пузырьками (ячейками), из которых состоит пена.

Пена с открытыми ячейками полна ячеек, которые не полностью герметизированы. Другими словами, клетки намеренно оставляют открытыми. Это делает пену более мягким и гибким материалом.

Пена с закрытыми ячейками состоит из ячеек, которые, как следует из названия, полностью закрыты.Ячейки прижимаются друг к другу, поэтому воздух и влага не могут попасть внутрь пены. Из-за этого пена с закрытыми порами намного более жесткая и устойчивая, чем пена с открытыми порами.

Плотность
Пенопласт с закрытыми порами намного плотнее пены с открытыми порами. Плотность большинства пенопластов с открытыми порами составляет около 8-14 кг / м3. Пенопласт с закрытыми порами может быть в три раза больше, с плотностью 35-60 кг / м3 и более.

Теплопроводность

Теплопроводность (λ) — это особая характеристика материала.Он представляет собой тепловой поток в ваттах (Вт) через поверхность 1 м² и плоский слой материала толщиной 1 м, когда разница температур между двумя поверхностями в направлении теплового потока составляет 1 Кельвин (K). Единица измерения теплопроводности (λ) — Вт / (м · К). Теплопроводность наиболее часто используемых пенопластов с закрытыми порами составляет примерно ≤ 0,026 Вт / (м · К). а для открытых ячеек ≤ 0,036 Вт / (м · К). Пенопласт с открытыми ячейками имеет теплопроводность ≤ 0,036. Это значительно выше, чем у пенопластов с закрытыми порами, что может ограничить полезность изоляции с открытыми порами в экстремальных температурных условиях.

Расширение
Это одно из наиболее важных отличий с точки зрения приложения. Пенопласт с закрытыми порами расширяется до толщины около 2,5 см при распылении. Пенопласт с открытыми ячейками рассчитан на расширение до 18 см толщины, что означает, что в большинстве стандартных стен возможно только одно нанесение.

Что на самом деле означают все эти термины и рейтинги?
На этом этапе вы, возможно, все еще пытаетесь понять, какой тип пенопласта подходит для вашего проекта.Вот краткий обзор прочности пены с открытыми и закрытыми порами и лучших применений для каждого из них:

Преимущества пенопласта с закрытыми порами
Пенопласт с закрытыми порами — лучший выбор для надежной изоляции там, где ограничено пространство, поскольку он может достигнуть значения R в 2 раза выше, чем у открытых ячеек внутри стандартной стены. Его жесткий характер также способствует структурной целостности здания, и доступны версии с классом огнестойкости E84. Закрытая ячейка также действует как пароизоляция, поэтому вода и влага с меньшей вероятностью попадут внутрь дома, а сама пена не будет повреждена водой.

Преимущества пенопласта с открытыми порами
Одним из самых больших преимуществ пенопласта с открытыми порами является то, что он очень сильно расширяется после нанесения, что означает, что он может изолировать труднодоступные укромные уголки и трещины в доме. Такие участки сложно изолировать пенопластом с закрытыми порами. Пена с открытыми порами отлично подходит для звукоизоляции, когда одно нанесение может полностью заполнить пространство между стойками.

Пена

с открытыми порами также намного более доступна, чем пена с закрытыми порами, однако эта пена не изолирует дом так же, как пена с закрытыми порами, поэтому она не идеальна для мест с экстремальными погодными температурами.

Итак, какую изоляцию мне использовать?
В конечном счете, это зависит от того, где находится дом, каковы цели изоляции и, конечно, насколько велик бюджет. Нужна дополнительная помощь в выборе между пенопластом с открытыми или закрытыми порами? Позвоните нам!

Пенополиуретан, усиленный возобновляемыми природными ресурсами, для использования легкой теплоизоляции Была определена проводимость чистых пенополиуретанов и пенополиуретанов, усиленных природными ресурсами, и результаты представлены на рисунках 2–4.Как показано на рисунке 2, кажущаяся плотность всей армированной пенополиуретановой изоляции демонстрирует тенденцию к увеличению с добавлением природных ресурсов, изоляция из пенополиуретана LP показала такое же значение кажущейся плотности, что и изоляция из чистого пенополиуретана (41,861 кг · м

⁻³ ). Кажущаяся плотность пенополиуретановой изоляции рисовой шелухи показала самые высокие значения, которые можно было бы приписать меньшему размеру используемой рисовой шелухи.

Увеличить

Уменьшить

Сбросить размер изображения

Рисунок 2. Кажущаяся плотность чистой пены, пены низкого давления и теплоизоляции из пенополиуретана, усиленной природными ресурсами.

Загрузить рисунок:

Стандартный образ
Изображение высокого разрешения

Увеличить

Уменьшить

Сбросить размер изображения

Рис. 3. Прочность на сжатие чистой изоляции из пенополиуретана, изоляции из пенопласта низкого давления и изоляции из пенопласта, усиленной природными ресурсами.

Загрузить рисунок:

Стандартный образ
Изображение высокого разрешения

Увеличить

Уменьшить

Сбросить размер изображения

Рисунок 4. Теплопроводность аккуратной изоляции из пенополиуретана, изоляции из пенопласта низкого давления и изоляции из пенополиуретана, усиленной природными ресурсами.

Загрузить рисунок:

Стандартный образ
Изображение высокого разрешения

На механические свойства пенополиуретана могут влиять различные факторы, такие как кажущаяся плотность, характеристики ячеистой структуры и тип наполнителя. Требования к прочности, такие как прочность изоляции здания на сжатие, считаются очень важными.Использование древесных частиц, бамбуковых волокон и рисовой шелухи значительно улучшило прочность на сжатие пенопласта. По мере увеличения добавления наполнителей прочность на сжатие всех пенополиуретанов значительно увеличивалась, что демонстрировало тенденцию, аналогичную тенденции кажущейся плотности. Для сравнения, изоляция из вспененного полиуретана RH продемонстрировала наивысшую прочность на сжатие, что указывает на то, что рисовая шелуха имела хорошую межфазную совместимость в сочетании с полиуретановой матрицей.Прочность на сжатие пенополиуретана LP была относительно низкой по сравнению с изоляцией из пенопласта, армированной натуральными волокнами. Это происходит главным образом потому, что натуральные волокна обладают внутренней механической прочностью и улучшенной интегральной прочностью пен [17].

Теплопроводность пенополиуретана связана с тепловыми факторами, такими как конвекционная теплопередача, радиационная теплопередача, а также проводимость твердых тел и воздуха. Теплопроводность связана со структурой и плотностью пенополиуретана, в то время как излучение зависит от размера ячеек пенополиуретана [18].Как правило, при оценке теплопередачи на пенополиуретане конвективной и радиационной теплопередачей можно пренебречь [8]. В настоящем исследовании была определена и обсуждена теплопроводность пенополиуретана, армированного натуральными волокнами.

Как видно из рисунка 3, чистые пенополиуретаны и полиуретановые пенопласты низкого давления показали низкую теплопроводность. В то время как теплопроводность пен WF PU, пен BF PU и пен RH PU была относительно высокой. Значения теплопроводности пенополиуретана, армированного натуральным волокном, находились в диапазоне 0.045-0,065 Вт.м ^-1 K ^-1 , показывая, что теплопроводность усиленного волокном пенополиуретана одновременно увеличивалась по мере повышения прочности на сжатие. Теплопроводность пенополиуретана RH была самой высокой. Это было связано с меньшими размерами ячеек с толстыми стенками, которые реализовывали большую теплопередачу, поскольку меньший размер рисовой шелухи также улучшал их межфазную совместимость с матрицей PU [5]. Однако на основании квалификации, что материал квалифицируется как изоляционный, если его теплопроводность меньше 0.1 Wm ⁻¹ K ⁻¹ [19], небольшое увеличение значений теплопроводности полиуретановых пен, армированных натуральными волокнами, вызванное добавлением волокон, не повлияет на их применение в качестве теплоизоляторов, поскольку их значения теплопроводности все еще были намного меньше, чем 0,1 Вт · м ⁻¹ K ⁻¹ . Для сравнения: полиуретановые пены, армированные натуральными волокнами, в этом исследовании имеют более низкие или сопоставимые значения теплопроводности с теплоизоляционными материалами на биологической основе, как сообщалось в предыдущих исследованиях [12–15, 20].

Микроструктура чистого пенополиуретана и пенополиуретана LP показала ячеистую структуру, и ячейки были хорошо собраны (рис. 5). Изоляция из пенополиуретана, армированного бамбуковым волокном, по-прежнему показывала хорошую структуру ячеек, а волокна имели хорошую межфазную адгезию со стенками ячеек из полиуретана. Добавление древесных частиц вызывало изменения в клеточных структурах, что приводило к образованию клеток с нарушением целостности. Микроструктура пенопласта показала, что натуральные волокна могут играть роль каркаса, обеспечивающего прочность всего материала.Между тем, оригинальная сотовая структура пенополиуретана обеспечивала низкие значения теплопроводности образцов изоляции. Следовательно, хорошее включение механических поддерживающих волокон в качестве каркаса в пенополиуретан с сотовой структурой в качестве матрицы обеспечивало высокую прочность при низкой плотности для армированной волокном пенополиуретановой изоляции.

Увеличить

Уменьшить

Сбросить размер изображения

Рисунок 5. Микроструктура (а) чистой изоляции из пенополиуретана, (б) изоляции из пенополиуретана низкого давления, (в) изоляции из вспененного полиуретана WF, (г) изоляции из вспененного полиуретана BF и (д) изоляции из вспененного полиуретана с правой стороны.

Загрузить рисунок:

Стандартный образ
Изображение высокого разрешения

Кривые термогравиметрии (TG) и производной термогравиметрии (DTG) чистых пенополиуретанов и армированных пенополиуретанов показаны на рисунке 6. Кривые DTG чистых изоляционных материалов из пенополиуретана показали, что существует две основные стадии деградации, с максимальной температура потери массы 351 ° C и 513 ° C соответственно.Первая стадия разложения произошла между 150 ° C и 400 ° C, что было связано с диссоциацией уретановых связей в пенополиуретане. Вторая стадия разложения произошла между 400 ° C и 600 ° C, что связано с разложением полиольных мягких сегментов в пенополиуретане [21].

Увеличить

Уменьшить

Сбросить размер изображения

Рис. 6. Кривые TG и DTG для чистой изоляции из пенополиуретана, изоляции из пенопласта LP и изоляции из пенопласта, армированного натуральным волокном (с добавлением 35%).

Загрузить рисунок:

Стандартный образ
Изображение высокого разрешения

Тепловые характеристики пен RF PU, пенопласта BF PU и пенопласта WF PU были схожими. Вся изоляция из пенополиуретана, армированного натуральным волокном, подверглась одной основной стадии разрушения при температуре от 250 ° C до 500 ° C. По сравнению с чистой изоляцией из пенополиуретана, включение рисовой шелухи, бамбуковых волокон и древесных частиц сместилось к более низкой температуре, когда потеря массы была ниже 5%, что может быть приписано потерям влаги, существующей в естественной структуре натурального материала. волокна [22–24].Результат согласуется с предыдущим исследованием Mosiewicki и др. (2009) [11]. Выход полукокса из пенополиуретана RH был самым высоким, что было приписано высокому содержанию таких минералов, как Si, Ca, Mg, Mn.