Коэффициент теплопроводности монтажной пены: Утепление монтажной пеной, какую выбрать и как сделать

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.

Коэффициент теплопроводности монтажной пены

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.

Теплопроводность пенополиуретана (ППУ)

На современном строительном производстве широко применяются теплоизоляционные материалы. Их использование позволяет значительно сократить сметную стоимость объекта, не потеряв при этом в качестве. Один из самых востребованных материалов на рынке утеплителей — пенополиуретан.

Пенополиуретан относится к группе искусственных газонаполненных пластмасс. Он состоит из полиуретана, между которым находятся пузырьки воздуха. Теплопроводность пенополиуретана практически равна нулю, что делает его незаменимым материалом на стройке и в быту. Различают несколько его видов:

• Жёсткий пенополиуретан – новый и перспективный материал, который ещё не прошел проверку временем. На сегодняшний день учёным только предстоит изучить поведение этого материала через 30-40 лет эксплуатации. Его производят прямо на строительной площадке. Он наносится на поверхность методом напыления. Жёсткий ППУ используется для утепления и звукоизоляции цокольных и подвальных этажей, фундаментов.
• Мягкий пенополиуретан – широко используется в качестве набивочной теплоизоляции и для изготовления различных предметов обихода. Его плотность 5-35 кг/м / .

Немного истории

Первые образцы пенополиуретана были получены в лаборатории города Леверкузен в 1937 году. Сначала не использовали как утеплитель. Из него изготавливали лепнину. Вторая мировая война внесла свои коррективы в динамику развития пенополиуретана. Его производство было приостановлено до начала 60-х годов. Для восстановления разрушенной инфраструктуры понадобилось много строительного материала. Пенополиуретан занял в этом списке достойное место.

Анализ технических характеристик ППУ

В этой статье будет рассмотрен жёсткий пенополиуретан. Его всё чаще используют на строительных площадках. У него низкая теплопроводимость и гидрофобность. ППУ не пропускает пары воды, не гниёт.

На его поверхности не образуется грибок и плесень. Он не вступает в реакции с большинством реагентов.

Для всестороннего изучения этого теплоизоляционного материала рассматриваются его основные свойства:

• Теплоизолирующие свойства.
• Шумоизолирующие свойства.
• Влагостойкость.
• Паропроницаемость.
• Поведение в различных химических средах.
• Сопротивление открытому огню.
• Плотность.
• Срок эксплуатации.
• Экологичность.

Сводная таблица усреднённых параметров основных теплоизоляционных и отделочных материалов

Теплоизолирующие свойства

Этот параметр напрямую зависит от величины ячейки и колеблется в диапазоне 0,019-0,035 Вт/мºС. Теплопроводность ячеистого ППУ хуже, чем у пенополистирола, керамзитового гравия и минеральной ваты. При одинаковой толщине слоя утеплителей — пенополиуретан сохраняет тепло намного эффективнее, чем вышеперечисленные материалы. Схема сравнения теплоизолирующих свойств различных строительных материалов

Шумоизолирующие свойства

Его пористая и ячеистая структура обеспечивает удовлетворительную звукоизоляцию, но не от всех видов шума.

Важно! Нет универсального вида шума. Поэтому один материал может эффективно защищать от ударных шумов, но совершенно не сопротивляться другим их видам.

Пенополиуретан эффективно защищает внутренние помещения от различных ударных шумов. Это значит, что он заглушит звуки громких шагов или танцев соседей сверху. С другой стороны, по многочисленным отзывам потребителей, ППУ практически не защищает внутреннее пространство от звуков с улицы, громких разговоров иди музыки.

Этому есть простое объяснение. Ячеистые материалы (пенополиуретан, пенопласт) благодаря своей структуре плохо гасят звуковые волны. Для этих целей лучше использовать утеплители с волокнистой структурой (минеральная вата). У них волны гасятся за счёт колебаний внутренних волокон.

Влагостойкость

Для правильного использования теплоизоляционных материалов надо знать, какой процент влаги он сможет впитать. У пенополиуретана этот показатель равен 1-3 процентам от объёма материала в сутки. Этот показатель значительно выше, чем у пенопласта и минеральной ваты. Для улучшения защиты от влаги в состав ППУ добавляют присадки. Например, обычное касторовое масло уменьшает его гидрофобность в 4 раза. Пример защиты фундамента ППУ ниже уровня земли (во влажной среде)

Паропроницаемость

По этому параметру у ячеистого пенополиуретана высокие показатели. Коэффициент его паропроницаемости µ=50. Для сравнения, у тяжелого бетона этот показатель в 40-50 раз ниже. ППУ подходит для обработки внешних поверхностей стен и фундаментов. Он может полностью остановить всасывание бетоном влаги. С другой стороны его не рекомендуется применять в воде. Есть вероятность возникновения химической реакции гидратации. Схема работы стенового «пирога» на отвод влаги

Важно! Не вся пенополиуретановая пена хорошо защищает. Есть несколько видов ячеистой пены без защитной оболочки. Для них нужна дополнительная пароизоляция.

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.

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

1. Утеплитель

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».

ТЕПЛОПРОВОДНОСТЬ ПЕНОПОЛИУРЕТАНА

Газонаполненная ППУ пластмаса обладает набором великолепных свойств и отличных характеристик, которые делают этот материал удобным и практичным для теплоизоляции и изготовления различных изделий.

В рамках данной статьи рассмотрим пенополиуретан, как утеплитель. Разберемся, какой утеплитель эффективнее, как определить толщину того или иного материала для теплоизоляции. Опираясь на законы теплофизики, сравним ППУ с другими строительными материалами. Попутно отметим интересные свойства пенополиуретана и упомянем про ограничения по применению.

Коэффициент теплопроводности ППУ

Наиболее важным параметром, характеризующим материал, как утеплитель, является коэффициент теплопроводности, обозначается малой греческой буквой лямда: λ, размерность Вт/(м•градС). Коэффициенты теплопроводности приведены в Приложение 3 «Теплотехнические показатели строительных материалов и конструкций» СНиП 2-3-79.

В среднем, коэффициент теплопроводности пенополиуретана 0,028 Вт/(м•градС). Много это или мало? Хорошо или плохо? Правда ли, что пенополиуретан лучше, как утеплитель, чем пенопласт, минеральная или каменная вата?

Термическое сопротивление теплоперередаче

Для ответа на эти вопросы, необходимо понимать, что такое сопротивление теплопередаче ограждающих конструкций, которое определяется, как коэффициент термического сопротивления R-value. Размерность м2•градС/Вт. Рассчитывается по формуле: R-value = δ / λ, где δ – толщина слоя.

Стена или крыша дома состоит из нескольких слоев различных материалов. Например, стена дома: фасадный кирпич, утеплитель, пенобетон, штукатурка черновая, штукатурка чистовая, обои. Или слои плоской кровли: техноэласт, стяжка, утеплитель, пароизоляция, плита перекрытия.

И каждый слой по отдельности сопротивляется теплопередаче, т.е. препятствует, чтобы здание остывало, когда на улице холоднее, чем внутри или, наоборот, нагревалось, когда внутри прохладнее, чем снаружи.

Каждый из этих материалов характеризуется собственным коэффициентом теплопроводности. И каждый слой имеет свою толщину. Пенобетонный блок 200мм, плита перекрытия 220мм, техноэласт с присыпкой 4мм и т.д. Поэтому для каждого из этих слоев можно определить сопротивление теплопередаче Ri-value: лямда и толщина каждого слоя известны. И, чем больше будет значение Ri-value, тем лучше работает слой, как теплоизоляция.

Общее сопротивление теплопередаче Ro рассчитывается, как сумма сопротивления теплопередаче каждого слоя конструкции. Поэтому, если стена состоит из 6 слоев различных материалов, то следует определить R1-value, R2-value, …, R6-value, а затем суммировать.

Из формулы R-value = δ / λ, понятно, что, чем меньше λ используемого материала, тем меньше слой этого материала, и, наоборот, если конструкция состоит из слоев материалов с большими лямда, то слои должны быть толстыми.

Теплопроводность в сухом и влажном состоянии

Лямда 0,029 Вт/(м•градС) – очень хороший показатель для теплоизоляционного материала. Кстати, следует понимать, что лямда материала в сухом и влажном состоянии отличается. Во влажном состоянии лямда выше, т.е. материал хуже в качестве утеплителя, т.е. слой должен быть толще. У ппу во влажном состоянии λ=0,03 Вт/(м•градС).

Разница в 0,001 говорит о том, что пенополиуретан почти не намокает. Поэтому является отличным материалом для утепления. Для лучшего понимания, сравните с коэффициентами теплопроводности в сухом и влажном состоянии других материалов:

• минеральная вата в сухом состоянии λ=0,048, а во влажном 0,058 Вт/(м•градС),
• экструдированный пенополистирол в сухом состоянии λ=0,033, а во влажном 0,039 Вт/(м•градС),
• кирпичная кладка в сухом состоянии λ=0,56, а во влажном 0,81 Вт/(м•градС).

При расчетах толщины материала в конструкции, следует исходить от коэффициента теплопроводности во влажном состоянии. Поэтому, чтобы обеспечить одно и то же сопротивление теплопередаче:

• слой минеральной ваты должен быть почти в 2 раза толще, чем ППУ,
• слой экструдированного пенополистирола должен быть на 30% толще, чем ППУ,
• слой кирпичной кладки должен быть в 27 раз больше, чем толщина ППУ.

Почему нельзя построить дому только из ППУ

Исходя из вышеизложенного, получается, что дома седует строить из материалов с малым λ. Но это не возможно. Т.к. чем меньше лямда, тем меньше плотность и прочность материала. ППУ с лямда 0,03 Вт/(м•градС) это хороший утеплитель и, даже, субъективно прочный материал, но его легко повредить ножом, молотком, лопатой, ломом и т.д. У кирпича, камня, бетона лямда очень большие, поэтому, они плохие утеплители, но их уже сложно повредить.

Поэтому в строительных конструкция чередуют слои материалов. Внешнюю оболочку и несущий каркас изготавливают из прочных жестких материалов с большим значением коэффициента λ, а между ними укладывают малопрочный материал с малым лямда.

Заметим, что λ = 0,03 Вт/(м•градС) для ППУ характерно для материала при плотности 40…50 кг/м3. Есть ППУ с плотностью и 200 кг/м3. Это очень прочный материал, из него делают элементы мебели, строительного декора. В этом случае коэффициент теплопроводности значительно выше. Но к мебели не предъявляется требования, что она должна хранить тепло. И такой сверхпрочный утеплитель, буквально, как твердое дерево, не используется для утепления зданий и сооружений.

Толщина слоя ППУ для теплоизоляции

И, наконец, самое интересное – какой толщины должен быть слой ППУ для утепления?

Ответ на этот вопрос регламентируется в России нормативами сопротивления теплопередачи строительных конструкций по СНиП II-3-79 СТРОИТЕЛЬНАЯ ТЕПЛОТЕХНИКА. Документ от 1979 года актуален до сих пор, с учетом дополнений. Последнее было в 2014 году.

На сегодняшний день, суммарное сопротивление теплопередаче стены Ro, например, в Новосибирске должно быть 3,69 м2•градС/Вт. Для московского региона это значение 3,20 м2•градС/Вт.

Поэтому, чтобы узнать необходимую толщину утеплителя ППУ для стены дома в Клину, следует рассчитать сопротивление теплопередаче каждого из слоев конструкции стены и сложить: Rкирпич-value + Rбетон-value + Rштукатурка-value. Получим некое значение Q м2•градС/Вт.

Далее определяем величину сопротивления теплопередаче, которая должна компенсироваться утеплителем. Для Московского региона это: (3,2-Q) м2•градС/Вт.

После чего, достаточно умножить полученное значение на коэффициент теплопроводности утеплителя, чтобы получить толщину слоя для выбранного материала: (3,2-Q) * λ [м].

Очевидно, что, чем меньше λ выбранного утеплителя, тем меньше слой теплоизоляции. И, т.к. у ППУ наименьшее лямда, то пенополиуретан являеется наиболее эффективным теплоизоляционным материалом.

Если желаете узнать точную толщину в мм утеплителя, применительно к конкретной конструкции дома, напишите нам. Мы рассчитаем и толщину ППУ и расход компонентов на 1м2 в кг и предложим наиболее подходящую марку сырья.

Мы также готовы выехать на объект и выполнить работу по нанесению ППУ заданным слоем или заполнению пустот между стенами. Всё необходимое оборудование у нас имеется, а наши рабочие обладают необходимыми знаниями и опытом, чтобы выполнить теплоизоляцию пенополиуретаном качественно.

Чем отличается монтажная пена от напыляемого утеплителя — Про дизайн и ремонт частного дома

Сравнение пенополиуретана и пеноизола

Когда нужно выбрать материала для утепления для собственного дома, многие задаются вопросом какой именно из материалов выбрать? Как отыскать самый лучший, но в то же время доступный по цене материал, который будет безвреден для здоровья и легок в монтаже.

Пеноизол

Пеноизол – это карбамидно-формальдегидный пенопласт, сокращенно КФП. Универсальный теплоизоляционный материал, получивший свое распространение в 1930-х годах в Германии. Там он активно применялся почти повсеместно вплоть до 50-х годов. КФП представляет собой вспененный материал белого цвета, который своим видом напоминает экструдированный пенополистирол. Так, если провести по сколу, например, пальцем, то он крошится. Материал не имеет запаха, не выделяет токсичных веществ и поэтому считается достаточно безопасным. Состав пеноизола имеет однородное мелкоячеистое строение. В нашей стране этот утеплитель в зависимости от его производителя может именоваться по-разному: пеноизол, мипора, юнипол, меттэмпласт.

Характеристики пеноизола

Технология производства пеноизола относительно проста, а себестоимость такого материала достаточно мала, если сравнивать с другими теплоизоляторами. С помощью специального оборудования, перемешивающего различные компоненты утеплителя, получается пена, которая заполняется либо в форму, либо непосредственно на свое будущее место, например, в межстеновое пространство, полы, щели и другие элементы здания. Когда материал окончательно отвердевает получается белый теплоизоляционный слой с плотностью от 9 до 25 кг/м3. Надо сказать, очень удобная и сравнительно недорагая технология.

Пенополиуретан

Чем же отличается пеноизол от пенополиуретана, который является дальним родственником пеноизолов?

Пенополиуретан – полимерный материал, являющийся разновидностью пластмассы, который также был открыт в Германии в 1947 году немецким химиком по фамилии Байер. Этот утеплитель получается в процессе реакции двух, а иногда и более компонентов. Среди пенополиуретанов различают жесткие, эластичные и интегральные. Однако для нас в данном случае интерес представляет именно жесткий пенополиуретан, который получил свое широкое распространение в качестве надежного строительного утеплителя для зданий и частных домов. Жесткие ППУ также, как и пеноизолы, имеют мелкую ячеистую структуру, но обладают более высокой плотностью – от 25 кг/м3 и выше, а также повышенной эластичностью, что делает его более прочным, например, он не осыпается и не крошится.

Сравнение пенополиуретана и пеноизола

Влияние на здоровье человека и животных

Пеноизол, как утверждают производители, прошел многочисленные проверки на безопасность и является полностью нейтральным по воздействию на организм как для человека, так и для животных, о чем говорят многочисленные сертификаты. Однако в некоторых штатах Америки и Канады законодательство запрещает применение КПФ как потенциально опасного для здоровья материала. Аналогичный запрет есть и в ряде стран Европы. Дело в том, что при полимеризации карбамидного пенополаста происходит выделение формальдегида, который вреден для здоровья как людей, так и животных. Надо сказать, что споры ученых и производителей относительно безопасности карбамидно-формальдегидного пенопласта до сих пор не утихают и поэтому окончательно ответа на вопрос безопасности КПФ нет. Единственное, что можно сказать, так это то, что можно снизить возможные риски выделения формальдегидных паров можно снизить путем применения на внутренней стороне стены пароизоляционного слоя.

Если говорить о пенополиуретане, то в вопросах безопасности он обладает сертификатами и заключениями, которые доказывают его безвредное воздействие на живые организмы, а также на окружающую среду. В плане применения пенополиуретана ни у одной страны мира нет таких запретов, какие есть у пеноизола.

Пожарная безопасность

Если говорить о пожарной безопасности, то пеноизолы относятся к классу горючести Г2, то есть они не способны самовозгораться. Пенополиуретаны относятся к классу горючести Г3 и Г4, что значит в зоне действия открытого огня они являются трудногорючими и самозатухающими.

Водопроницаемость

Процент влагопоглащения у пеноизолов довольно большой, примерно, 18-20%, из чего можно сделать вывод, что такие теплоизоляторы боятся влаги. При избыточной влажности пеноизол начинает разрушатся, поэтому для него необходима дополнительная паро и влагоизоляция.

Пенополиуретаны обладают минимальным водопроницаемостью за счет своей структуре закрытых пор, поэтому теплоизоляция из пенополиуретана не только прекрасно сохранит тепло, но и будет являтся хорошей антикоррозийной защитой, защитой от влаги, плесени и грибков. Так же стоит отметить, что на поверхностях из пенополиуретана не образуется конденсат.

Теплоизоляция пеноизола и ППУ

Качественный пеноизол обладает хорошей телпопроводностью — до 0,030 Вт/м•К, а вот теплопроводность пенополиуретана составляет порядка 0,021 Вт/м•К.

Прочность пенополиуретана и пеноизола

В плане прочности пеноизол уступает пенополиуретану, так как он является гораздо более хрупким материалом. А вот пенополиуретан довольно прочный и при этом эластичный материал, который прекрасно способен выдержать, например, усадку здания, ходьбу и прочие механические воздействия.

Цены на пеноизол и пенополиуретан

Если сравнивать пеноизол с пенополиуретан в плане стоимости, то здесь первое место будет за карбомидным пенопластом, который на порядок оказывается дешевле пенополиуретановой технологии, однако и физико-химические качества при этом у него ниже, чем у пенополиуретана…

Срок службы пеноизола и пенополиуретана

Пенополиуретан темнеет под действием УФ-лучей. Под «открытым небом», срок службы пенополиуретана будет равняться приблизительно 15 годам. Если ППУ будет закрыт от солнечных лучей, то срок его службы в этом случае составит более 50 лет. Так же стоит отметить, что пенополиуретан обладает хорошей морозостойкостью – до 300 циклов, в то время как оптимальная температура для использования пеноизолов — это от 0 до + 40 градусов по Цельсию.

При соблюдении рекомендуемых технлогий строительства пеноизолы, как говорят об этом сами производители, могут прослужить порядка 50 лет. Однако это далеко от реальности. Как показывает практика, пеноизол в большинстве случаев уже через 3-5 лет превращается в труху.

Что же лучше купить и чем лучше утеплить здание?

Выводы в пользу выбора пеноизола или пенополиуретана, на наш взгляд, очевидны. Здесь либо экономить и использовать пеноизольные массы для утепления, либо потратить больше и получить надежную теплоизоляцию на долгие годы… Безусловно, пенополиуретан, несмотря на то, что он дороже, является более выгодным решением, если речь идет о качественном утеплении зданий, складов и частных домов!

POLYNOR VS Монтажная пена. Сравнение

«Да все понятно, это же монтажная пена». Если Вы, не вникая в суть продукта, согласны с данным утверждением, то можете дальше не читать данный текст – это будет лишь тратой времени. Для тех читателей, кто желает понять и докопаться до истины, мы расскажем, в чем же разница между утеплителем POLYNOR и монтажной пеной.

Изначально многих вводит в заблуждение форма подачи (форм-фактор) товара — аэрозольный баллон, предназначенный для работы с монтажным пистолетом.

Но давайте вместе задумаемся, а как много всего РАЗНОГО «подается» в одной и той же форме?

• Зубная паста и Горчица
• Крем для ухода за кожей и болеутоляющие мази
• Бутылка с кефиром и бутылка с алкоголем

Этот ассоциативный ряд можно еще долго продолжать. Желающим предлагаю заняться этим самостоятельно :-).

Итак, сходство POLYNOR и монтажной пены

• Одинаковая упаковка
• Оба продукта относятся к пенополиуретанам, несмотря на свои разные свойства.

Мы выяснили в чем основное сходство POLYNOR и монтажной пены, а теперь давайте выясним главное отличие.

Главное отличие заключается в соотношении открытых и закрытых ячеек в полимеризованном (застывшем) материале.

• POLYNOR: 70% — закрытых ячеек, 30%- открытых
• Монтажная пена: 30% — закрытых ячеек. 70% — открытых

Мы с Вами видим, что POLYNOR по этому показателю нельзя приравнивать к монтажной пене.

Отсюда вытекает несколько преимуществ POLYNORа

• Значение коэффициента теплопроводности у POLYNOR значительно ниже, чем у монтажной пены.
• Значение коэффициента паропроницаемости у POLYNORа ниже, чем у монтажной пены
• Значение коэффициента водопоглощения у POLYNORа ниже, чем у монтажной пены

Какие еще отличия присутствуют?

• POLYNOR можно наносить на потолок
• Скорость напыления POLYNOR в разы превышает скорость нанесения монтажной пены
• Поверхность POLYNORа более ровная, чем у монтажной пены
• С помощью POLYNORа можно получить бесшовный слой
• Адгезия POLYNORа идет по всех площади соприкосновения с поверхностью

Точки продаж

Вы можете купить нашу продукцию в ближайшей точке продаж.

Ваша конфиденциальность очень важна для нас. Мы хотим, чтобы Ваша работа в Интернете по возможности была максимально приятной и полезной, и Вы совершенно спокойно использовали широчайший спектр информации, инструментов и возможностей, которые предлагает Интернет.
Личная информация, собранная при заказе услуг (или в другой форме) на сайте, используется для подготовки услуг в соответствии с Вашими потребностями. Ваша информация не будет передана или продана третьим сторонам.

Какие данные собираются на сайте?

При добровольной отправке данных с помощью форм Вы отправляете свое имя, e-mail или номер телефона.

С какой целью собираются эти данные?

Имя используется для обращения лично к Вам, а Ваш e-mail или номер телефона для возможности вести с Вами диалог о возможности предоставления своих услуг. При этом мы не осуществляем SMS или e-mail рассылки, все предложения и акции рекламируются только на сайте.
Ваши имя, e-mail или номер телефона не передаются третьим лицам ни при каких условиях кроме случаев, связанных с исполнением требований законодательства.
Тем не менее, несмотря на то, что мы стремимся обезопасить Вашу личную информацию, Вы тоже должны принимать меры, чтобы защитить ее.
Мы настоятельно рекомендуем Вам принимать все возможные меры предосторожности во время пребывания в Интернете. Организованные нами услуги и веб-сайты предусматривают меры по защите от утечки, несанкционированного использования и изменения информации, которую мы контролируем. Несмотря на то, что мы делаем все возможное, чтобы обеспечить целостность и безопасность своей сети и систем, мы не можем гарантировать, что наши меры безопасности предотвратят незаконный доступ к этой информации хакеров сторонних организаций.

Для связи с администратором сайта по любым вопросам Вы можете написать письмо на e-mail, указанный в разделе«Контакты».

Напыленный пенополиуретан

ГК СМК при производстве и строительстве бескаркасных арочных ангаров, по «тёплому варианту» рекомендует своим заказчикам интересную альтернативу минераловатному утеплителю — напыленный пенополиуретан. Технология не нова, однако у нас в стране пока не получила такого повсеместного распространения, как в Европе. Тем не менее имеет рад неоспоримых преимуществ перед решениями с другими видами утеплителя. Сегодня именно об этом материале мы и расскажем подробней.

Уникальный напыленный пенополиуретан

Итак, в далёком 37 году двадцатого столетия, некий бюргер с хорошим химическим образованием намешал у себя в пробирках вещество, над которым тогдашние скептики откровенно похихикивали. Звали его Отто Байер, а его материал – пенополиуретан (ППУ). И несмотря на определённое отторжение тогдашнего общества, через несколько лет было налажено первое промышленное производство этого стройматериала и понеслось… Машиностроение, арт объекты, строительство, легкая промышленность, и даже космос…

Пенополиуретан — в своём роде уникален! Редчайшее сочетание таких качеств, как гидрофобность, паропроницаемость, эластичность, прочность и отличная теплопроводность, позволили этому материалу занять существенную нишу в разнообразных отраслях промышленности.

Основные характеристики пенополиуретана

Теплопроводность

Теплопроводность — это величина, показывающая насколько хорошо удерживает тепло это вещество. Единица измерения для данной характеристики вт/мК. Данный показатель наиболее важен для материалов с основной функцией утепления и для ППУ это значение составляет 0,02- 0,028 вт/мК. Это значение на порядок превосходит стройматериалы аналогичного назначения:

• экструдированный пенополистирол 0,031 вт/мК;
• гранулированный пенопласт 0,038 вт/мК;
• минеральная вата 0,04 вт/мК.

Плотность ППУ

Плотность показывает, какую нагрузку способен нести материал и находится в обратной зависимости от его теплоизолирующих свойств. Средняя плотность ППУ составляет 30-40 кг/м3. При этих же значениях, он обладает наилучшей теплоизоляцией.

В материале меньшей плотности соответственно меньше ячеек, и они больше. Значит и открытых ячеек на поверхности больше. А они забирают воздух и соответственно теплоизоляция у такого материала хуже. Если плотность больше вышеуказанного значения, то тепло начинает проходить через саму структуру, что тоже ухудшает его свойства, как утеплителя.

Структура пенополиуретана

Пенополиуретан очень лёгкий, но в то же время достаточно прочный. Маленький вес обусловлен тем, что на более чем 90 % он состоит из углекислого газа, замкнутого внутри множества ячеек. Углекислота образуется в момент соединения и вспенивания компонентов.

Этот газ обладает более низкой теплопроводностью чем у воздуха, что делает ППУ непревзойдённым теплоизолятором.

Горючесть ППУ

Горючесть – способность материалов самостоятельно поддерживать реакцию горения. Пенополиуретан относится к категории Г2, т. е. умеренно горючие или само затухающие вещества. Обусловлено это тем, что в составе присутствует антипирен (добавка, затрудняющая горение) и, кроме того, при воздействии высоких температур материал начинает плавиться и перекрывает доступ кислорода. А как известно, без этого газа реакция горения прекращается.

Влагопоглощение пенополиуретана

Влагопоглощение — способность «вбирать» и сохранять в своей структуре воду. Все разновидности утеплителей в той или иной степени впитывают воду. Однако, чем больше значение влагопоглощения, тем быстрее утеплитель без дополнительной паро- и гидроизоляции теряет свои свойства изолятора. Значение этой величины напрямую зависит от структуры материала, количества и закрытости газовых пор в нём.

Влагопоглощение ППУ составляет 0,5-0,58 % в зависимости от плотности и структуры ячеек. Это значит, что полностью сухой материал может впитать только пол процента влаги от собственной массы т. е. фактически ничего! Поэтому этот материал и не нуждается в какой-либо дополнительной защите при наружном утеплении. Напыленный пенополиуретан может одновременно выполнять функцию гидроизоляции. Например, при изоляции теплосетей.

Монтажная пена не пенополиуретан и в чем разница

Многие обыватели принимают монтажную пену за разновидность полиуретана. Это не совсем так и, сейчас объясним разницу:

Монтажная пена	ППУ
Характеристики	имеет высокий показатель водопоглощения, вода задерживается в теле пены, разрушая её за несколько циклов замораживания-оттаивания	гидрофобен, но обладает хорошей паропраницаемостью, разрушается только под прямыми солнечными лучами
Состав	однокомпонентный пенополиуретан с открытой ячейкой, вспенивается при попадании на открытый воздух	состоит из двух химических компонентов, реакция не зависит от присутствия воздуха
Скорость твердения	застывает за несколько часов, что сказывается на качестве заполнения швов и щелей	застывает за несколько минут, одновременно расширяясь, что позволяет ей распределяется по рабочей поверхности значительно равномерней
Условия использования	нужен воздух, нельзя работать на морозе	можно использовать в безвоздушном пространстве, с предварительным подогревом компонентов, можно напылять при отрицательных температурах

Области применения напыленного пенополиуретана

Здесь мы остановимся на применении ППУ только в строительстве так как весь список регалий этого материала очень велик. Напыляемый пенополиуретан используют для утепления различных покрытий и ограждающих конструкций в т.ч. крыши, потолки, стены промышленных, административно-хозяйственных и жилых зданий, ангаров, резервуары, ёмкости и трубопроводы и т.д.

Технология нанесения ППУ в строительстве

Итак, сам процесс нанесения пенополиуретана заключается в подаче по независимым шлангам двух компонентов (А обычно полиол и В изоцианат) в пистолет, где они смешиваются и под давлением выдуваются непосредственно на утепляемую поверхность. Сами смеси должны быть разогреты до определённых температур (рекомендованная t зависит от производителя используемых компонентов). Для тех, кто ещё не наигрался в детстве в пожарников — сам процесс может показаться достаточно занятным. Однако специалист, выполняющий данную работу, должен быть защищён индивидуальными средствами защиты органов дыхания и кожных покровов т. к. пока реакция продолжается, полезного для человека там, мягко говоря, мало… Поверхность нанесения должна быть сухой и чистой. Слабо держащиеся или ветхие элементы должны быть удалены. После чего можно приступать к производству работ.

Если материал наносится с наружной стороны утепляемой поверхности, то нужно предусмотреть несущие элементы под финишную отделку, если вы, конечно, не фанат фантасмагорической архитектуры.

Достоинства и недостатки пенополиуретана

Из основных достоинств пенополиуретана можно выделить наилучшие показатели теплопроводности среди всех существующих аналогов, более высокая скорость нанесения, застывания и соответственно окончания работ, нет стыков и швов (отсутствие в системе «мостиков холода»), гидрофобность (не нуждается в дополнительной защите), возможность нанесения на любые геометрически сложные поверхности, отсутствие каких либо крепёжных элементов при производстве работ.

К недостаткам ППУ можно отнести достаточно высокую (по сравнению с минеральной ватой) стоимость компонентов для производства работ. Однако если брать стоимость работ и материалов по дополнительной защите минераловатного утеплителя от воздействий окружающей среды и более долгий срок службы ППУ, то и этот недостаток сходит на НЕТ.

Группа Компаний СМК поможет расширить ваш кругозор в сфере каркасного и бескаркасного арочного строительства. Мы поможем выбрать тот или иной способ утепления вашего здания: напыленный пенополиуретан, минеральная вата или сэндвич-панели. Подробно проконсультируем и посоветуем оптимальные решения в вашей конкретной ситуации. А предварительные расчёты вы можете провести на нашем сайте на встроенном калькуляторе.

ГК СМК выполняет строительство промышленных объектов на всей территории РФ. Но самые выгодные для Заказчика цены на строительные услуги мы предлагаем в Санкт-Петербурге и Ленинградской области, так как это не влечет за собой мобилизацию в другой регион и связанных с этим затрат.

Чем отличается монтажная пена от напыляемого утеплителя

На сколько хватает одного баллона Полинор?

Площадь напыления из одного баллона POLYNOR, при толщине слоя 30мм, составляет до 2м? (при соблюдении Инструкции). За один проход можно наносить слой от 1 см до 4 см, шагом 20 минут к предыдущему, количество слоев не ограничено. Толщина слоя регулируется скоростью нанесения. Рекомендуем наносить несколькими слоями, сначала первый слой толщиной от 1,5 см до 4 см, затем через 20 минут второй слой, который исправит недочеты первого слоя и обеспечит бесшовную тепло- и ветрозащиту.

Сложно ли использовать утеплитель POLYNOR неподготовленному человеку?

Ничего подобного! Полинор — самый простой и доступный в использовании утеплитель. Вам не нужны специальные навыки для его использования. Необходим лишь обычный пистолет для монтажной пены и насадка POLYNOR для напыления, поставляющаяся с каждым баллоном в комплекте (утеплитель POLYNOR 3D имеет в комплекте 2 насадки — обычную и угловую для нанесения на горизонтальные поверхности).

Чем отличается напыляемой теплоизоляции от монтажной пены?

При внешнем сходстве это совсем разные продукты по назначению, свойствам и характеристикам. POLYNOR имеет низкий коэффициент водопоглощения, преимущественно закрытоячеистую структуру, не усаживается и остается эластичным, прилипает полностью (без зазоров) по всей поверхности нанесения. Монтажную пену невозможно нанести на поверхность широким факелом как у утеплителя POLYNOR, вспенивание отсутствует.

Чем отличается POLYNOR от других напыляемых утеплителей?

Формула утеплителя POLYNOR разрабатывалась и тестировалась несколько лет. Сам продукт производится с 2014 года и за это время не было ни одной рекламации. Все остальные «напыляемые» утеплители представляют из себя обычную монтажную пену, для них характерно: низкое вспенивание, невозможность нанесения на кровлю или потолок, дыры внутри утеплителя, отсутствие адгезии (прилипания) и самое страшное, что Вы не видите это неполное прилипание по поверхности (точка росы в стене). Остерегайтесь подделок, чтобы не получить проблему в виде некачественного утепления (грибок, плесень, промерзание и так далее)!

Можно ли утеплять напылением ППУ в квартире?

Утеплитель POLYNOR полностью соответствует единым санитарно-эпидемиологическим и гигиеническим требованиям. Разрешен длятепло- и звукоизоляции квартир, чердаков, коттеджей, веранд, мансард, лоджий и так далее. Экологичность? Привлекает ли грызунов и насекомых?

Утеплитель РО!УМОВ биологически инертный материал, абсолютно экологичный. Не вступает в реакции с водой, с воздухом в диапазоне температур от — 80° С до + 115° С. Не содержит фреона, формальдегидов и прочих вредных веществ. Грызуны и насекомые нейтрально воспринимают утеплитель POLYNOR.

Почему у POLYNOR такая цена?

Принцип выбора утеплителя, должен основываться, не на его стоимости и фирме производителе, а на его технических характеристиках и учете всех дополнительных затрат.

Высокая теплозащита

Высокая теплозащита

Утеплитель должен обеспечить высокую ТЕПЛОЗАЩИТУ!

Надежную теплозащиту обеспечивает коэффициент теплопроводности, который обозначается знаком – λ (лямбда). Показатель теплопроводности напрямую влияет на количество материала необходимого для утепления стен, кровли или фундамента, и как следствие на стоимость решения по утеплению дома. У эффективного утеплителя λ (лямбда) = 0,032 Вт/м-К.

Так, например, дешевого утеплителя с плохим (высоким) коэффициентом теплопроводности потребуется гораздо больше для того, чтобы обеспечить требуемую теплозащиту.

Коэффициент теплопроводности нельзя «пощупать руками», но от его значения, безусловно, зависит эффективность утеплителя. Производители указывают коэффициент теплопроводности в ТУ на продукцию и на своих интернет-сайтах, обращайте внимание на значение λ (лямбды).

Обратите внимание, что существуют такие параметры как λА и λБ (А — сухой климат, Б — влажный климат). Большинство регионов нашей страны находится во влажном климате, поэтому, выбирая теплоизоляцию, стоит больше ориентироваться на значения показателя λБ. 

Именно λБ отражает коэффициент теплопроводности в условиях, приближенных к реальным, а не лабораторным (т.е. с учетом того, что теплоизоляция будет впитывать определенное количество влаги из окружающей среды). Если показатели λА и λБ утеплителя существенно различаются, то это говорит о высоком водопоглощении теплоизоляции.

Утеплитель должен ГРЕТЬ, а не гореть!

Горючий утеплитель или нет – это не имеет значения, если он находится внутри конструктива. Пожаробезопасность совершенно не играет никакой роли, если, например, утеплитель закапывают в землю при утеплении фундамента или кладут под стяжкой при утеплении пола. При строительстве кирпичного дома стеновой утеплитель будет находиться внутри так называемой «колодезной кладки», где горючесть так же не имеет никакого значения.

Доверяйте жизненной логике, а не советам маркетологов. К примеру, мы с вами хорошо понимаем, что такое жить в деревянном доме, а по их логике такие строения давно пора было бы запретить — это же скопление самых настоящих дров!

Оптимальная толщина утепления частного дома – статьи на сайте ГК «САКСЭС»

При разработке проекта частного дома непременно следует озадачиться вопросом: какой толщины подойдет утеплитель для крыши и для других основных конструктивных элементов. Оттого, насколько грамотно будет смонтирован слой утеплителя , выбрана его толщина и плотность, зависит не только комфортное проживание в доме и поддержание оптимальной температуры в помещении, но и долговечность всех его элементов.

Эффективное утепление кровли, стен и перекрытий позволит сохранить тепло в строении и значительно снизить затраты на энергопотребление зимой, а летом сэкономить на кондиционировании.

Есть мнение профессионалов, что через кровлю может уходить до 20 % тепла из помещения, происходит это, как правило, при утеплении перекрытий чердака в отсутствии утепления кровельных скатов.

При строительстве многие из нас стремятся расширить свое жилое пространство, задействовать и обустроить ранее нежилые помещения, улучшить энергоэффективность жилья в целом. В первую очередь, это касается мансард.

Правильно утепленная кровля дает возможность обустроить мансардный этаж, что, безусловно, расширяет полезную площадь любого дома.

Наиболее популярными материалами, которые используются для утепления мансардного помещения, являются: минеральная вата, экструдированный пенополистирол и пенопласт.

Пенопласт, безусловно, обладает низкой теплопроводностью, но он вреден для здоровья, горюч и недолговечен. В соответствии с СНиП его не рекомендуется монтировать на скаты кровли.

Минераловатные плиты сочетают хорошие звуко- и теплоизоляционные свойства с долговечностью и экологичностью, и, в отличии от пенополистирола, более доступны по стоимости. Для утепления скатов применяют минвату плотностью 30-35 кг/м3, для стен – с плотностью от 40-45 кг/м3.

Часто в вопросе утепления выбор останавливают на плитах экструдированного пенополистирола. Имея низкую степень теплопроводности, они также имеют низкий показатель паропроницаемости. В случае с утеплением кровли это не может быть плюсом. Поэтому дома, утепленные при помощи экструзии, нуждаются в эффективной и качественно смонтированной вентиляции. Иначе в «кровельном пироге» будет скапливаться конденсат, что, рано или поздно, приведет к разрушению ограждающих конструкций здания.

По сути, выбирать приходится из минераловатных плит и полистирольных плит. Все зависит от конструкции стропильной системы и от финансовых возможностей.

Очень важно, чтобы выбранный вид утеплителя обладал рядом необходимых качеств: высокой гигроскопичностью, отличался небольшим весом, обладал стабильностью формы и не деформировался в процессе длительной эксплуатации, имел высокую степень огнестойкости, был не токсичен и отвечал всем требованиям экологической безопасности.

Толщину утепляющего слоя кровли и стен определяют уже на этапе проектирования. При этом ориентируются на 2 главных параметра:

• λБ – коэффициент теплопроводности утеплителя, Вт/(м · °С). Это значение можно найти либо на упаковке выбранного материала, либо в сертификатах на него. Величина дает оценку задерживающим свойствам теплоизоляционного материала. Чем ниже коэффициент теплопроводности, тем лучше он сохраняет тепло.
• R – величина сопротивления теплопередачи кровли или стен, которая зависит от климатических условий местности, где будет строиться дом, м2*0С/Вт.

Строго говоря, расчет толщины утепления ведется в соответствии со Сводом правил и СНиП «Строительная теплотехника», в которых содержатся таблицы климатических зон, влажности климата и карты нормируемого сопротивления по городам (та самая величина R).

Толщина утеплителя будет напрямую зависеть от климатической зоны, в которой возводится дом. Чем ниже температура зимой и чем дольше длится отопительный период, тем толще будет теплоизоляционный слой.

При расчете толщины утеплителя для стен, помимо климата, следует принимать во внимание материал, из которого они изготовлены, а также их толщину. Для стен из дерева или пеноблока потребуется менее толстый слой утеплителя, чем для кирпича или бетона, так как теплопроводность последних значительно выше.

Упрощенная формула расчета выглядит так:

αут=(R-0,16) х λБ

где αут – толщина утеплителя в метрах.

λБ -коэффициент удельной теплопроводности. В расчет брать необходимо именно значение с индексом «Б», означающее, что материал будет использоваться во влажной среде.

Например, расчет толщины с использованием утеплителя минваты Технониколь РОКЛАЙТ составит:

(4,79- 0,16) х0,039= 0,18

Профессионалы – строители советуют прибавить к получившейся цифре 10% и получится рекомендуемая толщина утеплителя -0.2м или 200 мм.

Расчет толщины теплоизоляции для стен также можно сделать самостоятельно, учитывая данные действующих строительных норм и правил. Формула расчета для крыши практически не отличается от формулы для стен каркасного дома, но в этом случае надо использовать значения теплового сопротивления R из другого столбца таблицы.

Главная отличительная особенность работ для утепления мансарды или стены состоит в том, что для разных конструктивных элементов дома нужна разная толщина утеплителя. Если на кровлю потребуется более толстый слой, то у стен теплопроводность меньше, а значит, и утеплитель будет тоньше. Расчеты для каждого вида ограждения производятся отдельно.

Подводя итоги, следует отметить, что выбор материала для утепления каркасного дома, будь то минераловатные плиты или пенополистирол, во многом зависит от конструктивных особенностей строения и назначения постройки.

Выполнение работ по утеплению требует определенных навыков и опыта. Сделать грамотный расчет толщины утеплителя, не допустить промокания материала, зазоров и «мостиков холода», через которые будет уходить тёплый воздух все же лучше доверить профессионалам.

Купить утеплитель в Нижнем Новгороде на сайте ГК «САКСЭС».

Polynor напыляемый ППУ

Polynor (Полинор) —  один из видов пенонолиуретановой теплоизоляции (ППУ) в удобном формате баллона. Самый легкий и быстрый способ для самостоятельного утепления!

Применение утеплителя POLYNOR не сложнее, чем работа с монтажной пеной и гораздо проще, чем работа с любым другим утеплителем.

Полинор — это напыляемая теплоизоляция, котрая очень удобна в использовании, может наноситься на любые криволинейные поверхности и труднодоступные места. Скорость утепления: 1 м2 за 2 минуты!  ГАРАНТИЯ 45 лет.

	POLYNOR — представляет собой вязкую однородную массу, предполимер, состоящий из смеси полиола с полиизоцианатом в аэрозольной упаковке. Баллон 890 мл Рассчитан для теплоизоляции 1,2 м2 изолируемой поверхности толщиной 5 см! ПОЛИНОР наносится при использовании пистолета для монтажной пены (приобретается отдельно) и специальной насадки, которая входит в комплект поставки Скорость нанесения: 1 м2 в толщине 5-6 см за 2 минуты! НЕ ИМЕЕТ АНАЛОГОВ! Не токсичен Не требует каркаса Не поддерживает горения Не требует гидроизоляции, т.к. имеет закрытоячеистую структуру Можно даже зарывать в землю!

ПОЛИНОР В СРАВНЕНИИ

Материал / Параметр		Минеральная вата		Пенополи­стирол		2-компо­нентные ППУ		Пеноизол		POLYNOR
Теплопро­водность Вт/(м*K)		0,045		0,033		0,028		0,06		0,023
Водопо­глощение (за 24 ч. доля от начального объема)		0,20		0,02		0,01-0,03		0,14		0,01-0,03
Каркас		нужен		нужен		—		нужен		—
Дополни­тельный инструмент		нужен		нужен		нужен		нужен		—
Токсичность		—		—		токсичен		очень токсичен		—
Вспомога­тельные материалы		нужны		нужны		—		—		—
Бесшовный слой		—		—		да		да		да
Простота использования		да		да		—		—		да
Регулируемая толщина слоя		—		—		да		да		да
Тщательное выравнивание поверхности		нужно		нужно		—		—		—
Шумоизоляция		—		—		да		—		да

У всех ППУ очень низкий коэффициент теплопроводности!
Чтобы достичь одинакового термического сопротивления вам
потребуется гораздо меньшая толщина теплоизоляции ППУ

		ПИР (пенополиизоцианурат) 100mm λБ = 0.021
		ППУ пенополиуретан (ПУР) 120mm λБ= 0.026
		экструдированный пенополистирол (XPS) 135mm λБ=0.030
		вспененный пенополистирол (EPS) 170mm λБ=0.037
		минеральная вата низких плотностей 180mm λБ=0.040
		минеральная вата высоких плотностей 205mm λБ=0.045
		пеностекло 235mm λБ=0.052

Пенополиуретан — это абсолютно экологичный продукт!
Применяется повсеместно в изделиях которые мы используем каждый день в своем обиходе:

• подошвы кросолвок
• наполнитель диванов и кресел
• матрасы из ППУ
• теплоизолция холодильников
• рулевые колеса и бамперы
• одежда
• сумки и пр…

Распыляемая изоляционная пена ПУ – это универсальный способ изолирования поверхности любого типа, включая неудобные и труднодоступные поверхности. Система ПУ создается путем распыления непосредственно на основе, которую следует изолировать. Материал формирует непрерывный, ровный слой без швов или щелей, исключая любые термические мосты. Распыляемая изоляция – это идеальное решение для очень широкой гаммы поверхностей и форм, т.к. материал адаптируется к любому профилю без щелей.

Вот преимущества напыляемого ППУ по сравнению с плитным:

• Прилипание при нанесении
• Связывается с любым типом поверхности
• Легко изолировать труднодоступные места и полости
• Не требуется никаких креплений
• Связывает черепицу между собой, увеличивая устойчивость к ветру и штормам
• Непрерывный слой изоляционной пены и заполнение щелей устраняет холодные мосты и увеличивает воздухонепроницаемость
• Экономия места
• Минимальные затраты при транспортировке
• Нанесение не требует высокой квалификации
• Экономия затрат на хранение
• Возможность монтажа даже в ограниченном пространстве

Polynor — это просто как раз-два-три!

НОВЫЕ ВОЗМОЖНОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ МОНТАЖНОЙ ПЕНЫ

Монтажная пена – материал, хорошо знакомый как профессиональным строителям, так и тем, кто сталкивался с различного уровня строительными и ремонтными работами в собственном быту. Она широко применяется при установке окон и дверей и других работах, связанных с герметизацией, тепло- и звукоизоляцией.

Однокомпонентный пенополиуретановый герметик в аэрозольной упаковке, действительно, получил в последние годы широкое распространение и зарекомендовал себя как надежный и удобный для использования материал.

В состав монтажной пены входят газ-вытеснитель в виде пропано-бутановой смеси, предполимер (полиол, полиизоционат), а также активные вещества, усиливающие адгезию к различным материалам (древесине, стеклу, бетону, металлу). При использовании, когда пена выходит из баллона, под воздействием влажности воздуха, происходит процесс застывания. В твердом состоянии монтажная пена представляет собой пористый и твердый материал – застывший пенополиуретан, устойчивый к механическим воздействиям и низким температурам.

Монтажную пену используют для заполнения трещин в стенах, щелей в кровельных материалах, вокруг оконных и дверных коробок, пустот вокруг труб отопления, водопроводных труб, для фиксации дверных и оконных блоков и т.д.

Все, кто когда-либо сталкивался со строительными работами, знает, насколько важна качественная герметизация стыков и межпанельных швов. Пенополиуретан прекрасно подходит для этого, поскольку обладает атмосферо- и влагостойкостью, имеет отличные тепло- и звукоизоляционные свойства, высокую адгезию к различным строительным материалам, хорошую устойчивость к температурным деформациям стыков.

Своей популярностью материал во многом обязан тому, что с ним работать легко и удобно. Надо лишь учитывать некоторые его особенности. Так, например, работы лучше выполнять в теплое время года при температуре воздуха от +5 до +30°С, так как при такой температуре монтажная пена застывает гораздо быстрее. Кроме того, перед нанесением пены поверхность нужно обработать водой. Это необходимо, так как на полимеризацию (застывание) монтажной пены влияет не только температура окружающей среды, но и влажность воздуха.

Перед началом использования баллон с пеной основательно встряхивается, чтобы его содержимое стало однородной массой. Для нанесения герметика обычно используется специальный пистолет для монтажной пены. После встряхивания баллон открывают и в перевернутом состоянии присоединяют к пистолету. В таком положении он должен находиться в течение всего времени работы, иначе газ, вытесняющий монтажную пену, будучи значительно легче других компонентов, может выйти сам.

Применение пистолета сокращает время нанесения пены, облегчает дозировку порций пены, позволяет работать одной рукой. Однако и у него есть свои недостатки. Он действительно удобен, когда необходимо заполнить пеной щели. Но ведь возможности использования монтажной пены этим не ограничены.

При более масштабных работах для теплоизоляции стен, кровли, труб используется профессиональная монтажная пена. С помощью специальных установок создается пенополиуретановое покрытие, которое можно наносить практически на любые материалы – стекло, дерево, металл, бетон, кирпич, краску. Утепление пенополиуретаном отличается такими уникальными качествами как: наименьший коэффициент теплопроводности, долговечность, способность к акустической изоляции, низкий уровень трудозатрат. Кроме того, пенополиуретановое напыление экологически безопасно, устойчиво к воздействию грызунов, микроорганизмов и агрессивных сред, а также к прорастанию корней.

Еще раз подчеркнем, напыление пенополиуретана всегда осуществлялось с помощью специальных установок и относилось к тому уровню строительных работ, которые выполняются исключительно профессиональными работниками. Непрофессионалам, в распоряжении которых всего лишь пистолет для нанесения монтажной пены, было делать нечего.

Обратиться к профессионалам вполне естественно, когда речь идет о больших площадях. Но когда объем работ невелик, для многих предпочтительнее было бы справиться с ним самостоятельно. Решение проблемы стало возможным с появлением нового специального устройства для работы с монтажной пеной. По принципу действия оно подобно краскопульту: содержимое баллона ровным слоем необходимой толщины напыляется на поверхность, которая при этом может иметь совершенно любую конфигурацию.

Новый распылитель предназначен для работы с профессиональной монтажной пеной. Он крепится с помощью резьбового адаптера на баллон. При ввинчивании выходной штуцер баллона упирается в адаптер распылителя, в результате открывается внутренний клапан. Пена под давлением, создаваемым пропеллентом, проходит в распылитель, открывая обратный шариковый клапан. Данный клапан служит для предотвращения выхода пены из внутреннего канала распылителя и проникновения туда влаги при смене баллона.

Количество пены, поступающей в зону дробления воздушной струей, регулируется запорной иглой. Пена поступает в центральное отверстие, а по соосной центральному отверстию кольцевой щели подается распыляющий воздух. На распылительной головке находятся дополнительные диаметрально расположенные отверстия, предназначенные для изменения формы факела. При подаче в них воздуха факел принимает эллиптическую форму.

Для работы с таким устройством совсем не обязательно быть высококвалифицированным специалистом. Оно так же просто в применении, как и уже привычный пистолет. Таким образом, применение монтажной пены в целях термоизоляции и звукоизоляции становится доступным даже для непрофессионала, а выполнение таких работ как, например, термоизоляция балкона, личного гаража, подвала, погреба теперь по плечу практически любому.

Источник: Стройка

Теплопроводность пенополиуретана

Теплопередача:

1. Основы тепломассообмена, 7-е издание. Теодор Л. Бергман, Эдриенн С. Лавин, Фрэнк П. Инкропера. John Wiley & Sons, Incorporated, 2011. ISBN: 9781118137253.
2. Тепломассообмен. Юнус А. Ценгель. McGraw-Hill Education, 2011. ISBN: 9780071077866.
3. Министерство энергетики, термодинамики, теплопередачи и потока жидкости США. Справочник по основам DOE, том 2 из 3.Май 2016.

Ядерная и реакторная физика:

1. Дж. Р. Ламарш, Введение в теорию ядерных реакторов, 2-е изд., Аддисон-Уэсли, Рединг, Массачусетс (1983).
2. Дж. Р. Ламарш, А. Дж. Баратта, Введение в ядерную инженерию, 3-е изд., Прентис-Холл, 2001, ISBN: 0-201-82498-1.
3. У. М. Стейси, Физика ядерных реакторов, John Wiley & Sons, 2001, ISBN: 0-471-39127-1.
4. Glasstone, Сесонске. Nuclear Reactor Engineering: Reactor Systems Engineering, Springer; 4-е издание, 1994 г., ISBN: 978-0412985317
5. Вт.С.С. Уильямс. Ядерная физика и физика элементарных частиц. Кларендон Пресс; 1 издание, 1991 г., ISBN: 978-0198520467
6. Г. Р. Кипин. Физика ядерной кинетики. Аддисон-Уэсли Паб. Co; 1-е издание, 1965 г.
7. Роберт Рид Берн, Введение в эксплуатацию ядерного реактора, 1988.
8. Министерство энергетики, ядерной физики и теории реакторов США. Справочник по основам DOE, том 1 и 2. Январь 1993 г.
9. Пол Рейсс, нейтронная физика. EDP ​​Sciences, 2008. ISBN: 978-2759800414.

Advanced Reactor Physics:

1. К.О. Отт, В. А. Безелла, Введение в статику ядерных реакторов, Американское ядерное общество, пересмотренное издание (1989 г.), 1989 г., ISBN: 0-894-48033-2.
2. К. О. Отт, Р. Дж. Нойхольд, Введение в динамику ядерных реакторов, Американское ядерное общество, 1985, ISBN: 0-894-48029-4.
3. Д. Л. Хетрик, Динамика ядерных реакторов, Американское ядерное общество, 1993, ISBN: 0-894-48453-2.
4. Э. Э. Льюис, В. Ф. Миллер, Вычислительные методы переноса нейтронов, Американское ядерное общество, 1993, ISBN: 0-894-48452-4.

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 описывается метод расчета эквивалентной теплопроводности пористой пены и вычисляется 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

Из-за выдающихся адиабатических характеристик пенополиуретан с открытыми ячейками, с небольшой плотностью и низкой теплопроводностью (0,018 ~ 0,032200 Вт / (м · К)), применяется в различных областях, таких как строительство, холодильные камеры хранения продуктов. , и рефрижераторные перевозки грузов 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 термозащитного устройства, но это неудобно для научных исследований и разработки пенополиуретана. Анализ и оценка эффективной теплопроводности пористой среды в течение долгого 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 описывается 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 жидкость 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, построить теоретически математическую модель эффективной теплопроводности, универсальную для пористой среды, значительно затруднительно. 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 может быть легко вытеснен 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 конструкцию 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

С момента своего зарождения теория фракталов вызвала интерес многих ученых из-за ее уникальных преимуществ исследования нерегулярных и сложных геометрических объектов и успеха 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 такта 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 величина. 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 особенность, а значение фрактальной размерности относится к 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 же

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, газу между стойками уровня и газу 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 для 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) мы можем заключить, что эффективная теплопроводность полиуретановой формы с открытыми ячейками связана с фазами тела ячейки и 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 теплопроводной и радиационно-проводящей теплопроводности вместе:

Определенная выше полиуретановая пена с открытыми порами 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 m ⁻¹ .Метод измерения теплопроводности образца — метод термозащитных пластин. Стандарт тестирования относится к GB / T3399-2009. Результаты представлены в таблице 1.

0,2804 Образец Плотность кг / м 3 Пористость% Фрактальное измерение Средняя температура K Вт / (м · К) Разница % 1 45 81 2.63 300 0,2804 0,0022 0,2826 0,280 -0,93% 355 0,2804 0,0028 0,28326 2 60 72 2,53 300 0,3186 0,0022 0,3208 0,330 2.8% 355 0,3186 0,0028 0,3214 0,332 3,2%

6. Вывод, что можно найти 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 ячейками в качестве основы вакуумных изоляционных панелей, теплопроводностью газа в (18) можно пренебречь, и можно упростить вычисления и получить более точные результаты.

Эффективная теплопроводность полиуретановой пены с открытыми порами 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 пористой среды и полезной при разработке нового материала для защиты окружающей среды и энергосбережения.

Номенклатура

C :	Постоянное значение
:	Наименьший размер отверстия в размере
:	Наибольший размер отверстия Fractal	:	коэффициент
:	Спектральный размер
d :	Ширина модельной колонны
L :	Длина модельной колонны
:
R :	Термическое сопротивление (м 2 · К / Вт)
T :	Температура (K)
V :	Объем (м 3 ).

Греческие символы

:
:	Константа Стефна-Больцмана,
	σ = 5,6697 × 10 −8 50 Вт / 2 )
:	Коэффициент ослабления излучения
:	Теплопроводность (Вт / (м · К))
:	Изменяемая длина измерения (м)	Пористость пор в среднем объеме.

Нижние и верхние индексы Ценность, полученная в результате экспериментов.

:	Эффективный
:	Излучение
г :	Остаточная газовая фаза в порах
f :	Жидкая фаза
S :	Твердая фаза
всего:	Общее значение

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.

Что такое теплопроводность пенополиуретана

Теплопроводность пенополиуретана.Типичные значения теплопроводности пенополиуретана составляют от 0,022 до 0,035 Вт / м ∙ К. Теплотехника

Теплопроводность пенополиуретана

Теплопроводность определяется как количество тепла (в ваттах), передаваемое через квадратную площадь материала заданной толщины (в метрах) из-за разницы температур. Чем ниже теплопроводность материала, тем выше его способность сопротивляться теплопередаче и, следовательно, выше эффективность изоляции. Типичные значения теплопроводности для пенополиуретана составляют от 0,022 до 0,035 Вт / м ∙ K .

Обычно теплоизоляция основана на очень низкой теплопроводности газов. Газы обладают плохой теплопроводностью по сравнению с жидкостями и твердыми телами и, таким образом, являются хорошим изоляционным материалом, если они могут быть захвачены (например, в пенообразной структуре). Как правило, хорошими изоляторами являются воздух и другие газы. Но главное преимущество — отсутствие конвекции.Следовательно, многие изоляционные материалы (например, пенополиуретан ) функционируют просто за счет наличия большого количества газонаполненных карманов , которые предотвращают крупномасштабную конвекцию .

Чередование газового кармана и твердого материала приводит к тому, что тепло должно передаваться через множество поверхностей раздела, что приводит к быстрому снижению коэффициента теплопередачи.

Артикул:

Теплообмен:

1. Основы тепломассообмена, 7-е издание.Теодор Л. Бергман, Эдриенн С. Лавин, Фрэнк П. Инкропера. John Wiley & Sons, Incorporated, 2011. ISBN: 9781118137253.
2. Тепломассообмен. Юнус А. Ценгель. McGraw-Hill Education, 2011. ISBN: 9780071077866.
3. Министерство энергетики, термодинамики, теплопередачи и потока жидкости США. Справочник по основам DOE, том 2 из 3, май 2016 г.

Ядерная и реакторная физика:

1. Дж. Р. Ламарш, Введение в теорию ядерных реакторов, 2-е изд., Аддисон-Уэсли, Рединг, Массачусетс (1983).
2. Дж. Р. Ламарш, А. Дж. Баратта, Введение в ядерную инженерию, 3-е изд., Прентис-Холл, 2001, ISBN: 0-201-82498-1.
3. У. М. Стейси, Физика ядерных реакторов, John Wiley & Sons, 2001, ISBN: 0-471-39127-1.
4. Glasstone, Сесонске. Nuclear Reactor Engineering: Reactor Systems Engineering, Springer; 4-е издание, 1994 г., ISBN: 978-0412985317
5. W.S.C. Уильямс. Ядерная физика и физика элементарных частиц. Кларендон Пресс; 1 издание, 1991 г., ISBN: 978-0198520467
6. г.Р.Кипин. Физика ядерной кинетики. Аддисон-Уэсли Паб. Co; 1-е издание, 1965 г.
7. Роберт Рид Берн, Введение в эксплуатацию ядерного реактора, 1988.
8. Министерство энергетики, ядерной физики и теории реакторов США. Справочник по основам DOE, том 1 и 2. Январь 1993 г.
9. Пол Рейсс, нейтронная физика. EDP ​​Sciences, 2008. ISBN: 978-2759800414.

Advanced Reactor Physics:

1. К. О. Отт, В. А. Безелла, Введение в статику ядерных реакторов, Американское ядерное общество, исправленное издание (1989 г.), 1989 г., ISBN: 0-894-48033-2.
2. К. О. Отт, Р. Дж. Нойхольд, Введение в динамику ядерных реакторов, Американское ядерное общество, 1985, ISBN: 0-894-48029-4.
3. Д. Л. Хетрик, Динамика ядерных реакторов, Американское ядерное общество, 1993, ISBN: 0-894-48453-2.
4. Э. Э. Льюис, В. Ф. Миллер, Вычислительные методы переноса нейтронов, Американское ядерное общество, 1993, ISBN: 0-894-48452-4.

См. Также:

Изоляционные материалы

Мы надеемся, что эта статья «Теплопроводность пенополиуретана » поможет вам.Если это так, даст нам на боковой панели. Основная цель этого сайта — помочь общественности узнать интересную и важную информацию о теплотехнике.

Диаграмма теплопроводности изоляционного материала

| Инженеры Edge

Связанные ресурсы: теплопередача

Таблица теплопроводности изоляционного материала

Теплообменная техника

Таблица теплопроводности различных изоляционных материалов

R-значения на дюйм указаны в единицах СИ и британской системе мер. (Типичные значения являются приблизительными и основаны на среднем значении имеющихся результатов.Диапазоны отмечены знаком «-».

Материал	м 2 · К / (Вт · дюйм)	фут 2 · ° F · ч / (БТЕ · дюйм)	м · К / Ш
Панель с вакуумной изоляцией	7,04! 5,28–8,8	3000! R-30 – R-50
Аэрогель кремнезема	1,76! 1,76	1000! Р-10
Жесткая панель из полиуретана (расширенная CFC / HCFC) начальная	1.32! 1.23–1.41	0700! R-7 – R-8
Жесткая панель из полиуретана (вспененный CFC / HCFC), возраст 5–10 лет	1,1! 1,10	0625! Р-6.25
Жесткая панель из полиуретана (вспененный пентан) начальная	1,2! 1,20	0680! Р-6,8
Жесткая панель из полиуретана (вспененный пентан), возраст 5–10 лет	0,97! 0,97	0550! Р-5.5
Жесткая панель из полиуретана с пленочным покрытием (вспененный пентан)			45-48
Жесткая панель из полиизоцианурата, облицованная фольгой (вспененный пентан) начальная	1,2! 1,20	0680! Р-6,8	55
Жесткая панель из полиизоцианурата, облицованная фольгой (вспененный пентаном), возраст 5–10 лет	0,97! 0.97	0550! Р-5.5
Пена для распыления полиизоцианурата	1,11! 0,76–1,46	0430! R-4.3 – R-8.3
Пенополиуретан с закрытыми порами	1.055! 0.97–1.14	0550! R-5.5 – R-6.5
Фенольная аэрозольная пена	1,04! 0,85–1,23	0480! R-4.8 – R-7
Утеплитель для одежды Thinsulate	1.01! 1.01	0575! Р-5.75
Панели карбамидоформальдегидные	0,97! 0,88–1,06	0500! R-5 – R-6
Пена карбамид	0,924! 0,92	0525! Р-5.25
Экструдированный пенополистирол (XPS) высокой плотности	0,915! 0,88–0,95	0500! R-5 – R-5.4	26-40
Полистирол	0.88! 0,88	0500! Р-5.00
Жесткая фенольная панель	0,79! 0,70–0,88	0400! R-4 – R-5
Пена карбамидоформальдегидная	0,755! 0,70–0,81	0400! R-4 – R-4.6
Войлок из стекловолокна высокой плотности	0,755! 0,63–0,88	0360! R-3.6 – R-5
Экструдированный пенополистирол (XPS) низкой плотности	0.725! 0,63–0,82	0360! R-3.6 – R-4.7
Айсинен насыпной (заливной)	0,7! 0,70	0400! Р-4
Формованный пенополистирол (EPS) высокой плотности	0,7! 0,70	0420! Р-4,2	22-32
Пена для дома	0,686! 0,69	0390! Р-3.9
Рисовая шелуха	0.5! 0,50	0300! Р-3.0	24
Войлок из стекловолокна	0,655! 0,55–0,76	0310! R-3.1 – R-4.3
Хлопковые ваты (утеплитель Blue Jean)	0,65! 0,65	0370! Р-3,7
Формованный пенополистирол (EPS) низкой плотности	0,65! 0,65	0385! Р-3.85
Айсинин спрей	0.63! 0,63	0360! Р-3,6
Пенополиуретан с открытыми порами	0,63! 0,63	0360! Р-3,6
Картон	0,61! 0,52–0,7	0300! R-3 – R-4
Войлок из каменной и шлаковой ваты	0,6! 0,52–0,68	0300! R-3 – R-3.85
Целлюлоза сыпучая	0.595! 0,52–0,67	0300! R-3 – R-3.8
Целлюлоза для влажного распыления	0,595! 0,52–0,67	0300! R-3 – R-3.8
Каменная и шлаковая вата сыпучая	0,545! 0,44–0,65	0250! Р-2,5 – Р-3,7
Стекловолокно с сыпучим наполнителем	0,545! 0,44–0,65	0250! Р-2,5 – Р-3,7
Пенополиэтилен	0.52! 0,52	0300! Р-3
Цементная пена	0,52! 0,35–0,69	0200! R-2 – R-3.9
Перлит сыпучий	0,48! 0,48	0270! Р-2.7
Деревянные панели, например обшивка	0,44! 0,44	0250! Р-2,5	9
Жесткая панель из стекловолокна	0.44! 0,44	0250! Р-2,5
Вермикулит сыпучий	0,4! 0,38–0,42	0213! R-2.13 – R-2.4
Вермикулит	0,375! 0,38	0213! Р-2.13	16-17
Солома	0,26! 0,26	0145! Р-1.45	16-22
Бетон		0260! Р-2.6-R-3.2
Хвойная древесина (большая часть)	0,25! 0,25	0141! Р-1.41	7,7
Древесная щепа и прочие сыпучие лесоматериалы	0,18! 0,18	0100! Р-1
Снег	0,18! 0,18	0100! Р-1
Твердая древесина (большая часть)	0.12! 0,12	0071! Р-0,71	5,5
Кирпич	0,03! 0,030	0020! Р-0,2	1,3–1,8
Стекло	0,024! 0,025	0024! Р-0,14
Наливной бетон	0,014! 0,014	0008! Р-0,08	0,43-0,87

Пробка

Пробка, вероятно, является одним из самых старых изоляционных материалов, используемых в коммерческих целях, а в прошлом она была наиболее широко используемым изоляционным материалом в холодильной промышленности.В настоящее время из-за нехватки деревьев для производства пробки его цена относительно высока по сравнению с другими изоляционными материалами. Поэтому его использование очень ограничено, за исключением некоторых машинных оснований для уменьшения передачи вибрации. Он доступен в виде вспененных плит или плит, а также в виде гранул, его плотность варьируется от 110 до 130 кг / м 3, а среднее механическое сопротивление составляет 2,2 кг / м 2. Его можно использовать только при температуре 65 ° C. Он обладает хорошей теплоизоляционной эффективностью, довольно устойчив к сжатию и трудно поддается горению.Его основным техническим ограничением является тенденция к поглощению влаги со средней проницаемостью для водяного пара 12,5 г см м -2 день -1 мм рт.ст. В таблицах A и B приведены некоторые типичные характеристики пробки.

ТАБЛИЦА A
Значения теплопроводности и плотности при 0 ° C стекловолоконной изоляции

Тип	Плотность	Теплопроводность
(кг / м 3)	(Вт · м -1 ° C -1) / (ккал · ч -1 м -1 ° C -1)
Тип I	10-18	0.044 / 0,038
Тип II	19-30	0,037 / 0,032
Тип III	31-45	0,034 / 0,029
Тип IV	46-65	0.033 / 0,028
Тип V	66-90	0,033 / 0,028
Тип VI	91	0,036 / 0,031
Стекловолокно, связанное смолой	64-144	0.036 / 0,031

Источник : Подготовлено авторами на основе данных из Melgarejo, 1995.

ТАБЛИЦА B
Значения теплопроводности и плотности пробковой изоляции при 20-25 ° C

Тип	Плотность	Теплопроводность
(кг / м 3)	(Вт · м -1 ° C -1) / (ккал · ч -1 м -1 ° C -1)
Гранулированный сыпучий, сухой	115	0.052 / 0,0447
Гранулированный	86	0,048 / 0,041
Плита пробковая вспененная	130	0,04 / 0,344
Доска пробковая вспененная	150	0.043 / 0,037
Вспененный со смолами / битумом	100–150	0,043 / 0,037
Вспененный со смолами / битумом	150–250	0,048 / 0,041

Источник : Подготовлено авторами на основе данных Melgarejo, 1995.

Связанные ресурсы:

© Copyright 2000-2021, Engineers Edge, LLC www.engineersedge.com
Все права защищены
Отказ от ответственности | Обратная связь | Реклама | Контакты

Дата / Время:

видов пенополиуретана — чем они отличаются?

Пенополиуретан, несомненно, является прекрасным изоляционным и герметизирующим материалом. На рынке существует множество видов этого продукта, поэтому стоит узнать больше об их свойствах.Узнайте, чем разные виды пенополиуретана отличаются друг от друга и каково их применение.

Пенополиуретаны и их свойства

Полиуретан в основном состоит из двух сырьевых материалов — изоцианата и полиола, которые получают из сырой нефти. После смешивания этих двух жидких компонентов системы, готовых к переработке, и различных вспомогательных материалов, таких как катализаторы, пенообразователи и стабилизаторы, начинается химическая реакция.

История полиуретана насчитывает несколько поколений. Сначала была технология производства жесткого (жесткого) пенопласта, затем гибкого пенопласта и, наконец, полужесткого пенопласта.

Какими свойствами обладает пена PUR? Прежде всего, он демонстрирует хорошие тепловые параметры — он устойчив к широкому диапазону температур (от –200 ° C до + 135 ° C). Средний коэффициент теплопроводности пенополиуретана составляет 0,026 Вт / м2, а наиболее благоприятная кажущаяся плотность после отверждения жесткого пенопласта обычно составляет 35-50 кг / м³.

Самым большим преимуществом пенополиуретана являются прекрасные теплоизоляционные свойства. Пенополиуретан также устойчив к относительно высоким нагрузкам, а также к грибкам и плесени. Таким образом, это, несомненно, идеальный материал для любых строительных и ремонтных работ, таких как термо- и звукоизоляция, а в случае гибкого пенополиуретана — для монтажа и герметизации.

Пенополиуретан обеспечивает отличную адгезию как к вертикальным, так и к горизонтальным поверхностям, имеет пористую структуру.Внутри пористых материалов имеются полые полости. Пористость — это свойство, которое говорит нам об объеме и количестве пор определенного диаметра. Пенополиуретан также отличается коротким временем обработки и после отверждения сохраняет свою химическую нейтральность.

Из недостатков материала часто упоминают его относительную горючесть и низкую стойкость к УФ-излучению.

Пены с открытыми и закрытыми ячейками

Пенополиуретан делится на два основных типа — с открытыми порами и с закрытыми порами.Первый предназначен для использования внутри помещений, в частности, для изоляции стен и крыш, а также для повышения акустического комфорта помещения, поскольку пенополиуретан, помимо теплоизоляционных свойств, имеет очень высокий коэффициент шумоподавления. Пенопласт с открытыми порами является паропроницаемым, поэтому можно сказать, что покрытая им поверхность «дышит». Распыляется изнутри прямо на крышу, легко наносится на мембрану или доску.

По техническим параметрам — пена с открытыми ячейками имеет плотность 7–14 кг / м ³ , а коэффициент теплопроводности от 0.От 034 до 0,039 Вт / (м * К). Среди видов пенополиуретана с открытыми порами есть материалы с разной огнестойкостью. Лучшие из них имеют рейтинг E.

Другая группа — пенополиуретаны с закрытыми порами — благодаря высокой водостойкости, повышенной жесткости и прочности используются на открытом воздухе и в помещениях с повышенной влажностью.

Его структура содержит более 90% закрытых ячеек, а его плотность колеблется от 30 до 60 кг / м 2 ³ . Коэффициент теплопроводности пенополиуретана с закрытыми порами составляет от 0,02 до 0,024 Вт / (м * К).

Виды пенопласта с закрытыми ячейками различаются по параметрам в зависимости от области применения. С одной стороны, он идеально подходит для изоляции фундаментных стен, потолочных конструкций, крыш и полов. С другой стороны, его можно использовать в промышленных и сельскохозяйственных зданиях, например, для изоляции производственных полов, складов, холодильных складов или животноводческих помещений.

Пены одно- и двухкомпонентные

Эти два типа отличаются тем, что для отверждения первым требуется влажность воздуха и строительных материалов. Последний подвергается отверждению в результате химической реакции между двумя его компонентами.

Однокомпонентная пена применяется в помещениях с неограниченным потоком воздуха и на открытом воздухе. Причина проста. Чем выше влажность (более 35%) и температура воздуха, тем быстрее затвердевает пена. В пределах ок. За 25 минут пена увеличивается в объеме примерно на 35%, поэтому полости необходимо заполнить примерно на 50% или 60%.

Двухкомпонентная пена для фитингов проходит химическое отверждение без доступа влаги. Поэтому его можно использовать в труднодоступных местах, сухих и требующих пены отличного качества.Этот вид пенопласта также подходит для фиксированного соединения деревянных конструкций. В пределах ок. За 25 минут двухкомпонентная пена увеличивается в объеме примерно на 30%, поэтому не следует заполнять полости полностью, а только на 80%.

Пена для пистолета и шланга

Пистолет-распылитель и стандартный жесткий пенополиуретан (распыление из шланга) являются обычно используемыми герметизирующими материалами.Здесь решающее значение имеет метод нанесения. Первый тип требует специального пистолета для пены, который обеспечивает точное нанесение. Шланговая пена, с другой стороны, получила свое название от специального шланга, через который пена распыляется. Этот вид пены используется чаще, поскольку он дешев и не требует специальных инструментов для нанесения.

Пена зимняя, летняя и круглогодичная

Пенополиуретан можно различать по диапазону наружных температур во время обработки.Как видно из названия, зимняя пена используется при низких температурах, а летняя — при температуре не ниже 10 ° C. Круглогодичная пена отличается лучшей температурной переносимостью. Однако помните, что последнего следует избегать как при очень низких, так и при очень высоких температурах.

Оценка начальной теплопроводности жесткого пенополиуретана, созданного с использованием пенообразователей 4-го поколения.

14-12-2018 Технический блог

Дэвид Бут
Технический менеджер
(Пена на месте и качество)
Isothane Ltd,
Newhouse Road,
Huncoat Business Park,
Accrington, Lancashire.
Соединенное Королевство

Абстракция

Пенообразователи четвертого поколения, описываемые как гидрофторолефины (HFO), поступают на рынок в качестве замены существующей группе продуктов на основе гидрофторуглеродов (HFC).

Существующие вспениватели на основе ГФУ постепенно прекращаются из-за их относительно высокого потенциала глобального потепления (GWP). Согласно новым правилам по фторсодержащим газам, ГФУ больше нельзя будет использовать в Европе после 2023 года.

Новые продукты HFO имеют значительно более низкие значения GWP, чем HFC, но сохраняют теплоизоляционные характеристики своих предшественников.

В связи с постепенным отказом от используемых в настоящее время вспенивающих агентов существует потребность в изменении состава существующих систем жестких пен.

Введение

Isothane Ltd предлагает линейку жестких пенополиуретановых систем на основе вспенивающих агентов 3-го поколения ^{-го поколения} или ГФУ. Пенные системы разработаны для применения на месте, где продукты поставляются в виде двух компонентов: смеси смол и изоцианата. Затем два компонента обрабатываются с использованием специально разработанного оборудования для распыления или распределения готового пенопласта.

Тепловые характеристики пенополиуретановых систем определяются в соответствии с методами испытаний в BS EN 14315-1 «Теплоизоляционные изделия для зданий. Формованные на месте твердые пенополиуретаны (PUR) и полиизоцианураты (PIR)» и BS EN 14318. -1 «Теплоизоляционные изделия для зданий — диспергированные на месте жесткие полиуретановые (PUR) и полиизоциануратные (PIR) пеноматериалы».Методы испытаний требуют использования калиброванного измерителя теплового потока (HFM) для измерения теплопроводности образцов затвердевшей пены. Начальное значение теплопроводности измеряется на образцах от одного до восьми дней после изготовления.

Для текущих продуктов Isothane на основе ГФУ начальное значение теплопроводности измеряется для каждой произведенной партии. Используя эти результаты, можно сравнить начальную теплопроводность новых составов на основе HFO.

Из-за физических характеристик вспенивающего агента HFO должна быть возможность создавать системы, содержащие меньше вспенивающего агента, чем эквивалентный продукт HFC.

Технические характеристики систем пены для распыления

Duratherm (HFC)

Duratherm (HFO)

Уровень пенообразователя *	100%	Уровень вспенивающего агента *	95%
Время сливок	3-5 секунд	Время сливок	3-5 секунд
Время нарастания	20-30 секунд	Время нарастания	20-30 секунд
Плотность	26-30 кг / м 3	Плотность	26-32 кг / м 3
Вязкость смолы	270–370 сПс при 25ºC	Вязкость смолы	250–350 сПс при 25ºC
Удельный вес смолы	1.13-1.20	Удельный вес смолы	1,13–1,23

* По сравнению со стандартными уровнями рецептуры ГФУ

Экспериментальная

Пять экспериментальных образцов смолы для распыляемой пены были изготовлены с использованием вспенивателя HFO.

Эти образцы смолы затем были обработаны с помощью двухкомпонентной машины для распыления пены Gusmer A-25 для производства листов отвержденного пенопласта размером приблизительно 1000 мм на 700 мм и толщиной около 80 мм.Распыленным листам давали возможность кондиционироваться в течение 24 часов, прежде чем из них были вырезаны образцы размером 600 x 600 x 50 мм. Для каждой партии смолы был изготовлен один образец.

Затем была измерена теплопроводность каждого образца с использованием измерителя теплового потока Fox 600 при средней температуре 10 ° C.

Процедуру повторили с образцами смолы, приготовленными на основе ГФУ.

Образцы на основе HFO.

Номер пробы	1	2	3	4	5
Пенообразователь	HFO	HFO	HFO	HFO	HFO
Плотность пенопласта (кг / м 3 )	36.5	36,5	36,5	36,5	36,5
Средняя температура (° C)	10	10	10	10	10
Температура верхней пластины (° C)	0	0	0	0	0
Температура нижней плиты (° C)	20	20	20	20	20
Начальная теплопроводность (Вт / мК)	0.0187	0,0192	0,0189	0,0187	0,0190
Тепловое сопротивление на расстоянии 50 мм (м 2 К / Вт)	2,67	2,60	2,65	2,67	2,63

Образцы на основе HFC.

Номер пробы	1	2	3	4	5
Пенообразователь	HFC	HFC	HFC	HFC	HFC
Плотность пенопласта (кг / м 3 )	36.5	36,5	36,5	36,5	36,5
Средняя температура (° C)	10	10	10	10	10
Температура верхней пластины (° C)	0	0	0	0	0
Температура нижней плиты (° C)	20	20	20	20	20
Начальная теплопроводность (Вт / мК)	0.0201	0,0197	0,0199	0,0198	0,0198
Тепловое сопротивление на расстоянии 50 мм (м 2 К / Вт)	2,49	2,54	2,51	2,53	2,53

Результаты

Образцы пены, изготовленные с вспенивающим агентом HFO, имели более низкое среднее значение начальной проводимости по сравнению с образцами пены, полученными с HFC.Оба состава давали отвержденную пену с аналогичными физическими свойствами в пределах требуемых спецификаций.

Выводы

Образцы распыляемой пены

Duratherm, изготовленные с использованием 4 вспенивающих агентов HFO поколения ^{-го поколения} , дали хорошо отвержденную пену, сопоставимую с продуктом, изготовленным с использованием HFC. Пена, полученная с использованием HFO, имела улучшенные начальные значения теплопроводности по сравнению со стандартным продуктом HFC и требовала меньшего количества вспенивающего агента в рецептуре смолы.

Опубликовано в техническом блоге

Поделиться

Влияние содержания волокна на звукопоглощение, теплопроводность и прочность на сжатие жестких пенополиуретанов с наполнителем из соломенных волокон :: BioResources

Тао, Ю., Ли, П., и Цай, Л. (2016). «Влияние содержания волокна на звукопоглощение, теплопроводность и прочность на сжатие жестких пенополиуретанов, наполненных соломенными волокнами», BioRes. 11 (2), 4159-4167.

---

Abstract

Жесткий пенополиуретан (PUR) — один из важнейших изоляционных материалов, используемых сегодня в строительной индустрии, и основной изоляционный материал, используемый в мировой промышленности бытовой техники. В этом исследовании был разработан ППУ с наполнителем из рисовой соломы (RPUF) и PUF с наполнителем из пшеничной соломы (WPUF) и изучались морфология, звукопоглощающие свойства, теплопередача и прочность на сжатие композитов из ППУ.Результаты показали, что при более высоком содержании волокон на СЭМ-изображениях композитов наблюдалось больше открытых ячеек. Средние коэффициенты звукопоглощения (ASAC) как WPUF, так и RPUF были значительно увеличены при добавлении 5 на сто полиолов (php) по весу и содержания волокон 10 php. При использовании волокон с содержанием 15 php и 20 php ASAC снижается из-за извилистости ячеек и больших отверстий в пене. Коэффициент звукопоглощения (SAC) сначала увеличивался, затем уменьшался и, наконец, увеличивался, когда частота звука увеличивалась со 100 до 2000 Гц для двух композитов.Теплопроводность как WPUF, так и RPUF сначала уменьшалась, а затем увеличивалась по мере увеличения содержания волокна от 0 до 20 php. Когда было добавлено содержание соломы 5 и 10 php, теплопроводность снизилась на 25-50% по сравнению с теплопроводностью чистой формы PU (0 php), что указывает на получение улучшенной теплоизоляционной способности. Прочность композита на сжатие снизилась на 19–28% из-за добавления волокна.

---

Скачать PDF

---

Полная статья

Влияние содержания волокна на звукопоглощение, теплопроводность и прочность на сжатие жестких пенополиуретанов с наполнителем из соломенного волокна

Yubo Tao, ^a Peng Li, ^a, * и Liping Cai ^b

Жесткий пенополиуретан (PUR) — один из важнейших изоляционных материалов, используемых сегодня в строительной отрасли, и основной изоляционный материал, используемый в мировой промышленности бытовой техники.В этом исследовании был разработан ППУ с наполнителем из рисовой соломы (RPUF) и PUF с наполнителем из пшеничной соломы (WPUF) и изучались морфология, звукопоглощающие свойства, теплопередача и прочность на сжатие композитов из ППУ. Результаты показали, что при более высоком содержании волокон на СЭМ-изображениях композитов наблюдалось больше открытых ячеек. Средние коэффициенты звукопоглощения (ASAC) как WPUF, так и RPUF были значительно увеличены при добавлении 5 на сто полиолов (php) по весу и содержания волокон 10 php.При использовании волокон с содержанием 15 php и 20 php ASAC снижается из-за извилистости ячеек и больших отверстий в пене. Коэффициент звукопоглощения (SAC) сначала увеличивался, затем уменьшался и, наконец, увеличивался, когда частота звука увеличивалась со 100 до 2000 Гц для двух композитов. Теплопроводность как WPUF, так и RPUF сначала уменьшалась, а затем увеличивалась по мере увеличения содержания волокна от 0 до 20 php. Когда было добавлено содержание соломы 5 и 10 php, теплопроводность снизилась на 25-50% по сравнению с теплопроводностью чистой формы PU (0 php), что указывает на получение улучшенной теплоизоляционной способности.Прочность композита на сжатие снизилась на 19–28% из-за добавления волокна.

Ключевые слова: соломенное волокно; Полиуретановая пена; Композиты; Коэффициент звукопоглощения; Теплопроводность; Прочность на сжатие

Контактная информация: a: Ключевая лаборатория биологических материаловедения и технологий, Колледж материаловедения и инженерии, Северо-восточный лесной университет, Харбин 150040, Китай; b: Департамент машиностроения и энергетики, Инженерный колледж, Университет Северного Техаса, Дентон, Техас 76207, США; * Автор, ответственный за переписку: lptyb @ aliyun.com

ВВЕДЕНИЕ

Пенополиуретан (ППУ) обычно получают при взаимодействии полиолов и полиизоцианатов путем добавления полимеризации. Часто используются другие добавки, такие как катализаторы, поверхностно-активные вещества и пенообразователи (Yuan and Shi 2009). Изделия из ППУ могут быть жесткими, полужесткими или гибкими, в зависимости от используемого сырья. Жесткий пенополиуретан (PUR) является одним из наиболее важных изоляционных материалов, используемых сегодня в строительной отрасли, и основным изоляционным материалом, используемым в бытовых приборах (холодильниках, морозильных камерах, и т. Д. ).) промышленность (Cabulis et al. 2012).

Введение наполнителей улучшает некоторые механические, термические и акустические свойства композитов ППУ. Натуральные волокна — это относительно дешевый, возобновляемый и устойчивый ресурс. Плотность натуральных волокон аналогична плотности пластмасс и составляет всего 40-50% от плотности стекловолокна (Bledzki et al. 2001). Поэтому пластмассы можно армировать или заполнять волокнами без какого-либо значительного влияния на плотность получаемых полимерных композитов.Кроме того, гидроксильные группы (-ОН) на поверхности лигноцеллюлозных волокон взаимодействуют с изоцианатными группами, что приводит к превосходному межфазному сцеплению между волокнами и полиуретаном (Mosiewicki et al. 2009).

Древесная мука использовалась в качестве наполнителя для ППУ композитов. Юань и Ши (2009) разработали гибридные древесно-полиуретановые композиты, содержащие древесную муку до 20 на сто полиолов (php) по весу. Добавление древесной муки улучшило сжимающие свойства ППУ, но снизило его свойства при растяжении и гибкости.Термическая стабильность композитов была улучшена за счет добавления древесных порошков. Racz et al. (2009) сосредоточился на производстве и характеристике легких полиуретановых композитов, армированных сосновой древесной мукой, и показал, что прочность, модуль и модуль упругости композитов увеличиваются по мере увеличения содержания наполнителя. Mosiewicki et al. (2009) использовал древесную муку в качестве наполнителя в жестком полиуретане и показал, что химическая реакция между древесной мукой и изоцианатом сильно влияет на реакцию композита на термогравиметрические испытания.Модуль сжатия и предел текучести полиуретановых композитов уменьшались по мере увеличения содержания древесной муки. Aranguren et al. Компания (2012) разработала композит полиуретана и древесной муки на основе тунгового масла и обнаружила, что введение древесной муки влияет на биоразложение композитов пенополиуретана.

Лубяное волокно также использовалось для армирования композитов ППУ. Bledzki et al. (2001) подготовил армированные композиты на основе полиуретана с льняными и джутовыми тканями.Композиты имели равномерно распределенную структуру пенопласта с микропустотами. Увеличение содержания волокна улучшило модуль сдвига и ударную вязкость. Тканое льняное волокно привело к получению композитов с лучшей механической прочностью, чем тканые композиты из джутового волокна. Куранская и др. (2013) производил жесткие пенополиуретаны, модифицированные льняными и конопляными волокнами. Механические и термические свойства конечных продуктов были улучшены за счет включения натуральных волокон. Пенополиуретан с наполнителем из волокон Kenaf был приготовлен методом свободного подъема.Диэлектрические постоянные и тангенс угла потерь композитов были изучены в зависимости от содержания волокна. Диэлектрическая постоянная и тангенс угла потерь увеличиваются с увеличением содержания волокна, указывая на то, что как диэлектрическая способность, так и способность рассеивать энергию композитов улучшились (Li et al. 2014).

Хлопок и бамбук использовались в качестве усиления в полиуретановых матрицах для улучшения свойств звукопоглощения и теплопроводности полученных композитов (Büyükakinci et al. 2011). Волокна чайного листа (Celebi and Kucuk 2012) использовались в качестве усиления в различных полиуретановых матрицах для улучшения звукопоглощающих свойств композитов. Хотя добавление волокон чайного листа к жесткому пенополиуретану дало небольшой вклад в звукопоглощающие свойства композитов, оно обеспечило значительное улучшение звукопоглощения.

Хотя для наполнения ППУ использовалось много видов сырья, сообщений о наполнении ППУ волокнами рисовой или пшеничной соломы не поступало.В качестве однолетних культур в Китае производится много риса и пшеничной соломы. Сжигание отходов — распространенный метод утилизации. Это проблема, которая приобретает все большее значение, поскольку сжигание мусора вызывает серьезное загрязнение воздуха в Китае. Использование отходов соломы в качестве структурного сырья является экономически эффективным методом снижения давления загрязнения воздуха. Это исследование было сосредоточено на разработке PUF с наполнителем из рисовой соломы (RPUF) и PUF с наполнителем из пшеничной соломы (WPUF). Исследованы морфология, звукопоглощающие свойства, теплопередача и прочность на сжатие композитов ППУ.

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ИНФОРМАЦИЯ

Материалы

Сырье, используемое для приготовления пены, было получено от Dongguan Chemistry Corporation (Дунгуань, Китай). Две части, часть A и часть B, были смешаны в равных пропорциях, и пеноматериал с закрытыми ячейками 100 кг / м ³ был сформирован методом «свободного подъема». Два типа волокон соломы, риса и пшеницы, были использованы для производства двух видов композитов ППУ с наполнителем из соломенных волокон. Ван и др. .(2006) использовали джутовое волокно для армирования композитного пенополиуретана, и композитные материалы имели лучший армирующий эффект, когда длина волокна составляла 3 мм, поэтому в этом исследовании использовались соломенные волокна длиной от 1 до 3 мм. Рисовую солому и пшеничную солому предварительно нагревали в печи при 103 ° C в течение 6 часов для удаления влаги.

Композитный препарат

Образцы ППУ были приготовлены методом свободного подъема. Чистый пенополиуретан и два типа композитов с различными смесями были произведены путем смешивания пенополиуретана с рисовым или пшеничным волокном.После того, как соответствующий вес Части B был добавлен в одноразовую пластиковую коробку емкостью 500 мл, были добавлены волокна и смешаны с механическим перемешиванием при 3000 об / мин в течение 10-15 с. Часть A добавляли после дегазации смеси в течение 120 с. Перемешивание продолжали в течение следующих 10-15 с при той же скорости вращения. После смешивания частей А и В формование началось в течение 45 с и продолжалось несколько минут. Пена расширилась примерно в 10 раз по сравнению с объемом жидкости и затвердела. Затвердевшие пены вынули из пластикового ящика и поместили при комнатной температуре.Содержание клетчатки в формах составляло 0, 5, 10, 15 и 20 частей на миллион. Для каждого измерения использовались три повторяющихся образца, и сообщалось среднее значение.

Характеристика свойств пены

Морфология

Морфологию образцов ППУ исследовали с помощью сканирующего электронного микроскопа (SEM) (QUANTA200, FEI, Hillsboro, OR, USA). Перед сканированием образцы были покрыты золотом. Ускоряющее напряжение 5 кВ. СЭМ-изображения были получены в разных зонах каждого образца.

Измерения звукопоглощения

Коэффициент звукопоглощения (SAC) композитов был измерен с использованием системы тестирования импедансных трубок (AWA6122A, Aihua Instrument, Inc., Ханчжоу, Китай) в соответствии с ISO 10534-1 (2011). На рисунке 1 показана система тестирования SAC. Диапазон частот измерения 90 ~ 2075 Гц.

Рис. 1. Экспериментальная установка для измерения коэффициента звукопоглощения композитов (1 трубка из протестированного материала; 2 трубка стоячей волны длиной 1000 мм и диаметром 96 мм; 3 звуковой ящик с мощностью динамика 10 Вт и сопротивление 6 Ом; 4 Ползун; 5 Направляющий рельс длиной 1000 мм и минимальной шкалой 1 мм)

Композитные панели были вырезаны на фрезерном станке для получения акустических образцов диаметром 96 мм и толщиной 9 мм.Из каждой группы панелей готовили по три повтора. Сообщаемое значение SAC для каждой группы панелей было средним из трех независимых точек данных выборки, которые были собраны при 100, 200, 315, 450, 630, 800, 900, 1000, 1400 и 2000 Гц в соответствии с полосами в 1/3 октавы. частотный анализ и ISO 266 (1975).

Теплопроводность

Три образца диаметром 130 мм и толщиной 20 мм были вырезаны из свободно вспененных смесей пенополиуретана. Теплопроводность каждого образца измеряли с помощью прибора для измерения теплопроводности TC-2 / A (Fudan Tianxin Science and Education Instruments Co., Шанхай, Китай) в соответствии со стационарными методами измерения коэффициента теплопроводности проводника (Li et al. 2009).

Испытание на сжатие

Свойства пен при сжатии измеряли на универсальной испытательной машине (AG-A10T, Chanchun Kexin Instruments Co., Чанчунь, Китай) в соответствии с ISO 844 (2004). Образцы вырезали до размеров 50 × 50 × 50 мм (ширина × длина × толщина).Ориентация была параллельна направлению подъема пены. Скорость ползуна составляла 2,5 мм / мин с датчиком нагрузки 5000 Н. Нагрузка прикладывалась до тех пор, пока пена не сжималась примерно на 10% от ее первоначальной толщины. Были протестированы шесть повторов для каждого образца, и результаты были усреднены.

РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ

Морфология

Поверхности поперечного сечения образцов WPUF, наблюдаемые в направлении свободного подъема, показаны на рис. 2. Заготовка PUF без волокна имела структуру с закрытыми ячейками с одинаковыми размерами ячеек (рис.2а). Однако, когда содержание клетчатки увеличивалось с 5, 10, 15 и 20 php, размер ячеек становился меньше и неравномерным (рис. 2b, c, d и e). Строу волокна наблюдалась между ячейками, и было полное соединение между соломенным волокном и ППУ (рис. 2f). Некоторые структуры с закрытыми ячейками были разрушены из-за добавления волокон. При более высоком содержании волокна наблюдалось больше открытых ячеек, и размеры ячеек становились намного меньше. Некоторые ячейки были сломаны, вероятно, потому, что волокно сдерживало образование пены и вызывало деформации ячеек.Аналогичные структурные изменения наблюдались в композитах ППУ, наполненных волокном рисовой соломы.

Влияние содержания волокна на звукопоглощающие свойства

На рис. 3 показаны характеристики звукопоглощения композитного материала на различных звуковых частотах. Хотя не было обнаружено значительного увеличения коэффициента звукопоглощения (SAC) по мере увеличения содержания соломы на рисунке 3, увеличение SAC для RPUF и WPUF наблюдалось по сравнению с чистыми формами PU (0 php) во всем частотном диапазоне.SAC увеличивался по мере увеличения звуковой частоты в диапазоне от 100 до 630 Гц для двух композитов. От 630 до 2000 Гц SAC сначала уменьшался, а затем увеличивался, с самым низким значением SAC на 900 Гц. Этот результат отражал то, что звукопоглощение образовавшейся поры и канала различались в зависимости от разных звуковых частот. Селективное частотное поглощение привело к звукопоглощению с различными коэффициентами, которые сначала увеличивались, затем уменьшались и, наконец, увеличивались, как показано на рис.3. Тенденции SAC соответствовали выводам Maderuelo-Sanz et al. (2013), когда были исследованы акустические характеристики композита из резины и полиуретановой смолы.

Рис. 3. Влияние содержания волокна на коэффициент звукопоглощения композитов в зависимости от частоты. Содержание волокна варьировалось от 0 до 20 php

На рисунке 4a показано, что средний коэффициент звукопоглощения (ASAC) как WPUF, так и RPUF претерпел аналогичные изменения при увеличении содержания волокна с 0 до 20 php, которое сначала увеличивалось, а затем уменьшалось с 0 до 2000 Гц.Максимальные значения ASAC для обоих композитов наблюдались при содержании волокна 10 php. Значения ASAC для WPUF были выше, чем для RPUF, когда содержание волокна составляло 5 и 10 php, в то время как они были аналогичными, когда содержание волокна составляло 0, 15 и 20 php. Этот эффект может быть вызван тем, что соломенное волокно представляет собой пористую структуру, которая улучшает впитывающие свойства материалов. Согласно изображениям, полученным с помощью SEM (рис. 1), добавление соломенных волокон повредило структуру закрытых ячеек ППУ, что привело к образованию открытой ячеистой структуры, которая, вероятно, улучшила абсорбционные свойства.При увеличении содержания волокна во всей пене наблюдались большие отверстия (точка синей стрелкой на рис. 1e), что могло снизить абсорбционные характеристики. Подобно этому исследованию, Lin et al. Компания (2015) добавила 5 мас.% Углеродных волокон в армированный волокном полиуретановый композитный пеноматериал и добился лучших свойств звукопоглощения.

Характеристики звукопоглощения пористого материала зависят от пористости, извилистости и сопротивления потока (Maderuelo-Sanz et al. 2013). Добавление соломенных волокон повреждает структуры с закрытыми ячейками, что приводит к увеличению SAC за счет открытия ячеистых структур PUF. По мере того, как содержание волокна продолжало увеличиваться, возникали извилистые стенки клеток, как показано на рис. 2d и e (точка желтыми стрелками), что приводило к снижению среднего звукопоглощения, когда содержание волокна составляло 15 php и 20 php на рис. 4a .

Влияние содержания волокна на теплопроводность

Теплопроводность (TC) WPUF и RPUF имела аналогичную тенденцию при увеличении содержания волокна с 0 до 20 php, которое сначала уменьшалось, а затем увеличивалось (Рис.4б). Когда было добавлено содержание соломы 5 и 10 php, теплопроводность снизилась на 25-50% по сравнению с чистой формой PU. После добавления соломенных волокон размер ячеек стал меньше, и пеноматериал получил лучшую теплоизоляцию (, т.е. уменьшенная TC). Поскольку содержание волокна продолжало увеличиваться, TC увеличивался, потому что некоторые структуры с закрытыми ячейками были разрушены, и воздух может течь между ячейками. TC WPUF и RPUF были одинаковыми в образцах с содержанием волокон 5 и 20 php.Однако TC у RPUF был ниже, чем у WPUF, когда содержание волокна составляло 10 и 15 php. RPUF с рисовым волокном 10 php имел лучшую теплоизоляционную способность. Сообщалось, что самая низкая теплопроводность композитной формы из пенополиуретана достигла 0,153 Вт / мК после добавления 5 мас.% Углеродных волокон (Lin et al. 2013). Этот результат сопоставим с результатами этого исследования.

Влияние содержания волокна на свойство сжатия

Как показано на Рис.4c, добавление волокна снижает прочность на сжатие обоих композитов. При данном содержании волокна прочность на сжатие RPUF была выше, чем у WPUF. Ячеистая структура была частично разрушена добавлением волокна, что снизило прочность на сжатие. Nar et al. (2015) также обнаружил, что модуль сжатия и прочность жестких пенополиуретанов были уменьшены за счет добавления волокон с кенафом.

ВЫВОДЫ

1. При более высоком содержании волокон на СЭМ-изображениях композитов наблюдалось больше открытых ячеек.
2. Коэффициенты звукопоглощения (SAC) RPUF и WPUF были увеличены по сравнению с чистыми формами PU (0 php) в диапазоне от 100 до 2000 Гц.
3. Средние коэффициенты звукопоглощения (ASAC) как WPUF, так и RPUF были значительно увеличены при добавлении волокон с содержанием 5 php и 10 php. Когда использовалось содержание клетчатки 15 и 20 php, ASAC снижался из-за извилистости клеток. Максимальные значения ASAC появлялись при содержании клетчатки 10 php.
4. Теплопроводность как WPUF, так и RPUF сначала уменьшалась, а затем увеличивалась по мере увеличения содержания волокна с 0 до 20 php.Когда было добавлено содержание соломы 5 и 10 php, теплопроводность снизилась на 25-50% по сравнению с теплопроводностью чистой формы PU (0 php), что указывает на получение улучшенной теплоизоляционной способности.
5. Прочность композитов на сжатие снизилась из-за добавления волокон.

БЛАГОДАРНОСТЬ

Авторы выражают признательность за поддержку Фонду фундаментальных исследований для центральных университетов Китая (DL12CB07), Образовательному фонду Фок Ин-Тонг для молодых учителей в высших учебных заведениях Китая (122044) и Программе выдающихся талантов нового века в Университет (NCET-13-0711).

ССЫЛКИ

Арангурен, М. И., Гонсалес, Дж. Ф., и Мосевицкий, М. А. (2012). «Биоразложение полиуретана на основе растительного масла и композитов из древесной муки», Polym. Тест. 31 (1), 7-15. DOI: 10.1016 / j.polymertesting.2011.09.001

Bledzki, A.K., Zhang, W., and Chate, A. (2001). «Микропены из полиуретана, армированного натуральными волокнами», Compos. Sci. Technol. 61 (16), 2405-2411. DOI: 10.1016 / S0266-3538 (01) 00129-4

Бююкакынджи, Б.Ю., Сёкмен, Н., Кучук, Х. (2011). «Теплопроводность и акустические свойства композитов на основе смешанного полиуретана с натуральными волокнами», Текстиль ве Конфексийон, 21 (2), 124-132.

Кабулис, У., Кирплукс, М., Стирна1, У., Лопес, М. Дж., Варгас-Гарсия, М. К., Суарес-Эстрелла, Ф. и Морено, Дж. (2012). «Жесткие пенополиуретаны, полученные из таллового масла и наполненные натуральными волокнами: применение в качестве поддержки для иммобилизации микроорганизмов, разлагающих лигнин», J. Cell. Пласт. 48 (6), 500-515. DOI: 10.1177 / 0021955X12443142

Челеби, С., Кучук, Х. (2012). «Акустические свойства композитных полиуретановых смесей из волокон чайного листа», Cell. Polym. 31 (5), 241-255.

ISO 10534-1. (2011). «Акустика — Определение коэффициента звукопоглощения и импеданса или проводимости — Часть 1: Метод трубки импеданса», Международная организация по стандартизации, Женева, Швейцария.

ISO 266. (1975). «Акустика — предпочтительные частоты для измерений», Международная организация по стандартизации, Женева, Швейцария.

ISO 844. (2004). «Жесткие ячеистые пластмассы. Определение характеристик сжатия», Международная организация по стандартизации, Женева, Швейцария.

Куранска М., Александр П., Микелис К. и Угис К. (2013). «Пористые полиуретановые композиты на основе биокомпонентов», Compos. Sci. Technol. 75 (11), 70-76. DOI: 10.1016 / j.compscitech.2012.11.014

Li, P., Tao, Y., and Shi, SQ (2014) «Влияние содержания волокна и температуры на диэлектрические свойства жесткого пенополиуретана с наполнителем из кенафа», BioResources 9 (2), 2681-2688 .DOI: 10.15376 / biores.9.2.2681-2688 DOI: 10.15376 / biores.9.2.2681-2688

Ли, К., Лю, К., Ван, X., и Фань, С. (2009). «Измерение теплопроводности индивидуальных углеродных нанотрубок методом рамановского сдвига», Nanotechnology 20 (14), 145702. DOI: 10.1088 / 0957-4484 / 20/14/145702

Лин, Дж. Х., Чуанг, Ю. К., Хуанг, К. Х., Ли, Т. Т., и Лу, К. В. (2015). «Органические / неорганические звукопоглощающие / теплоизоляционные плиты из пенополиуретана, армированные волокном», Прикладная механика и материалы 749, 270-273.DOI: 10.4028 / www.scientific.net / AMM.749.270

Мадеруэло-Санс, Р., Морильяс, Дж. М. Б., Мартин-Кастисо, М., Эскобар, В. Г., и Гозало, Г. Р. (2013). «Акустические характеристики пористого поглотителя из переработанного каучука и полиуретановой смолы», Латиноамериканский журнал твердых тел и структур 10, 585-600. DOI: 10.1590 / S1679-78252013000300008

Мосевицки, М. А., Делл Арципрет, Г. А., Арангурен, М. И., и Маркович, Н. Е. (2009). «Пенополиуретаны, полученные из полиола на основе касторового масла и наполненные древесной мукой», J.Compos. Матер. 43 (25), 3057-3072. DOI: 10.1177 / 0021998309345342

Нар, М., Уэббер III, К., и Д’Суза, Н. А. (2015). «Жесткий полиуретан и композитные пенопласты для сердцевины из кенафа», Polymer Engineering & Science 55 (1), 132-144. DOI: 10.1002 / pen.23868

Рац И., Андерсен Э., Арангурен М. И. и Маркович Н. Э. (2009). «Легкие полиуретановые композиты на основе переработанного древесной муки на основе полиолов», J. Compos. Матер. 43 (24), 2871-2884. DOI: 10.1177 / 0021998309345308

Ван, Ф., Мэй, К., Хуанг, З., Цинь Ю. и Ду М. (2006). «Исследование обработки и свойств жесткого пенополиуретана, армированного джутовым волокном», Дж.