Пенополиуретан (ППУ) что это такое?

Пенополиуретаны — группа газонаполненных пластмасс на основе полиуретанов, на 85-90 % состоящих из инертной газовой фазы.

 

В зависимости от вида исходного полиуретана могут быть как жёсткими так и эластичными.

 

ППУ используются весьма широко: 

- жёсткие в качестве тепло- и звукоизоляции, а так же, в лёгких формообразующих элементах.

- эластичные в качестве мягких покрытий и набивки в быту и промышленности, как искусственные губки для мытья и пылевые фильтры, материал для покрасочных валиков и вставок в швейных изделиях, амортизирующая упаковка. 

Популярны самовспенивающиеся самотвердеющие составы для использования непосредственно на объекте в строительстве, машиностроении и т.д.- как промышленные двухкомпонентные (и более), так и бытовая "монтажная пена".

 

Устойчивы к действию всех распространённых органических растворителей, застывшая смесь удаляется только механическим путём. В практических применениях требуют защиты от солнечного света и других УФ-источников. Не следует путать с другими вспененными полимерами - жёстким полистироловым пенопластом, эластичным пенополиэтиленом, вспененным латексом, микропористой резиной, набухающей целлюлозной губкой и пр., области применения которых, как правило, более узки.

История пенополиуретана

 

В 1937 году небольшой группой учёных исследователей лаборатории IG Farben (в Леверкузене) под руководством Отто Байера впервые удалось синтезировать новое вещество с весьма необычными свойствами. В зависимости от скорости прохождения реакции и коэффициента смешивания полиола и полиизоцианата кардинально различались и свойства получаемого материала.

 

С одной стороны гибкий, упругий, но не прочный на разрыв (лабораторное название Perlon U, отсюда название "поролон"), а с другой — плотный, твёрдый, прочный.

 

Горизонты экономического внедрения данного научного открытия были многообещающими и весьма обширные. Уже в 1940 году в Леверкузене началось промышленное производство полиуретана в качестве лепнины. Но начало второй мировой войны внесло свои коррективы: проблемы нехватки сырья и общее перестраивание экономики под военные нужды существенно замедлили развитие полиуретанов.

Фактически до 60-х годов прошлого столетия пенополиуретан, как и многие другие полимеры, развивался очень медленно — однако с окончанием войны, восстановлением экономики и бурным послевоенным строительством коммерческий интерес к пенополиуретанам сильно возрос. Таким образом, к 1960 году различными компаниями было суммарно изготовлено более 50 000 тонн пены.

Химическое строение и особенности

 

Для прохождения реакции присоединения и образования цепочек полимера необходимо наличие как минимум двух различных компонентов: полиола и полиизоцианата.

 

Сама же реакция проходит в несколько этапов. Вначале из диола и диизоцианата формируются бифункциональные молекулы изоцианата имеющие группу (—N═C═O) и гидроксильные группы (—ОН).

В результате прохождения цепной реакции, на обоих концах молекулярных групп образуются короткие цепочки структурно идентичных и однородных полимеров, которые могут быть полимеризованы с другими мономерами.

В реакционную смесь добавляют незначительное количество воды, и в результате прохождения реакции с частью изоцианатных групп образуется углекислый газ, который и является основным фактором вспенивания. В то же время, первичная аминогруппа вступает в реакцию с изоцианатом, замещая мочевину, тем самым достигается устойчивость цепи.

В зависимости от длины цепи газонаполненных микрогранул различаются и механические свойства полиуретана. Так, типичная плотность составляет от 5 до 28 кг/м³ для мягких пеноблоков, которые повсеместно используются в качестве различного вида наполнителей мебели и др. Жёсткие пенополиуретаны, плотностью от 30 до 86 кг/м³, нашли широкое применение в строительстве в качестве теплоизоляционного и шумоизоляционного материала.

 

Кроме того, пенополиуретан плотностью от 60 кг/м³, благодаря плотной структуре, не пропускает влагу и может быть использован в качестве прекрасной гидроизоляции.

Получение из биологического сырья

 

В качестве исходных компонентов пенополиуретана обычно применяются продукты нефтехимической промышленности (полиолы и полиизоцианаты), однако, не лишним будет отметить, что возможна выработка компонентов из масел растительного происхождения. В частности, прекрасно подходят для этой цели касторовые масла. Также возможно получение полиолов из соевого, рапсового и подсолнечного масел. Однако такой способ выработки компонентов пенополиуретана экономически нецелесообразен по причине значительного различия в стоимости растительного и нефтехимического сырья. Именно поэтому, биогенные пено-компоненты и не нашли широкого применения и их использование ограничено очень узким кругом специфических задач.

Стандарты и госты

 
  • Постановление Правительства Москвы от 17.02.2004 N 91-ПП — нормативы использования при теплоизоляции труб и теплотрасс;

  • Теплоизоляция ограждающих конструкций строений и зданий — СТО 00044807-001-2006;

  • Тепловая изоляция трубопроводов заливочным пенополиуретаном ВСН 462-85 (Утверждены Минмонтажспецстроем СССР 29 марта 1985 года);

  • Санитарные правила для производств синтетических и полимерных материалов 12 декабря 1988 г. N 4783-8

Сферы применения пенополиуретана широки

 
  • В автомобильной промышленности в качестве наполнителя автокресел и шумоизоляции салона транспортных средств, для изготовления полужёстких панелей салона, подлокотников, рукояток и бамперов;

  • В мебельной и лёгкой промышленности в основном используются так называемые мягкие пенополиуретаны в виде наполнителя и прокладочного материала мягкой мебели,подушек, матрацев, при формовке манекенов и др.

  • В мягких детских игрушках тоже весьма часто используют именно ППУ в качестве наполнителя, так как данный материал полностью экологически и биологически нейтрален (ссылка, подтверждающая нейтральность?);

  • В обувной промышленности в качестве супинаторов и других элементов обуви;

  • В качестве хладоизолятора в бытовых, а также торговых холодильниках, крупных холодильных камерах и в транспортной холодильной технике;

  • В качестве теплоизолятора в магистральных трубопроводах, а также изоляции низкотемпературных трубопроводов химической промышленности;

  • В качестве теплоизоляции, а также акустической и гидроизоляции при строительстве, капитальном ремонте жилых домов, складов, ангаров, частных загородных домов, производственных цехов, гаражей, быстровозводимых конструкций;

  • Достаточно широко применяются уретановые столярные клеи, слегка вспенивающиеся при застывании и заполняющие неплотности пригонки деталей.

Использование пенополиуретана в строительстве

 

Благодаря очень низкой теплопроводности (0,019 — 0,03 Вт/(м•K)), малой паропроницаемости, хорошей адгезии и гидроизоляционным характеристикам жёсткие пенополиуретаны с закрытой клеточной структурой применяются для промышленных зданий, жилого индивидуального строительства.

 

Причём как в виде вязких самовспенивающихся составов для заливки или нанесения на месте, так и в виде готовых листов. Также служит наполнителем сандвич-панелей для сборных конструкций и материалом жёстких теплоизоляционных блоков для трубопроводных систем.

 

Высокие коэффициенты адгезии делают этот материал весьма универсальным, он может с одинаковым успехом наноситься на бумагу, металл, древесину, штукатурку, кирпич,рубероид, черепицу и многое другое.

 

Возможность производить и наносить пенополиуретан непосредственно на строительной площадке значительно снижает сопутствующие расходы.

 

Однокомпонентные составы, отверждаемые влагой воздуха (см. монтажная пена), также нашли своё применение и часто используются в быту при мелких шумоизоляционных и теплоизоляционных хозяйственных работах, а также там, где требуется заполнение пустот (к примеру, при установке пластиковых окон и дверных проёмов). Они обеспечивают также удовлетворительную механическую прочность и обжим монтируемого элемента.

С течением времени теплопроводность материала растет и даже оказывается на более низком уровне, чем экструдированный пенополистерол.

тампросто.ру

Тамбовский онлайн сервис

Нужен Мастер?

Более 50 мастеров

с Тамбовской области ожидают вашу заявку

Оповестим всех мастеров

за 5 минут!

ТамТК

 

​Телефон:  +7 (4752) 64-19-40

прямой: 641-940


mail@tamtk.ru

 

Вы также можете ознакомиться с нашими услугами в социальных сетях.

Замер. расчёт материалов, 3D-моделирование,
составление смет, доставка материалов.
 
Кровельные и Фасадные услуги под ключ.
 
"ТамТК.ру"  © 2020   Все права защищены.
Тепло Расчет
  • Instagram Social Icon
  • Одноклассники 2 App Icon
  • Вконтакте B App Icon