Pěnová syntetická pryž | Zvuková a tepelná izolace na bázi pěnové pryže

Mezi prvními, kteří vyvinuli technologii pěnění polyetylenu, byli specialisté z japonské společnosti Sekisui Chemical Co. Ltd.. V roce 1968 se objevil materiál Softlon – pěnový nízkohustotní polyethylen LDPE (LD-PE), molekulárně zesíťovaný vysokým zářením (radiation crosslinked) pomocí technologie vyvinuté tehdejší malou firmou samotnou. Nový materiál má unikátní tepelně izolační a plastické vlastnosti. V roce 1971 zorganizovala Sekisui první výrobu pěnového polyetylenu v Evropě spolu se švýcarskou společností ALVEO, která se v roce 1973 dostala pod její úplnou kontrolu.

Pěnový polyethylen (expandovaný polyethylen EPE) patří do tzv. třídy plynem plněných (pěnové polymery nebo pěnové plasty) termoplastických polymerů (termoplastů).

Pěnové polymery se běžně označují jako organické, vysoce porézní materiály získané ze syntetických pryskyřic. Často se nazývají pěnové plasty nebo pěnové plasty, stejně jako celulární plasty plněné plynem. Polymerní pěny jsou heterogenní disperzní systémy skládající se z pevné a plynné fáze.

Plasty plněné plynem jsou dvoufázové systémy sestávající z polymerní matrice a relativně rovnoměrně dispergované plynné fáze. Tato struktura plastů určuje některé společné vlastnosti jejich vlastností, a to extrémně nízkou hmotnost, vysokou tepelnou a zvukovou izolaci.

Polymerní pěny se rozlišují na bázi termoplastických polymerů s lineární strukturou – polyolefinové pěny (polyethylen, polystyren, polyvinylchlorid, polypropylen atd.) a termosetové polymery – na bázi polymerů s prostorovou strukturou (fenolformaldehyd, močovinoformaldehyd, nenasycené polyestery, epoxid, polyuretan atd.). Pro termoplastické pěnové polymery jsou nebezpečné teploty blízké průtokové teplotě, kdy je výrazně snížena pevnost materiálu a nadměrný tlak plynu může materiál zničit.

V závislosti na fyzikální struktuře buněk lze pěnové polymery podmíněně rozdělit do tří skupin: pěnové plasty, porézní polymery a voštinové polymery.

Pěnový polystyren představují materiály s buněčnou strukturou, ve kterých jsou plynná plniva izolována od sebe navzájem a od okolí tenkými vrstvami polymerního pojiva. Uzavřená buněčná struktura poskytuje dobrý vztlak a vysoké tepelně izolační vlastnosti. Jejich pevnost je nízká a závisí na hustotě materiálu. Příkladem pěnového plastu je pěnový polystyren. Objemová hmotnost takových pěnových polymerů se pohybuje od 20 do 300 kg/m3.

Pěnové plasty s otevřenou porézní strukturou, v důsledku čehož plynné inkluze v nich přítomné volně komunikují mezi sebou a okolní atmosférou. Jejich zdánlivá hustota se pohybuje od 5-90 do 90-800 kg/m3. Příkladem pěnového plastu je polyethylenová pěna.

Voštiny Jsou vyrobeny z tenkých plátových materiálů, které nejprve získají vzhled zvlnění nebo vlákna a poté se spojí ve formě voštin. Materiál se skládá z různých tkanin, které jsou napuštěny různými pojivy. Voštinové plasty se vyznačují poměrně vysokou tepelnou izolací, elektroizolačními vlastnostmi a rádiovou transparentností. Příkladem je zde materiál s ochrannou známkou Tyvek od společnosti DuPont.

Existují dva hlavní způsoby výroby pěnových polymerních produktů: fyzikální (přímé vstřikování plynu do taveniny polymeru) a/nebo chemické (přidáním činidel (aditiv), které se rozkládají s uvolňováním plynu během zpracování), nepočítaje případ výroby polyuretanových pěn, u kterých se plyn uvolňuje v důsledku chemické reakce složek během lisování.

Oba způsoby mají výhody i nevýhody. Použití fyzikálních nadouvadel je ekonomicky výhodnější, vyžaduje však speciální vybavení a dodržování velmi přísných protiexplozivních a požárních bezpečnostních opatření. Chemická pěnidla lze používat na standardních zařízeních a nevyžadují zvláštní protipožární opatření. Jako pěnidlo lze použít různé sloučeniny v závislosti na požadovaných vlastnostech konečného produktu a typu použitého materiálu.

Pěnové výrobky mohou mít jakoukoli fyzickou podobu – desky, fólie, plechy, obruče, závity, tyče, profily, laminované desky atd. Měrná hmotnost (hustota) pěnových výrobků se obvykle pohybuje v rozmezí od 5 do 800 kg/m3 s velikostí pěnových buněk od 0,05 mm do 15 mm. Obsah počtu buněk ve struktuře materiálů lze měnit od 0 do 100 % v závislosti na zvolených surovinách a technologickém postupu.

Pěnění termoplastů lze provádět jak vstřikováním, tak vytlačováním.

Podle typu vytváření mezimolekulárních vazeb mezi buňkami při výrobě lze pěnové polymery také podmíněně rozdělit do tří skupin: se zesíťovanou strukturou molekul, nezesíťované a odděleně tvořené z kapkovitých struktur podobných granulím pomocí prvních dvou metod.

Při výrobě pěnových produktů lze použít přísady (prostředky) pro zlepšení stability, například glycerolmonostearát, perforační přísady pro urychlení a zlepšení výměny plynů v materiálu a nahrazení plynů vzduchem. Podle volby výrobce se také používá mnoho dalších přísad, které mění a/nebo zlepšují vlastnosti produktů. Mohou to být antioxidanty (pro zpomalení procesů termooxidační destrukce), nukleátory (nukleační – pro zvýšení tuhosti), barvicí pigmenty, retardéry hoření (pro snížení hořlavosti).

Obecnou třídu pěnových polymerů lze podmíněně klasifikovat podle základního pěnového polymeru, struktury pěnového produktu a typu mezimolekulární vazby, která je prezentována ve formě blokového diagramu:

Klasifikace pěnových polymerů

Srovnávací charakteristiky pěnových polymerů

Specifické vlastnosti plynem plněných plastů určují technické zaměření a ekonomickou efektivitu jejich aplikace v různých oblastech průmyslu. Vzhledem k nízké průměrné hustotě, vysokým tepelně a zvukově izolačním vlastnostem, zvýšené měrné pevnosti, jakož i řadě cenných technologických a provozních vlastností nemají pěnové plasty mezi tradičními stavebními materiály obdoby.

Tyto materiály se vyznačují vysokou měrnou pevností, výrazně vyšší než u konkurenčních produktů. Většina plastů plněných plynem má však určité nevýhody. Možnost jejich použití je výrazně omezena: sníženou požární odolností, tepelnou odolností a teplotní odolností při teplotách nad 200 0C. Navíc procesy destrukce („stárnutí“) těchto materiálů a jejich biostabilita při dlouhodobém používání nebyly plně prozkoumány.

Také v podmínkách dlouhodobého statického namáhání dochází u pěnových plastů k creepovým deformacím, které snižují rozměrovou stálost materiálu. Při použití pěnových polymerů v konstrukčních prvcích jsou významné deformace nepřijatelné, proto je povaha a velikost deformace materiálu v čase brána jako kritérium odolnosti pěnových plastů vůči statickému namáhání. Deformovatelnost pěnových plastů závisí na velikosti a trvání působících napětí. Při vysokém zatížení (0,4–0,45 meze pevnosti v tlaku) se v průběhu času intenzivně vyvíjí tečení.

Provozní podmínky stavebních tepelně izolačních materiálů jsou dány typem stavby a regionem stavby. Periodické vlhčení (střídání vlhčení a sušení) nejintenzivněji snižuje pevnost a elastické vlastnosti pěnových plastů (až o 40 % v závislosti na typu polymerní báze).

Cyklování zmrazování a rozmrazování také snižuje pevnost pěnových plastů. Po 25 cyklech tlakových zkoušek nemodifikovaného polystyrenu a polyethylenových pěn je tedy pokles pevnosti 13-15%, pro polyvinylchloridové pěny od 2-15% a pro fenolové pěny – 22%.

Sortiment a vlastnosti pěnových materiálů jsou velmi rozsáhlé a rozmanité. V Rusku byla zavedena GOST 16381-77 TIM pro použití pěnových polymerů jako tepelně izolačních materiálů, ve kterých jsou klasifikovány podle následujících hlavních vlastností:

1. Podle druhu suroviny

Tepelně izolační materiály mohou být organické a minerální. Zahraniční druhy pěnového polyetylenu se měří podle normy ISO 1923 (1981).

2. Tvarem a vzhledem

Materiály se dělí na jednotlivé výrobky (desky, bloky, cihly, válce, půlválce, pláště, segmenty), role a šňůry (rohože, šňůry).

3. Podle průměrné hustoty

Na rozdíl od mnoha jiných stavebních materiálů není jakost tepelně izolačního materiálu určena jeho pevností, ale průměrnou hustotou, která se vyjadřuje v kg/metr krychlový.

Podle tohoto ukazatele se tepelně izolační materiály dělí do následujících stupňů: 15, 25, 35, 50, 75, 100, 125, 150, 175, 200, 250, 300, 350, 400, 450, 500. Horní mez jeho průměrné hustoty představuje tepelně izolační materiál. (například produkty třídy 100 mohou mít průměrnou hustotu 75-100 kg/mXNUMX).

Metoda stanovení hustoty v zahraničí je popsána v normě ISO 845 BS4443 Part 1, Method 2, DIN 53420 1978

4. Tuhostí

Tepelně izolační materiály jsou rozděleny do následujících typů: měkké, polotuhé a tuhé. Kromě toho se vyrábí výrobky se zvýšenou tuhostí a tvrdostí, které jsou vysoce odolné vůči vnějšímu zatížení.

Tuhé materiály, nejrozšířenější v tepelné izolaci budov, tedy zahrnují výrobky s R(cж) – mez pevnosti v tlaku při 50% deformaci větší než 0,15 MPa, elastické – méně než 0,01 MPa (polotuhé zaujímají střední polohu).

5. Metodou tvorby pórů

Tepelně izolační materiály jsou rozděleny do následujících typů:

• vláknité materiály rámu;
• expandované materiály;
• pěnové materiály;
• materiály s porézním plnivem;
• materiály s hořlavými přísadami;
• materiály s prostorovým rámcem.

6. Podle hořlavosti

Tepelně izolační materiály jsou klasifikovány podle SNiP 21-01-97.

7. Podle tepelné vodivosti

Materiály a výrobky jsou rozděleny do tříd:

A – nízká tepelná vodivost (č.

Provozní teplota, C

Maximální pevnost, MPa

Modul pružnosti v tlaku, MPa

Absorpce vody za 24 hodin, %

Díky technologickému pokroku ve všech sférách našeho života se na trhu stále častěji objevují inovativní materiály, jejichž výkonnostní ukazatele jsou mnohonásobně vyšší než u jejich předchůdců. Pěnová syntetická pryž je představitelem nové generace tepelně izolačních materiálů. Klíč k jeho úspěchu spočívá ve speciálních vlastnostech a technických vlastnostech způsobených porézní strukturou. Taková univerzální tepelná izolace má minimální tepelnou vodivost a je žádaná v různých oblastech.

Z čeho se vyrábí syntetický kaučuk?

Všechny pryže jsou rozděleny podle obecných a speciálních účelů. Materiály z první skupiny se používají k výrobě výrobků, které vyžadují pružnost za normálních teplot. Speciální polymery jsou vyráběny pro produkty s extrémními účely, které budou ovlivněny mrazem, ohněm, ozonem a kyslíkem.

Naprostá většina pryžových výrobků je vyráběna na bázi syntetických kaučuků. Látka se používá jako surovina v mnoha průmyslových odvětvích.

Vyrábí se různé druhy pryže:

• pneumatiky pro automobily, letadla, jízdní kola;
• tuhé raketové palivo;
• izolační materiály;
• lékařské přístroje;
• Ochranné obleky;
• nepromokavé oděvy, boty;
• těsnění pro různé účely;
• nátěry;
• nábytek;
• hračky.

Oblasti a oblasti použití speciálních syntetických kaučuků jsou méně rozsáhlé, protože jsou určeny k tomu, aby dodaly výrobku gumárenského průmyslu specifické vlastnosti. Například pneumatiky mají speciální mrazuvzdornost, pryžové podrážky mají vysokou odolnost proti opotřebení.

Syntetické kaučuky se podílejí na mnoha technologických procesech a používají se v jakékoli oblasti výroby a činnosti, kde je potřeba elastických materiálů. Vědci neustále zlepšují syntézu umělých polymerů, které jsou svými vlastnostmi lepší než jejich přirozené protějšky.

Co je pěnová guma

Pěnová syntetická pryž je elastomerní materiál se širokým spektrem účinku. Ve své struktuře se jedná o pružný pěnový materiál s uzavřenými malými póry vyrobený z přírodních nebo směsných surovin.

Jaký typ pryže bude vybrán jako základ, závisí na účelu budoucího produktu. Při výrobě tepelné izolace pro trubky různých průměrů se používá třísložkový etylen-propylenový kaučuk, ze kterého se získává poměrně hustý, tepelně odolný materiál.

V počáteční fázi výroby je nutné připravit speciální směs přísad, které zlepšují vlastnosti produktu a zajišťují provoz izolátoru za jakýchkoli podmínek.

Po pomocných složkách se do kompozice přidá pěnidlo a plniva zodpovědná za pevnost. Další chemikálie zabrání opotřebení izolační vrstvy.

Po smíchání všech ingrediencí se směs předběžně upraví. V této fázi, před vulkanizací, získávají obrobky tvar, který určuje účel izolace.

Poslední fází výroby je vulkanizace. Tento proces pomáhá dát syntetickým produktům jejich konečný vzhled – obrobek je umístěn do speciální formy a poté vystaven tlaku a teplotě.

Guma se po vulkanizaci stává produktem s vysokou úrovní:

Použitím modifikujících komponentů na bázi pěnové pryže se vyrábí i pryžová technická tepelná izolace K Flex, která je v mnoha ohledech univerzální. V závislosti na cílech výrobce zlepšuje určité vlastnosti konečného produktu.

Tepelně izolační výrobky, které lze zakoupit i v Moskvě, jsou prezentovány ve formě hotových trubek různých průměrů nebo plechů určité velikosti a tloušťky. Kromě toho může konstrukce izolace zahrnovat samolepicí nebo hliníkový povlak, který může chránit před náhodným mechanickým poškozením.

Oblíbená je také samolepicí montážní páska z pěnové pryže.

Volba jednoho nebo druhého typu tepelné izolace K Flex závisí na úkolech, které je třeba vyřešit, a také na provozních podmínkách.

Trubkové pryžové pláště (s vnějším průměrem 6–160 mm a tloušťkou izolace 6–32 mm) jsou vhodné pro zateplení konstrukcí z oceli, mědi nebo plastů.

Pro tlumení hluku, tlumení vibrací, tepelnou ochranu potrubí velkých průměrů, uzamykací mechanismy, armatury a spojovací prvky se používají ploché plechy nebo role různých tlouštěk, včetně těch s lepicí vrstvou.

Lanová forma se používá k utěsnění švů a jako těsnění mezi prvky mechanismů.

Cena tepelné izolace K Flex závisí především na typu výrobku a přítomnosti dodatečného nátěru.

Výhody materiálů z pěnové pryže

Tepelná izolace na bázi pěnové pryže je relativně novou, ale již osvědčenou možností izolace, která poskytuje výrazné úspory tepla, účinnou ochranu potrubí před zamlžováním a destruktivními účinky kondenzátu při dlouhodobém zachování vlastních parametrů.

Srovnávací analýza ukázala, že z hlediska svých hlavních vlastností není pěnová pryž horší než tepelné izolátory z pěnového polyetylenu nebo minerální vlny a v některých ohledech je dokonce lepší.

Například minerální vlna bez instalace další parotěsné vrstvy nebo pokud má v sobě relativně velké otvory, může absorbovat vlhkost, což vyvolává tvorbu rzi na izolovaném kovovém povrchu. Tato situace je vyloučena při použití pryžového povlaku, který má buňky utěsněné proti vlhkosti a neutrální pH faktor.

Hlavní vlastnosti – výhody tohoto typu tepelné izolace:

Může být použit v různých oblastech – stavebnictví, bydlení a veřejné služby, plynárenství, ropný průmysl, stavba lodí. Účinně chrání konstrukce vyrobené z jakýchkoli materiálů – ocelové, měděné, plastové trubky z PVC.

Počet otevřených pórů nepřesahuje 10% celkového objemu, což poskytuje materiálu dostatečnou hustotu a schopnost odolat značnému zatížení.

• Nízká tepelná vodivost

I při malé tloušťce izolace je možné výrazně snížit tepelné ztráty v objektu.

Součinitel tepelné vodivosti je v rozmezí od 0,032 do 0,040 W/(m•K).

• Nízká paropropustnost a propustnost vody

Uzavřená konstrukce se vzduchovými buňkami zabraňuje pronikání vlhkosti, pomáhá chránit konstrukce před kondenzací a korozí a také prodlužuje životnost samotného tepelného izolantu.

Nízká paropropustnost umožňuje vyhnout se instalaci další parotěsné vrstvy při ochraně nízkoteplotních prvků – čas strávený instalací se zkrátí a náklady se sníží.

• Pružnost a elasticita

Umožňuje použití materiálu na zakřivené části potrubí.

• Jednovrstvá struktura

Zaručuje strukturální integritu – výrobek se časem nedelaminuje ani nedeformuje.

• Vysoká izolace šumu

Porézní struktura poskytuje spolehlivou zvukovou izolaci, rozptyluje zvukové vibrace, aniž by byla ohrožena celistvost povlaku nebo pevnost vnitřních spojů.

• Chemická, biologická odolnost

Materiál vykazuje vysokou odolnost vůči negativním faktorům prostředí – nebojí se srážek, UV záření, není náchylný k hnilobě, plísním a nezajímá hmyzí škůdce ani hlodavce.

Je odolný vůči agresivnímu chemickému prostředí.

• Šetrnost k životnímu prostředí a bezpečnost

Složení je pro člověka absolutně neškodné, netoxické a bez výrazného zápachu. Neobsahují žádné zdraví škodlivé nečistoty – do prostředí se nedostanou žádné prachové částice, mikrovlákna ani nebezpečné chemické sloučeniny.

Pěnový syntetický kaučuk patří do skupiny málo hořlavých, samozhášecích tepelně izolačních materiálů – nekouří a neuvolňuje nebezpečné zplodiny hoření. Výrobní proces počítá s použitím ohnivzdorných přísad, takže izolant lze použít v provozech se zvýšenými požadavky na požární bezpečnost.

• Široký teplotní rozsah

Díky širokému rozsahu provozních teplot (od -50 do +105 ⁰С u běžné „verze“, od -200 do +175 ⁰С u výrobků pro speciální účely) je materiál nepostradatelný v náročných klimatických podmínkách a obtížných provozních podmínkách.

Výrobce garantuje dlouhodobý efektivní provoz (minimálně 20 let), jakož i zachování deklarovaných vlastností (s výhradou správné montáže).

Další výhodou je hladký, rovný povrch, vhodný pro instalaci nebo údržbu izolace.

Provádění zateplovacích prací nevyžaduje speciální vybavení ani odborné školení, nicméně použitím značkového příslušenství a dobře zvoleného nářadí dosáhnete maximálního efektu a také prodloužíte životnost zateplovaného objektu.

Tepelná izolace z pěnové pryže je vzduchotěsný povlak, který vám umožní vyhnout se tepelným ztrátám, snížit náklady na energii a finanční náklady.

Materiál je elastický, což umožňuje jeho použití pro izolaci složitých a zakřivených povrchů.

Nevýhody pryžového tepelného izolátoru zahrnují vysoké náklady na materiál a také nutnost přísně dodržovat technologii stanovenou v projektu izolace. V opačném případě nebude dosaženo cílových izolačních a protipožárních parametrů. Porušení provozního řádu může vést k předčasnému opotřebení izolace.

Kde lze pryžové materiály použít?

Neoficiální název pro pryžovou izolaci je technická izolace třetí generace.

Na základě definice je hlavní oblast jeho použití jasná – tepelná a hluková izolace:

• ropovody a plynovody;
• nádrže, kontejnery pro různé účely;
• kryogenní systémy;
• sluneční kolektory;
• vysokotlaká potrubí;
• struktury chemického průmyslu;
• parovody;
• vodovodní potrubí;
• komunikační inženýrské sítě;
• topné systémy;
• ventilační a klimatizační systémy;
• teplovodní podlahové systémy;
• komíny;
• kruhové a čtvercové vzduchové kanály.

Nízká paropropustnost činí tento materiál obzvláště oblíbeným jako izolace pro „chladné objekty“ – chladicí jednotky, klimatizační systémy, klimatizace, rozvody studené vody. Při izolaci předmětů horkými médii pomocí pěnové izolace je třeba vzít v úvahu teplotní práh pryže.

Funkce, se kterými se pryžová tepelná izolace úspěšně vyrovná:

• úspora energie snížením tepelných ztrát;
• udržování stabilní teploty;
• stabilita ukazatelů tepelného výkonu;
• zabránění zamrznutí a kondenzaci;
• odolnost proti prostupu par;
• snížení hladiny hluku ve stavebnictví;
• tlumení vibrací;
• překážka klouzání po povrchu;
• ochrana proti šíření požáru;
• zajištění vysoké těsnosti;
• překážka průchodu proudu.

Pěnový syntetický kaučuk se svými parametry optimálně hodí pro všechny segmenty průmyslové a občanské výstavby, kde je pod speciální kontrolou tepelná a zvuková izolace a požární ochrana objektu.