Список тематических статей. Ппу что это такое?

Химическое соединение, о котором идет речь, служит техническим эквивалентом натуральных перьев. Производственный процесс создания данного материала значительно проще и более экономичен, а в ряде случаев их свойства превосходят характеристики перьев по различным качествам. В частности, пенополиуретан, используемый в мебельной промышленности, выпускается в разнообразных формах и вариантах.

ППУ — что это такое, характеристики и сферы его применения

В 1937 году группа немецких исследователей под руководством Отто Байера сделала важное открытие, разработав многофункциональный материал, известный как пенополиуретан (ППУ). Этот материал можно охарактеризовать как гибкий и эластичный, хотя он недостаточно прочен на разрыв, или же как твердый и плотный, но в то же время хрупкий при изгибе. С 1960-х годов началось его массовое производство, и с тех пор данный продукт претерпел множество усовершенствований, в особенности в плане создания новых вариаций соединения. Но что же именно из себя представляет пенополиуретан?

Пенополиуретан — это газонаполненный пластик, который изготавливают на основе полиуретана и который состоит на 85–90% из инертной газовой фазы. Данный материал может быть как твердым, так и мягким или эластичным, поэтому он нашел широкое применение в самых различных областях человеческой деятельности:

• он используется в качестве наполнителя для мягкой мебели, автомобильных сидений, детских игрушек, постельных принадлежностей;
• из него также изготовляют губки для мытья посуды, пылевые фильтры, покрасочные валики, монтажную пену, амортизирующую упаковку и многое другое.

Производство

Сырьевые материалы для производства пенополиуретана включают продукты нефтехимической промышленности, такие как полиизоцианаты и полиолы. Более того, компоненты для этого материала могут изготавливаться также из растительных масел, включая касторовое масло, рапсовое масло, соевое масло и подсолнечное масло. Тем не менее, биогенные пенопласты не получили широкого признания в промышленности, поскольку требуют значительных финансовых вложений, и их применение в основном ограничено узким кругом специфических задач.

Пенополиуретан получают благодаря химическим реакциям между нефтяными продуктами, такими как полиол и полиизоцианат, которые смешиваются в заранее определенных пропорциях. После начальных превращений в реакционную смесь добавляется небольшое количество воды, что запускает процесс выделения углекислого газа. Это приводит к образованию пены, насыщенной CO2. Механические характеристики и свойства полиуретана, такие как плотность и структура, зависят от размера цепей газонаполненных микрогранул, пропорций исходных полимеров и присутствия антипиренов.

Виды ППУ и формы выпуска

Пенополиуретан классифицируется на мягкий (плотность от 5 до 40 кг/м³) и твердый (от 30 до 86 кг/м³) виды. Первая категория называется просто пенополиуретаном. Химическая промышленность производит ППУ различной плотности, чтобы удовлетворить разнообразные потребности:

• стандартный (ST) — максимальная польза при нагрузке 60-100 кг/см²;
• жесткий (HL) — 80-120 кг/см²;
• мягкий (HS) — 60-120 кг/см²;
• повышенной жесткости (EL) — 60-100 кг/см²;
• высокоэластичный (HR) — 100-120 кг/см²;
• высокоэластичный, огнестойкий, специального назначения (CMHR) — 100-120 кг/см².

Все вышеописанные виды пены, кроме CMHR, классифицируются как легковоспламеняющиеся согласно стандартам ГОСТ 30244. По ГОСТ 30402 химическое соединение признается легковоспламеняющимся, в то время как ГОСТ 12.1.044 указывает на его дымообразуемость и токсичность при горении. Мягкий ППУ в производственных условиях не используется — здесь применяются жесткие разновидности с добавлением антипиренов. Слои плотностью от 30 до 70 кг/м³ или напыляемый ППУ используются для тепло- и звукоизоляции, тогда как сверхплотные виды (70-86 кг/м³) служат для уплотнения фундаментов и других поверхностей.

Химическая промышленность предлагает материал в самых разнообразных формах:

• листовой — может быть как жестким, так и мягким, обычно имеет прямоугольную форму и толщину от 5 до 1000 мм;
• рулонный — мягкий, намотанный в бобины различной ширины, толщиной материала от 2 до 30 мм, может включать подложку из ткани или синтетики;
• блочный — это прямоугольные блоки поролона с жесткой непористой коркой, которую могут удалять полностью или частично после остывания вспененной смеси;
• акустический — специальные панели с фигурным рельефом, отличающиеся высоким коэффициентом звукопоглощения;
• контурный — детали сложной формы (например, сиденья, спинки, подлокотники), изготавливаемые по заранее подготовленным чертежам;
• крошка — это дробленая пена высокой плотности, получаемая из плит или скорлуп, размер фракции в диапазоне 10-30 мм;
• жидкий — напыляемое покрытие.

Получение пенополиуретана

Процесс синтеза ППУ происходит благодаря реакции между полиолом и полиизоцианатом, что было упомянуто ранее. Данная реакция включает реакции поликонденсации, которые ведут к образованию побочного продукта. В процессе получения пены этим побочным продуктом является углекислый газ (CO2). Газ остается в вязкой среде образующегося полимера, образуя пузырьки внутри него, что приводит к формированию вспененной структуры пенополиуретана.

В зависимости от качества использованных сырьевых материалов, пропорций компонентов и условий производства, полученная пена может быть как твердой, так и мягкой, а также обладать различной плотностью. В общем принято считать, что из одной тонны сырья можно получить примерно 20 кубических метров ППУ с плотностью околопятойдесят килограммов на кубический метр. Таким образом, такая значительная эффективность использования 4-5 бочек сырья приводит к широкому применению пенополиуретана в современных строительных конструкциях.

Более того, пенополиуретан также производится на заводском уровне. Твердая разновидность ППУ наиболее часто используется для изоляции стальных или пластиковых труб и фитингов, тогда как мягкий ППУ применяется в мебельной промышленности. В этом процессе используются экструзионные машины высокого давления, способные подавать компоненты под давлением в специальную насадку, где они смешиваются и с высокой скоростью впрыскиваются в формы. Таким образом, полиуретан одновременно синтезируется и формуется.

Ключевым показателем качества пенополиуретана, как и любого подобного материала, является его плотность, которая должна соответствовать нормативным требованиям и быть равномерной по всему объему готового изделия. Важным также является распределение размера микропор — они не должны быть слишком большими и не должны резко отличаться по размеру. Эти параметры тщательно контролируются в лабораторных условиях с использованием современного оборудования.

Свойства ППУ

Одним из значительных преимуществ этого полимерного материала является его низкая токсичность. В том числе в России, где установлены более строгие нормы по сравнению с другими странами, пенополиуретан часто получает знак безопасности, позволяющий использование в качестве теплоизоляционного материала с гигиеническим сертификатом.

Пенополиуретан также демонстрирует хорошую безопасность в пожароопасных ситуациях, так как он является медленно горящим материалом. Для достижения наилучших характеристик защиты рекомендуется добавление антипиренов в состав компонентов пенополиуретана. В этом случае пена не поддерживает горение и продолжает сгорать только при наличии внешнего пламени. Когда источник горения устраняется, материал прекращает гореть или тлеть. Показатель горючести пенополиуретана становится особенно актуальным, когда используется в строительстве стен и крыш или в производстве мягкой мебели; в тех случаях, когда он применяется, например, для тепловой изоляции труб, этот факт менее важен.

Некоторые другие важные характеристики рассматриваемого материала:

• он способен выдерживать широкий диапазон температур — от минус 250 до 180 градусов Цельсия;
• обладает минимальным коэффициентом теплопроводности — от 0,023 до 0,032 Вт/мК;
• ППУ устойчива к воздействию живых организмов, включая бактерии, плесень и гниение;
• пены имеют низкое водопоглощение — при влажности 98% степень водопоглощения составляет всего 0,04% в течение 24 часов при наличии поверхностной пленки.

Преимущества ППУ

Пенополиуретан — это уникальный материал, который значительно сокращает время на строительство.

Использование полиуретановой пены методом заливки приводит к созданию однородного материала, который равномерно заполняет необходимые швы, щели и другие полости. При применении техники литья под давлением (см. выше) пенополиуретан образует непрерывный, водонепроницаемый изоляционный слой без повреждений и недостатков, которые могут со временем привести к разрушению изоляционного слоя.

Полиуретановая пена может быть нанесена на поверхности любой формы и размера, а в случае избытка материала его легко убрать впоследствии.

Продукты, поверхности или формованные полости могут служить не менее 25 лет, при условии, что в течение этого времени не произойдет заметных повреждений.

Технические характеристики

Ниже представлены технические свойства пенополиуретана:

• Плотность. Данный параметр зависит от типа материала и может варьироваться. Наименее плотные составы имеют плотность от 5 килограммов на кубометр, что делает их неспособными выдерживать высокие нагрузки. Жесткие смеси имеют плотность около 45–50 килограммов на кубометр и приемлемы для больших нагрузок.
• Жесткость. Данный параметр определяет, как материал сопротивляется деформации. Здесь также наблюдается широкий разброс — некоторые марки почти не прогибаются под нагрузкой, в то время как другие, менее жесткие, могут значительно деформироваться, но восстанавливают свою форму после снятия нагрузки. Жесткость измеряется в Паскалях.
• Горючесть. Большинство доступных марок пенополиуретана по современным пожарным стандартам имеют индекс горючести Г2 и индекс воспламенения В2. Это означает, что материал считается moderately flammable (умеренно горючим) и moderately ignitable (умеренно воспламеняемым). На практике это проявляется в том, что пенополиуретан трудно воспламенить, и он быстро гаснет при отсутствии постоянного воздействия огня.
• Влагопроводность. У большинства марок этот параметр составляет от 1% до 3% от общей массы за 24 часа. Это считается высоким показателем по сравнению с другими конструкционными материалами, хотя его можно снизить за счет использования специальных пропиток, таких как растительные масла.
• Паропроницаемость. Коэффициент паропроводности большинства марок составит 50. Для сравнения, у большинства марок бетона он составляет от 40 до 50. Это довольно хорошее отношение.
• Теплопроводность. Среднее значение в большинстве марок находится в диапазоне от 0,02 до 0,04, что засвидетельствовано достаточно высокими данными, поэтому пенополиуретан пользуется популярностью в качестве утеплителя в строительстве.
• Стойкость к химическим воздействиям. Материал устойчив к воздействию большинства химических веществ, кроме концентрированных кислот и некоторых высокомолекулярных органических растворителей (например, ацетона).

Читайте также: Деревянная вагонка для отделки балконов и лоджий

Таблица плотности и жесткости

Ниже представлена таблица, демонстрирующая соотношения жесткости и плотности основных марок пенополиуретана.

Марка	Плотность	Жесткость
ST (поролон)	18 – 35 кг/куб.м.	2,3 – 4,6 кПа
HL	До 40 кг/куб.м.	5,4 – 6,9 кПа
EL	16 – 32 кг/куб.м.	2,3 – 5,2 кПа
HS	20 – 45 кг/куб.м.	1 – 3,6 кПа
HR	30 – 55 кг/куб.м.	2,8 – 4,2 кПа
LR	28 – 50 кг/куб.м.	0,7 – 2,4т кПа
RTC	20 – 40 кг/куб.м.	2,5 – 4,5 кПа
Вторично вспененный	От 60 кг/куб.м.	5 – 7 кПа

Виды ППУ

Давайте подробнее рассмотрим различные типы пенополиуретана, упомянутые ранее, и некоторые другие его виды.

Жесткий

Жесткая полиуретановая пена (обозначаемая как HL) имеет следующие технические характеристики:

• жесткость до 40 кг/м³;
• плотность составляет от 5,4 до 6,9 кПа;
• эластичность по откосу — 35–45%;
• способность к растяжению без разрыва — до 120% от начального размера;
• теплопроводность — до 0,03 Вт/м·с.

Основные области применения этого материала включают производство мягкой мебели, автомобильных сидений, а также игрушек.

К основным преимуществам данного типа ППУ относятся:

• достаточно высокая прочность;
• способность быстро восстанавливать форму после деформации;
• средняя степень мягкости;
• низкая теплопроводность.

Недостатком является невысокая эластичность и прочность при разрыве.

Ретикулированный

Основными недостатками ретикулированного ППУ являются низкая гибкость и прочность:

• жесткость от 20 до 40 кг/м³;
• плотность варьируется от 2,5 до 4,5 кПа;
• эластичность по откосу — 35–45%;
• способность к растяжению без разрыва — до 135% от первоначального размера;
• теплопроводность — до 0,033 Вт/м·с.

Материал обладает всеми преимуществами жесткого ППУ, однако имеет значительно больший потенциал для растяжения, что делает его более стойким к неблагоприятным механическим воздействиям.

Недостатком является сравнительно высокая теплопроводность по сравнению с другими сортами.

Благодаря своей специфической структуре, ретикулированный ППУ широко применяется для производства различных бытовых и промышленных фильтров.

Эластичный

Эластичный пенополиуретан (обозначение EL) отличается следующими характеристиками:

• жесткость составляется от 16 до 32 кг/м³;
• плотность варьируется от 2,3 до 5,2 кПа;
• эластичность по откосу — 35–45%;
• способность к растяжению без разрыва — до 150% от начального размера;
• теплопроводность — до 0,025 Вт/м·с.

Главным преимуществом эластичной полиуретановой пены типа EL является ее высокая эластичность. При физическом давлении она может растягиваться до половины своего первоначального объема, не повреждаясь. EL демонстрирует превышающую теплопроводность, что делает его идеальным для теплоизоляционных применений.

Спектр применения материала весьма широк, однако основным направлением остается тепло- и звукоизоляция, а также изготовление изделий для мебельной промышленности.

Вспененный

Вторично вспененный пенополиуретан обладает следующими характеристиками:

• жесткость от 60 кг/м³;
• плотность от 5 до 7 кПа;
• эластичность по откосу — 28–35%;
• способность к растяжению без разрыва — до 110% от первоначального размера;
• теплопроводность — до 0,035 Вт/м·с.

Главным преимуществом данного материала является его сравнительно низкая стоимость, что объясняется тем, что ППУ изготавливается из вторичных пен или является отходом производства.

Применение

Рассмотрим пенополиуретан в контексте его применения в строительстве и отделке жилых помещений. Основное назначение данного материала заключается в эффективной тепло- и звукоизоляции, а также в герметизации локальных участков и монтажных швов. Жидкий состав также может применяться для фиксации различных конструктивных элементов, таких как подоконники, софиты, рамы и гипсокартонные панели.

Часто плитки из пенополиуретана используют в качестве подложки для паркета, уложенного по «плавающему» принципу. Поскольку панели из данного материала применяются исключительно для тепло- и звукоизоляции, из него также изготавливаются декоративные элементы для оформления потолков и защиты углов, между потолком и полом, а также стенами.

Коротко о главном

Пенополиуретан (ППУ) представляет собой синтетический материал, который создается на основе полимерных компонентов — полиола и диизоцианата.

Структура конечного продукта пористая и обладает различной плотностью. Содержание газа или воздуха в данных материалах может достигать 90%.

В строительной промышленности чаще всего используется жесткая полиуретановая пена, которая применяется для жидких составов, досок, плинтусов, молдингов и других декоративных элементов.

Эластичные и мягкие пены с различной степенью жесткости все больше задействуются в мебельной, автомобильной и медицинской отраслях.

В сравнении с другими распространенными освежающими теплоизоляционными материалами, пенополиуретан демонстрирует более низкую теплопроводность, отличные звукоизоляционные характеристики и малый вес.

Мы будем рады вашим комментариям — как вы считаете, целесообразно ли использование пенополиуретана в качестве теплоизоляционного материала для вашего жилья? Следует ли использовать его в виде покрытия на плитах или же применять специальные инструменты для нанесения?»

Плюсы применения ППУ

Преимущества применения пенополиуретана являются многочисленными. Сначала на поверхность любой конфигурации сплошным методом наносится слой нужной толщины. При этом строго выверенные порции материала могут быть залиты в пространства различных форм. Работы по нанесению покрытия выполняются быстро, без чрезмерных физических усилий со стороны подрядчика.

С помощью тепловизионного оборудования можно проверить изоляционный слой на наличие тепловых мостиков. В случае правильного выполнения работ такие мостики полностью отсутствуют, так как изоляционный слой выполняется без каких-либо стыков, он является бесшовным и лишен недостатков. Это является значительным преимуществом:

• ППУ нормально функционирует в широком температурном диапазоне — от минус 250 до плюс 180 градусов Цельсия;
• он биологически нейтрален;
• обладает стойкостью к действию микроорганизмов, плесени и гнилостных грибков;
• обеспечивает качественную защиту от огня благодаря присутствию антипиренов;
• показывает высокую адгезию;
• не имеет запаха;
• совершенно экологически чистый и так далее.

Строители ценят возможности использования пенополиуретана под накладными штукатурками, а также его возможность комбинирования с цементными растворами и рубероидными покрытием. Крыши также можно не только утеплить, но и покрыть водостойким и паронепроницаемым материалом, если применяется ППУ. Ни один другой теплоизоляционный материал не предлагает столь многообразных свойств. Для крепления других изоляционных материалов, помимо ППУ, требуются специальные крепежи. Высокие адгезионные свойства позволяют наращивать изоляционный «слой» слой за слоем и прочно фиксировать цельный массив на изолируемой поверхности. ППУ прекрасно справляется с воздействием дождя или снега.

Что касается поведения пенополиуретана в случае возгорания, его характеристики поистине удивляют. Как только пламя удаляется от поверхности, процесс горения прекращается без образования дыма и сажи. Вероятность самовозгорания крайне мала. Особый интерес представляют жесткие виды пены, относящиеся к категории «G1».

С относительно сроком службы пенополиуретана стоит отметить, что он показывает выдающиеся результаты, поскольку сохраняет свои свойства без каких-либо изменений в долгосрочной перспективе, что связано с соответствием указанным стандартам. Испытания показывают, что его устойчивость к старению крайне высокая: даже в условиях антарктической станции «Восток», во влажности экватора и в жарком Ташкенте, изменения его физико-механических свойств оказались незначительными. Анализ данных за последние десятилетия показывает минимальный уровень изменения коэффициента теплопроводности — всего лишь на 0,3%. Пенополиуретан является уникальным теплоизоляционным материалом с очень низким уровнем старения. При этом он не создает усадки, и форма изоляционного наполнителя не изменяется. Долговечность сохраняемых теплоизоляционных свойств для производителей крайне важна. Остальные физико-механические свойства также значительно изменяются незначительно на протяжении долгих лет по сравнению с первоначальными значениями, зарегистрированными в момент установки.

Нюансы выполнения работ с пенополиуретаном

В рабочую смену может быть получено до 6 кубических метров пенополиуретана для теплоизоляции труб и смежных конструкций, при расходе 1 литра в минуту. Технологи должны заранее спланировать рабочий процесс и выбрать оборудование в соответствии с плотностью конкретной марки пенополиуретана. Если требуется утеплить стены, плотность пенопластовой «оболочки» должна быть в пределах от 30 до 50 кг/м³. Для крыши плотность должна составлять от 45 до 70 кг/м³, в случае опрыскивания крыши — до 12.

Как правило, применение пенополиуретана на низкотемпературной поверхности требует первого слоя из тонкой грунтовки (не более 10-20 мм). Все последующие могут быть значительно толще. Есть также другие особенности, такие как «ферментация» каждого будущего пенного слоя запустившегося предыдущим, что способствует общему увеличению плотности всего покрытия.

У нас ППУ лучшего качества

Менеджеры нашей компании помогут потенциальным покупателям выбрать пенопласт нужной плотности и дадут рекомендации по оптимальной толщине наносимых слоев.

Также предоставляется помощь в выборе оборудования с учетом уровней цен. Наша организация стремится к расширению партнерских связей в данной области бизнеса. Мы можем предоставить консультации по вопросам бизнес-планов, регистрации и приобретению специального оборудования и т. д.

В дополнение, вы можете заказать или приобрести ППУ высшего качества в вашем регионе. Жидкие составные вещества могут поставляться клиентам в 200-литровых бочках. Мы гарантируем высокое качество продукции благодаря сотрудничеству с надежными партнерами, являющимися известными производителями пенополиуретана. Цены у нас максимально доступны, также предусмотрены значительные скидки. Ценовая политика компании лояльна к нашим клиентам.

Если вас заинтересовал данный материал, наши специалисты помогут подобрать необходимую плотность и рассчитать оптимальный слой для нанесения. Пенополиуретан может стать отличным стартом для собственного бизнеса! Мы всегда готовы помочь вам в выборе оборудования, которое соответствует вашим потребностям и отличается лучшими ценовыми условиями. Мы предоставим вам консультации по всем вопросам — от разработки бизнес-плана и регистрации бизнеса до тонкостей эксплуатации оборудования в условиях северного климата. Поставляемые нами материалы проходят личные испытания, чтобы дать вам самые точные рекомендации в зависимости от условий использования.

Вы все еще сомневаетесь? Мы предлагаем вам таблицу сравнения наиболее популярных теплоизоляционных материалов: