Химическое соединение является техническим эквивалентом перьев. Их производство проще и дешевле, а во многих случаях они даже превосходят перья. Пенополиуретан для мебели выпускается в различных формах:
ППУ — что это такое, характеристики и сферы его применения
В 1937 году группа немецких ученых под руководством Отто Байера разработала многофункциональный материал — пенополиуретан. Он гибкий и эластичный, но не прочный на разрыв, или твердый и плотный, но хрупкий при сгибании. Массовое производство пенополиуретана началось в 1960-х годах. С тех пор образцы были усовершенствованы, и появилось множество вариаций соединения. Что такое пенополиуретан и что он собой представляет?
Пенополиуретан — это газонаполненный пластик на основе полиуретана, который на 85-90% состоит из инертной газовой фазы. Материал может быть твердым, мягким или эластичным и поэтому используется во всех областях человеческой деятельности:
- служит наполнителем для мягкой мебели, автомобильных сидений, детских игрушек, спальных принадлежностей;
- из него производят губки для мытья посуды, пылевые фильтры, покрасочные валики, монтажную пену, амортизирующую упаковку и не только.
Производство
Сырьем для пенополиуретана служат продукты нефтехимической промышленности: полиизоцианаты и полиолы. Кроме того, компоненты для пенополиуретана изготавливаются из растительных масел: Касторовое масло, рапсовое масло, соевое масло, подсолнечное масло. Биогенные пенопласты не получили признания в промышленности, поскольку требуют больших финансовых затрат, а их применение ограничено узким кругом конкретных задач.
Они представляют собой химические реакции между нефтепродуктами (полиолом и полиизоцианатом), смешанными в определенных соотношениях. После первоначальных превращений в реакционную смесь добавляют небольшое количество воды, и начинается выделение углекислого газа. В результате реакции образуется пена, наполненная CO2. Механические характеристики и свойства полиуретана, т.е. плотность и структура, определяются размером цепи газонаполненных микрогранул, соотношением исходных полимеров и наличием антипиренов.
Виды ППУ и формы выпуска
Пенополиуретан делится на мягкий (плотность 5-40 кг/м3) и твердый (30-86 кг/м3). Первая группа называется пенополиуретаном. Химическая промышленность производит пенополиуретан различной плотности:
- стандартный (ST), максимальная нагрузка 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, пожаробезопасный, специального назначения (CMHR), 100-120 кг/см2.
Все виды пены, кроме CMHR, классифицируются как легковоспламеняющиеся в соответствии с ГОСТ 30244. ГОСТ 30402 определяет химическое соединение как легковоспламеняющееся, а ГОСТ 12.1.044 — как дымящееся и токсичное при горении. Мягкий ППУ не используется в производстве. Здесь используется жесткий пенополиуретан — вещество с дополнительными антипиренами. Слои плотностью 30-70 кг/см3 или напыляемое сырье используются для тепло- и звукоизоляции, а сверхплотные типы (70-86 кг/см3) — для уплотнения фундаментов и других поверхностей.
Химическая промышленность производит материал в различных формах:
- листовой – жесткий или мягкий, прямоугольной формы, толщиной 5-1000 мм;
- рулонный – мягкий, смотанный в бобины разной ширины, толщина материала 2-30 мм, может иметь подложку из ткани или синтетики;
- блочный – прямоугольные блоки поролона с жесткой непористой коркой, которую полностью или частично удаляют после остывания вспененной смеси;
- акустический – отдельные панели с фигурным рельефом, отличаются высоким коэффициентом звукопоглощения;
- контурный – детали, имеющие фигурную форму (сидения, спинки, подлокотники), выполняются на основе чертежа;
- крошка – дробленый ППУ высокой плотности из плит или скорлуп, размер фракции – 10-30 мм;
- жидкий – напыляемое покрытие.
Получение пенополиуретана
ППУ синтезируется в результате реакции полиола и полиизоцианата, как упоминалось ранее. Этот процесс включает реакции поликонденсации, которые приводят к выделению побочного продукта. В случае с ППУ этим продуктом является углекислый газ CO2. Газ не удаляется из вязкой среды образующегося полимера, а образует пузырьки внутри полимера. Таким образом, образуется вспененная структура пенополиуретана.
В зависимости от качества используемого сырья, соотношения компонентов, условий производства и т.д. пена может быть твердой или мягкой и иметь различную плотность. Известно, что из одной тонны сырья получается около 20 кубических метров ППУ с плотностью около 50 кг/м3. Такое количество готовой изоляции всего из 4-5 бочек сырья ведет к более широкому применению ППУ в современных конструкциях.
Но пенополиуретан также производится на заводе. Твердый пенополиуретан чаще всего используется для изоляции стальных или пластиковых труб и фитингов, а мягкий пенополиуретан применяется в производстве мебели. В этом случае используются экструзионные машины высокого давления. Компоненты подаются под давлением в специальную головку, где они смешиваются и с высокой скоростью впрыскиваются в специальную форму. Таким образом, полимер синтезируется и формуется одновременно.
Наиболее важным параметром качества пенополиуретана, как и любого другого подобного материала, является плотность. Она должна соответствовать официальным нормам и быть равномерной по всему объему фабричного изделия. Распределение размера пор также очень важно. Они не должны быть слишком большими или сильно отличаться по размеру. Эти параметры проверяются в лаборатории на современном оборудовании.
Свойства ППУ
Важным преимуществом этой полимерной пены является ее низкая токсичность. Несмотря на более строгие российские нормы, чем во многих других странах, пенополиуретан обычно получает знак безопасности для использования в качестве теплоизоляции в гигиеническом сертификате.
Пенополиуретан также достаточно безопасен при пожаре, так как является медленно горящим материалом. Для достижения наилучших защитных свойств рекомендуется использовать антипирены в составе компонентов пенополиуретана. В этом случае пена не поддерживает горение и горит только в присутствии внешнего пламени. Если источник горения устранен, пенополиуретан больше не будет гореть или тлеть. Показатель горючести пенополиуретана важен, когда материал используется при строительстве стен и крыш или при производстве мягкой мебели; он не важен, когда он используется, например, для теплоизоляции труб.
Ниже приведены прочие важные характеристики рассматриваемого материала:
— он подходит для самых разных температур — от минус 250 до 180 градусов Цельсия,
— он имеет минимальный коэффициент теплопроводности 0,023 — 0,032 Вт/мК,
— ППУ устойчив к воздействию живых организмов, включая микробы, плесень и гниение,
— имеет низкое водопоглощение — при влажности 98% водопоглощение в течение 24 часов при наличии поверхностной пленки составляет 0,04%.
Преимущества ППУ
Пенополиуретан — уникальный материал. Его использование позволяет максимально сократить время строительства.
При использовании полиуретановой пены методом заливки получается однородный материал, который равномерно заполняет все необходимые швы, щели и другие полости. При литье под давлением (см. ниже) пенополиуретан образует непрерывный, водонепроницаемый изоляционный слой без повреждений и границ, которые могут привести к дальнейшему разрушению изоляционного слоя и разрушению изоляции.
Полиуретановая пена может быть нанесена на поверхность любой формы и размера. При заливке подходит любое пространство с объемом и структурой, не обязательно закрытое. В случае избытка пенополиуретана излишки материала можно легко удалить позже.
Поверхности, изделия или формованные полости могут использоваться не менее 25 лет, если за это время не произошло никаких повреждений.
Технические характеристики
Ниже приводится описание технических свойств пенополиуретана.
- Плотность. Этот параметр зависит от марки материала и может быть самым разным. Наименее плотные составы имеют плотность от 5 килограммов на 1 кубический метр. Из-за этого такой материал не способе выдержать большой вес. Жесткие смеси имеют плотность 45 – 50 килограммов на кубический метр. Такой пенополиуретан способен выдержать значительную нагрузку.
- Жесткость. Этот параметр обозначает способность материала к сопротивлению деформации. Тут разброс тоже довольно большой – некоторые марки почти не прогибаются под нагрузкой, другие настолько эластичны, что длительное время сохраняют деформацию после воздействия большого веса. Измеряют параметр в Паскалях. Для замеров устанавливают силу, которая способна сжать материал не меньше, чем на 40%.
- Горючесть. Большинство доступного сегодня к приобретению пенополиуретана согласно действующим в настоящее время пожарным нормативом имеет индекс горючести Г2 и индекс воспламенения В2. Это означает, что материал – умеренно горючий и умеренно воспламеняемый. На практике это проявляется в том, что пенополиуретан очень трудно поджечь и он очень быстро потухает, если огонь не воздействует постоянно.
- Влагопроводность. У большинства марок материала этот параметр составляет от 1% до 3% от общей массы в сутки. Это считается высоким показателем (по сравнению с другими материалами). Иногда его понижают за счет пропитки техническим маслом растительного происхождения (например, касторовым).
- Паропроницаемость. Коэффициент паропроводности большинства марок пенополиуретана составляет 50. Для сравнения, он равен 40 – 50 у большинства марок бетона. Таким образом, это очень хорошее значение.
- Теплопроводность. Средний показатель теплопроводность для большинства марок составляет от 0,02 до 0,04. Это очень неплохие цифры, поэтому пенополиуретан широко используют в качестве утеплителя в строительстве.
- Стойкость к химическому воздействию. Материал устойчив к большей части воздействий химического характера, за исключением воздействия концентрированных кислот, а также высокомолекулярных органических растворителей (например, ацетона).
Читайте также: Деревянная вагонка для отделки балконов и лоджий
Таблица плотности и жесткости
В таблице ниже приведены соотношения жесткости и плотности основных типов 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 уже упомянутые виды пенополиуретана и некоторые другие.
Жесткий
Жесткая полиуретановая пена (HL) обладает следующими техническими свойствами:
- жесткость не больше 40 кг/куб.м.;
- плотность от 5,4 до 6,9 кПа;
- эластичность по откосу – 35 – 45%;
- способность к растяжению без разрыва – до 120% от первоначального размера;
- теплопроводность – до 0,03 Вт/м*с.
Основная область применения — производство мягкой мебели, автомобильных сидений и игрушек.
К преимуществам относятся:
- довольно высокую прочность;
- способность быстро восстанавливать форму;
- среднюю мягкость;
- низкая теплопроводность.
Основным недостатком является низкая эластичность и низкая прочность на разрыв.
Ретикулированный
Основной недостаток — низкая гибкость и низкая прочность; низкая прочность и низкая долговечность:
- жесткость не меньше 20 и не больше 40 кг/куб.м.;
- плотность 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, но гораздо легче растягивается. Это делает его более устойчивым к неблагоприятным механическим воздействиям.
Недостатком является более высокая теплопроводность по сравнению с другими сортами.
Читайте также: Как правильно клеить потолочную плитку своими руками
Благодаря своей структуре сетчатый ППУ часто используется для производства бытовых и промышленных фильтров.
Эластичный
Elastic FPU (индекс EL) обладает следующими свойствами:
- жесткость не меньше 16 и не больше 32 кг/куб.м.;
- плотность от 2,3 до 5,2 кПа;
- эластичность по откосу – 35 – 45%;
- способность к растяжению без разрыва – до 150% от первоначального размера;
- теплопроводность – до 0,025 Вт/м*с.
Основным преимуществом гибкой полиуретановой пены типа EL является ее очень высокая эластичность. Когда к материалу прикладывается физическое давление, он может растягиваться до половины своего первоначального размера, не ломаясь. EL обладает очень хорошей теплопроводностью, поэтому его можно использовать в качестве теплоизоляционного материала.
Спектр применения ЭЛ очень широк. В первую очередь он используется для тепло- и звукоизоляции, а также для изготовления мебели.
Вспененный
Вторичный вспененный пенополиуретан обладает следующими техническими свойствами:
- жесткость не меньше 60 кг/куб.м.;
- 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.
Основным преимуществом материала является его низкая цена. Это связано с тем, что ППУ изготавливается из вторичной пены от уже использованного пенополиуретана или является отходом производства.
Применение
Рассмотрим пенополиуретан — что он собой представляет как материал для строительства и отделки дома. Основное назначение пены — изоляция, звукоизоляция и герметизация локальных участков и монтажных зазоров. Жидкий состав также используется для фиксации различных конструктивных элементов: Подоконники, софиты, рамы и обрамления, гипсокартон и панели.
Варианты плит чаще всего используются в качестве подложки для нежестких полов, уложенных по методу «плавающего пола». Панели используются для тепло- и звукоизоляции дома. Из пенополиуретана также изготавливаются плотные изделия для декорирования потолка, защиты и отделки смежных углов между потолком или полом и стенами.
Коротко о главном
Пенополиуретан (ППУ) — это синтетический материал на основе полимерных компонентов — полиола и диизоцианата.
Структура конечного продукта пористая и имеет различную плотность, а содержание воздуха или газа в материалах может достигать 90 %.
В строительной индустрии чаще всего используется жесткая полиуретановая пена: Жидкие составы, доски, плинтуса, молдинги и другие декоративные элементы.
Эластичные и мягкие пены с различной степенью жесткости все чаще используются в мебельной, автомобильной и медицинской промышленности.
По сравнению со многими распространенными теплоизоляционными материалами, пенополиуретан обладает более низкой теплопроводностью, хорошей звукоизоляцией и малым весом.
Пожалуйста, напишите нам свои комментарии — как вы считаете, лучше ли использовать пенополиуретан в качестве теплоизоляционного материала для вашего дома: Это покрытие на плите или оно наносится с помощью специального инструмента или из баллончика?
Плюсы применения ППУ
Преимущества использования пенополиуретана многочисленны. Сначала на поверхность любой формы напыляется слой нужной толщины. Строго отмеренные порции пенополиуретана можно заливать в полости различной конфигурации. Работы по нанесению покрытия выполняются без физического напряжения для подрядчика и завершаются в очень короткие сроки.
Можно проверить изоляционный слой на наличие тепловых мостиков с помощью тепловизионного прибора. Тепловые мосты полностью отсутствуют, так как изоляционный слой выполнен без малейших стыков. Она бесшовная и без малейших изъянов. Это очень ценно:
- способность ППУ эксплуатироваться в широком диапазоне температур, по широте равном 530 градусам (от минус 250 до плюс 180);
- биологическая нейтральность;
- устойчивость к воздействию микроорганизмов, появлению плесени и гнилостных грибков;
- качественное противодействие огню из-за наличия антипиренов;
- повышенная адгезия;
- отсутствие запаха;
- экологическая чистота и пр.
Строители ценят возможности монтажа пенополиуретана под штукатурку, его можно комбинировать с цементным раствором, рубероидным покрытием. Крыша может быть не только утеплена, но и покрыта водо- и паронепроницаемым ковром, если используется пенополиуретан. Ни один другой изоляционный материал не может предложить такие универсальные свойства. Кроме того, для крепления изоляционных материалов, отличных от ППУ, требуются специальные крепежи. Сильные адгезионные свойства позволяют наращивать изоляционный «слой» слой за слоем и надежно фиксировать монолит на изолируемой поверхности. Пенополиуретан не испытывает проблем с попаданием на его поверхность дождя или снега.
Поведение пенополиуретана в случае пожара совершенно удивительно. Как только пламя удаляется от поверхности пенополиуретана, горение прекращается без дыма и скраба. Самопроизвольное возгорание практически исключено. Особый интерес с точки зрения пожарной безопасности может представлять использование жестких видов пены, в том числе относящихся к группе «G1».
О сроке службы пенополиуретана Срок службы пенополиуретана определяется его способностью не стареть и сохранять свои эксплуатационные свойства в соответствии с требованиями спецификации. Пенополиуретан был испытан в суровых, экстремальных климатических условиях, таких как антарктическая станция «Восток», высокая влажность на экваторе и жаркий Ташкент.
Результаты испытаний показали абсолютно незначительные изменения физико-механических свойств. Они были далеки от границы допустимого уровня показателей. Анализ данных исследований материала за последние полвека показывает очень небольшое изменение показателя теплопроводности в 0,3%. В природе не существует другого теплоизоляционного материала, который бы старел так медленно, как пенополиуретан. В этом случае изоляция не дает усадки, форма изоляционного наполнителя не изменяется. Такое длительное сохранение теплоизоляционных свойств очень важно для производителей. Другие физико-механические свойства также мало изменяются в течение десятилетий по сравнению с первоначальными значениями, зафиксированными в момент установки.
Нюансы выполнения работ с пенополиуретаном
За одну рабочую смену можно получить до 6 кубических метров пенополиуретана для необходимой теплоизоляции труб и т.п. при расходе 1 л/мин. Технологи должны грамотно спланировать рабочий процесс и подобрать оборудование для конкретной плотности определенной марки пенополиуретана. Если вы хотите утеплить стены, плотность пенопластовой «оболочки» должна быть в пределах 30-50 кг/м3. При утеплении крыши плотность пенополиуретана должна составлять 45-70 кг/м3. При опрыскивании крыши — до 12.
Особенность нанесения пенополиуретана на низкотемпературную поверхность заключается в том, что первым слоем является тонкая грунтовка (не более 10-20 мм). Последующие слои могут быть гораздо толще. Есть и другие нюансы, в частности, явление «ферментации» каждого последующего пенного слоя предыдущим, что увеличивает общую плотность всего покрытия.
У нас ППУ лучшего качества
Менеджеры нашей компании помогают потенциальным клиентам выбрать пенопласт нужной плотности. Они могут проконсультировать пользователей по различным вопросам, например, как определить оптимальную толщину наносимого слоя.
Также оказывается помощь в подборе оборудования с учетом уровня цен. Компания заинтересована в увеличении числа своих партнеров в этой сфере бизнеса. Мы можем проконсультировать вас по вопросам бизнес-планов, регистрации, приобретения специального оборудования и т.д.
И еще одно: вы можете заказать или купить ППУ самого высокого качества в регионе. Жидкие ингредиенты могут поставляться потребителям в 200-литровых бочках. Качество гарантировано, поскольку химикаты поступают от надежных партнеров нашей компании, которые являются известными производителями пены. Цены максимально приемлемые, предоставляются значительные скидки. Ценовая политика компании очень лояльна к своим клиентам.
Если вас заинтересовал этот материал, наши специалисты помогут вам выбрать нужную плотность материала и рассчитать оптимальный слой нанесения. Если вы хотите начать свой собственный бизнес, пенополиуретан идеально подходит для этого! Мы всегда поможем вам выбрать оборудование, которое отвечает вашим потребностям и имеет лучшую цену. Мы проконсультируем вас по всем вопросам — от создания бизнес-плана и регистрации бизнеса до тонкостей работы с оборудованием в экстремальных условиях севера. Материалы, которые мы поставляем, лично тестируются нашими специалистами, чтобы мы могли дать наиболее точные рекомендации в зависимости от условий эксплуатации.
Вы еще сомневаетесь?! Предлагаем вам таблицу сравнения самых популярных теплоизоляционных материалов:
