Пенополиуретан или ППУ относится к группе полимерных теплоизолирующих материалов с пористой/мелкоячеистой структурой. У него низкий коэффициент теплопроводности и достаточно высокий уровень экологичности (несмотря на синтетические составляющие). Вместе с тем, свойства могут разниться в зависимости от типа/разновидности утеплителя.
Что такое пенополиуретан — производство и применение
Пенополиуретан (ППУ) представляет собой термопластичный полимерный материал, используемый в качестве утеплителя в частных домах, на дачах, промышленных предприятиях и не только. Он характеризуется хорошими теплоизоляционными свойствами, небольшим весом, высокой прочностью и стойкостью к влаге.
Пенополиуретан изготавливают путем смешивания таких компонентов, как диизоцианат и полиол (с добавлением катализаторов и наполнителей). Содержание газообразного вещества в составе достигает порядка 85% и более.
ППУ служит для утепления стен, полов, кровель и иных конструкций. Он также применяется в автомобильной промышленности для изготовления сидений, панелей и других элементов салона авто.
Разновидности ППУ
В зависимости от состава и особенностей производства, смешивания основных компонентов, выделяют три вида пенополиуретана — гибкий, плотный и вспененный. Рассмотрим каждый из них:
- Гибкий ППУ — имеет высокую эластичность и гибкость, используется для изготовления мягкой мебели, автомобильных сидений, матрасов и других изделий, где требуется комфорт и упругость. Единственное — материал достаточно хрупкий на разрыв. В быту он больше известен как поролон.
- Вспененный — обладает хорошей термо- и звукоизоляцией, применяется для утепления стен, потолков, полов, трубопроводов и других строительных конструкций. Это самый востребованный ППУ.
- Плотный пенополиуретан — высокоплотный и твердый, но при этом плохосгибаемый и хрупкий материал. Используется для изготовления деталей автомобилей, судов, различных приборов и механизмов.
Вот так выглядит гибкий или эластичный ППУ:
Вспененный материал:
По исполнению пенополиуретан бывает вспененным и твердым. Первый имеет пористую структуру с мелкими ячейками, что делает его легким и упругим. Служит для утепления и звукоизоляции. Твердый ППУ — плотный и жесткий (листовой). Он используется для производства инструментов, деталей оборудования и прочих изделий, требующих высокой прочности и устойчивости к механическим воздействиям.
Характеристики и свойства пенополиуретана
А теперь технические характеристики и свойства утеплителя — такие как теплопроводность, устойчивость к химическим воздействиям и влаге, плотность, защита от шумов, срок службы и пр.
Теплопроводность
Теплопроводность пенополиуретана достаточно низкая — в пределах 0,019-0,035 Вт/(м·К) у жестких подвидов. Это означает, что материал хорошо удерживает тепло и предотвращает его потерю через стены, потолок или полы. Как итог, снижаются затраты на отопление и кондиционирование помещений.
Влагопоглощающие свойства
ППУ практически не впитывает влагу (особенно плотные подвиды). А чтобы повысить водостойкость, в состав вводят специальные компоненты — гидрофобизаторы.
Например, в строительстве пенополиуретан используется для утепления стен, полов и потолков. Он создает своего рода барьер от влаги, что помогает предотвратить появление плесени и грибка. Также ППУ актуален при производстве уплотнителей и упаковочных материалов, когда необходимо защитить товары от сырости.
Шумопоглощающая способность ППУ
Эластичный пенополиуретан значительно снижает уровень шума, создавая более комфортные условия для жизни и работы. Именно его рекомендуют использовать для защиты от посторонних звуков.
Устойчивость к химическим средам
Пенополиуретан может похвастаться высокой устойчивостью к различным химическим веществам. Ему не страшны масла, жиры, соли, щелочи, керосин, спирты, бензин, пластификаторы и пр.
Также ППУ не боится воздействия органических растворителей, кетонов, аммиака, ацетона и многих других химически агрессивных сред. Однако следует помнить, что некоторые компоненты всё же могут оказывать негативное воздействие, вызывая деформацию и последующее разрушение утеплителя. Поэтому перед использованием материала в условиях, где предполагается его длительный контакт с химическими веществами, рекомендуется провести небольшое испытание/тестирование.
Плотность пенополиуретана
Плотность пенополиуретана зависит от его типа и способа производства, но обычно этот показатель в пределах от 30 до 80 кг/м3. Это делает материал применимым в авиационной и автомобильной промышленности для создания легких и прочных деталей. Он также используется при производстве мебели, матрасов, упаковки и спортивного снаряжения.
Горючесть материала
ППУ отличается низкой горючестью и может воспламеняться под воздействием открытого огня. Горение пенополиуретана происходит с выделением дыма и токсичных газов, поэтому важно принимать меры предосторожности при работе с этим материалом. Возможно использование специальных огнезащитных присадок для уменьшения горючести и повышения огнестойкости утеплителя.
По степени горючести ППУ классифицируется на три вида — С (самозатухающий), ТВ (трудновоспламеняемый) и ТС (практически не подвержен горению).
Экологическая безопасность
Пенополиуретан считается одним из самых экологически безопасных материалов, используемых в современном строительстве, мебельном производстве, автомобильной промышленности и других отраслях. И вот почему:
- ППУ не содержит вредных химических веществ, таких как формальдегид, фенолы, толуол и другие токсичные соединения, которые могут негативно влиять на здоровье человека.
- Утеплитель не впитывает влагу, что делает его устойчивым к развитию грибковых и плесневых поражений.
- Пенополиуретан можно перерабатывать и использовать повторно, что снижает нагрузку на окружающую среду и помогает сократить объем отходов.
- Изделия из ППУ обладают высокой теплоизоляцией, а это снижает объемы энергопотребления и минимизирует выбросы парниковых газов.
Вместе с тем, при горении выделяются угарный и углекислый газы.
Долговечность
Долговечность пенополиуретана зависит от условий эксплуатации и качества самого материала. В среднем, срок службы составляет порядка 20-30 лет и более. При этом утеплитель не теряет заявленных свойств.
Достоинства и недостатки пенополиуретана
Пенополиуретан имеет массу достоинств, например:
- Хорошие адгезирующие свойства. ППУ хорошо крепится к любым поверхностям, будь это древесина, кирпич, металл, бетон или стекло.
- Тепло- и звукоизоляция. Это позволяет снизить теплопотери и шумовые вибрации в зданиях разного типа/назначения.
- Небольшой вес. Легкость материала упрощает его установку и транспортировку.
- Эксплуатационные характеристики. Пенополиуретан имеет высокую прочность и стойкость к воздействию влаги и химических веществ.
- Долговечность. Материал служит долго и не требует частой замены.
- Экологичность. ППУ можно перерабатывать и повторно использовать, плюс он не выделяет в атмосферу токсичных соединений (за исключением случаев горения).
- Широкий спектр применения. Благодаря универсальности и удобству монтажа, материал используется в строительстве, производстве мебели, упаковке, автомобильной промышленности и в других отраслях.
Плюс ко всему, он укрепляет и упрочняет стены и перегородки (помимо утепляющего действия).
Теперь переходим к недостаткам:
- Пожароопасность. В редких случаях ППУ способен воспламеняться и гореть.
- Неустойчивость к ультрафиолетовому излучению. Материал быстро разрушается под воздействием прямых солнечных лучей, что делает его непригодным для использования на открытых пространствах.
Сюда же можно отнести стоимость и склонность к разрушению при механических воздействиях в случае установки и транспортировки.
Особенности монтажа
Нюансы монтажа пенополиуретана, о которых важно знать:
- Подготовка поверхности. Перед укладкой ППУ необходимо тщательно подготовить поверхность – очистить ее от пыли, грязи и жировых пятен, а также выровнять неровности и трещины.
- Выбор способа монтажа. Пенополиуретан можно монтировать как в виде готовых плит, так и в виде жидкого состава, который наносится на поверхность и затем равномерно распределяется.
- Расчет толщины утеплителя. Для оптимальной теплоизоляции необходимо правильно рассчитать толщину слоя ППУ в зависимости от климатических условий и требуемого уровня теплопроводности. Помощь профессионалов здесь не будет лишней.
- Применение гидроизоляции. Для защиты пенополиуретана от влаги рекомендуется использовать гидроизоляционные материалы, которые помогут предотвратить проникновение влаги и увеличат срок службы утеплителя.
- Контроль качества. После монтажа необходимо провести контроль качества утеплителя, чтобы убедиться в его правильном расположении и отсутствии дефектов.
Важно помнить, что качественный монтаж ППУ с соблюдением всех вышеперечисленных требований гарантирует эффективную теплоизоляцию и повышает энергоэффективность здания.