Полимерные теплоизоляционные материалы

Теплоизоляционные материалы, получаемые на основе органических полимеров, характеризуются значительной легкостью, малой теплопроводностью и достаточной механической прочностью. Особый интерес представляют «заливочные» пенои поропласты на основе фенолоформальдегидных, пенополистирольных, пенополивинилхлоридных и полиуретановых полимеров. Образование теплоизолирующей прослойки пеноили поропласта непосредственно при изготовлении стеновых панелей значительно упрощает и удешевляет производство работ.

Пенополистирол имеет пористую структуру с замкнутыми ячейками, заполненными воздухом или газом (азот и др.). Сырьем для изготовления пенополистирола служат суспензионный полистирол и порофор как вспенивающий компонент.

Эту разновидность пенопласта выпускают в виде плит, изготовляемых беспрессовым способом, марок ПС-С (с антипиреном) и ПСБ (без него) или фасонных изделий марок ПС-1, ПС-4 и ПС-6. Пенополистирол характеризуется следующими показателями физико-механических свойств: средняя плотность плит находится в пределах 20—40 кг/м³, теплопроводность 0,035—0,4 Вт/(м К), предел прочности при изгибе до 0,18 МПа, водопоглощение по объему — не более 2—5% за 24 ч. Пенополистирол не подвержен гниению, легко гвоздится и склеивается со многими строительными материалами. Он используется в конструкциях совмещенных кровель, в строительстве холодильников, при устройстве внутренних перегородок, междуэтажных перекрытий, вентиляционных каналов, утепления стен.

К весьма эффективному материалу относится экструзионный пенополистирол «Экспол», вспучивающийся через расплав в экструдере. Он характеризуется максимальной устойчивостью теплотехнических и физико-механических свойств во времени. Его структура отличается микропористостью при нулевой капиллярности, что обеспечивает низкое водопоглощение при гарантированной высокой прочности. Такое сочетание позитивных показателей свойств пенополистирола благоприятствует его высокой долговечности. Он применяется как утеплитель оснований автомобильных дорог и железнодорожного полотна, подземных частей зданий и сооружений, в конструкциях кровли, в зонах вечной мерзлоты и т. п.

Пенополивинилхлорид — жесткий, эластичный или полуэластичный пенопласт. Плиточный жесткий пенопласт ПХВ-1 — легкая газонаполненная пластмасса равномерного, замкнутопористого строения. Длина и ширина плит бывает 500 мм при толщине не менее 45 мм. Эти плиты устойчивы к действию кислот, щелочей, воды и могут быть использованы в интервале температур от —60 до +60°С. Средняя плотность ПХВ-1 70—130 кг/м³, предел прочности при сжатии (перпендикулярно плоскости плиты) 0,4—7 МПа, водопоглощение за 24 ч не более 0,3%, теплопроводность — 0,04 Вт/(м К).

Пенополивинилхлорид широко применяют для термоизоляции холодильников, рефрижераторов, а также для звукоизоляционных целей наравне с пенополистиролом.

Пенополиуретаны — газонаполненные пенопласты, получающиеся на основе полиэфиров и диизоцианатов. Выпускают их в виде плит размером 500×500×50 мм. Такие пенопласты могут быть применены в интервале температур от —60 до +170°С. Пенополиуретаны имеют среднюю плотность 100—200 кг/м³, теплопроводность — 0,06 Вт/(м-К); предел прочности при сжатии от 0,55 до 2,2 МПа.

Жесткие пенополиуретаны можно обрабатывать на токарных станках, пилить, сверлить, гвоздить. Пенополиуретан применяют в качестве теплои звукоизоляционного материала, в виде скорлуп и сегментов; широко используют для изоляции трубопроводов горячего и холодного водоснабжения.

Плиты теплоизоляционные из пенопласта на основе резольных фенолоформальдегидных смол применяют в ограждающих конструкциях при температуре изолируемых поверхностей не более 130 °C. Это трудносгораемые изделия, марки по средней плотности 50, 75, 100. Размеры плит: длина — от 600 до 3000, ширина — 500—1200, толщина — 50—150 мм. Предел прочности при изгибе — не менее 0,08—0,26 МПа (в зависимости от марки), теплопроводность — не более 0,038—0,043 Вт/(м К), влажность при отгрузке плит всех марок — не более 20% по массе.

Изделия теплоизоляционные из пенопласта марок ФРП-l и резонен применяют в виде цилиндров, полуцилиндров, сегментов и отводов. Они имеют среднюю плотность в сухом состоянии 65—110 кг/м³. Внутренний диаметр цилиндров 47—221 мм, номинальная толщина 30, 40, 50, 60 мм и длина 1000 и 1500 мм. Их применяют для теплоизоляции трубопроводов диаметром 45—219 мм. Полуцилиндры применяют для изоляции трубопроводов диаметром 45—273 мм, сегменты — диаметром 325—1020 мм.

Сотопласты — теплои звукоизоляционные материалы, получаемые путем горячего формования гофрированных листов бумаги, ткани или древесного шпона, предварительно пропитанных фенолоформальдсгидным резольным полимером.

Физико-механические свойства сотопластов зависят в основном от формы и размеров сот и от природы материала, образующего стенки полостей. Благодаря невысокой стоимости и малой теплопроводности наиболее широкое применение в строительстве получили сотопласты с наполнителем из хлопчатобумажных тканей и бумаги. Для улучшения теплотехнических показателей материала ячейки-соты заполняют измельченным пенопластом или стекловатой. Сотопласты применяют чаще всего как промежуточный слой при изготовлении трехслойных высокопрочных панелей.

Минора — легкий, теплои звукоизоляционный материал в виде затвердевшей пены белого цвета. Сырьем для мипоры служат мочевиноформальдегидные полимеры, 10%-ный раствор сульфонафтеновых кислот и некоторые добавки.

Мипору выпускают блоками объемом от 0,005 до 0,100 м³ (при толщине 10 и 20 см) или в виде плиток и крошки.

Основные физико-механические свойства мипоры: средняя плотность 10—20 кг/м³, теплопроводность 0,03 Вт/(м К). Крайне малая механическая прочность мипоры затрудняет ее непосредственное применение. Поэтому ее чаще всего используют как теплоизоляционный заполнитель и звукопоглощающий материал в каркасных конструкциях.