Сегодня на ринге 2 отличных теплоизоляционных материала – пенополиуретан (ППУ) и пенополистирол (ППС). Оба относятся к группе пенопластов, у обоих много поклонников и растущая популярность. ППУ называют дорогим лидером в рейтинге теплоизоляционных изделий для трубопроводов, ППС – доступным золотым середнячком. Какому же материалу отдать предпочтение? Усложним задачу – рассмотрим не просто маты из этих продуктов, а скорлупы, т.е. специальные полые цилиндры, которые удобно надевать на трубы. Параметры для оценки материалов возьмем по максимуму – теплопроводность, тепловое сопротивление (R), сохранность тепловых характеристик, термическая стабильность, реакция на огонь, гидроизоляция, механическая прочность. Тогда и результаты будут объективнее.
Пенополиуретан: причина уникальных свойств
Пенополиуретан – это смесь 2 основных компонентов - полиизоцианата и полиола, полученная под давлением в специальной шлюзовой камере. Для получения пены в реакцию включают специальные вещества, которые впрыскивают в смесь инертный газ, чаще всего - углекислый.
Газ остается внутри пены в виде многочисленных мелких пузырьков даже после ее затвердевания. Образуется мелкоячеистая структура, образованная на 95-98% из закрытых пор, наполненных инертным газом, и супердлинных цепочек из молекул полимера. Связи как между молекулами в цепочке, так и между цепочками настолько прочные, что их не может разорвать ни вода, ни механические воздействия, ни современные растворители.
Такая структура обеспечивает:
-
минимальную теплопроводность (газы не проводят тепло);
-
небольшой вес изделия;
-
повышенную влагостойкость;
-
увеличенную прочность на сжатие.
Производят 2 вида пенополиуретан: стандартный - PUR и с изоциануратом – PIR. PUR-пена является используется в широком спектре приложений, таких как утепление стен, крыш и трубопроводов. Пенополиизоцианурат (PIR) - это усовершенствованный вариант PUR, который содержит добавки, улучшающие его огнестойкость, поэтому его применяют в пожароопасных местах и для трубопроводов с высокой температурой рабочего потока.
Пенополистирол – технология изготовления и основные свойства
Пенополистирол (ППС) - ППС существует в 4 видах: беспрессовый (EPS), экструдированный (XPS), прессовый, автоклавный.
Наиболее популярные марки беспрессового ППС – ПСБ, ПСБ-С (самозатухающий).
С беспрессовым пенополистиролом мы встречается на каждом шагу – это защитная упаковка, декоративные изделия, поддоны, одноразовая изотермическая упаковка для замороженных продуктов, утеплитель стен и потолков. Это очень легкий материал, на 98% состоящий из воздуха. Именно за счет большого объема воздуха, заключенного в шаровидные гранулы, пенополистирол и имеет уникальные теплоизоляционные свойства.
Для производства EPS используют вспенивающийся полистирол, в котором гранулы стирола (органического соединения) соединены с порофором –легкокипящим углеводородом. Чаще всего это безвредный пентан или его модификации. Исходные гранулы обрабатывают водяным паром при температуре около 100 оС. При этом порофор испаряется, гранулы увеличиваются в объеме от 30 до 50 раз, внутри них образуется мелкоячеистая структура. Полученный на этом этапе полуфабрикат загружается в специальный отстойник для выравнивания за счет диффузии давления воздуха внутри гранул и атмосферным давлением.
Выдержанные гранулы помещают в закрытую форму нужной конфигурации и снова обрабатывают паром. Гранулы еще больше увеличиваются в размерах, слипаются и образуют монолитный блок с гладкой поверхностью.
Заключительным этапом является сушка блока, в процессе которой происходит выпаривание лишней влаги в атмосферу.
Впервые беспрессовый ППС был изготовлен во Франции в 1928 году. В СССР в 1958 году был выпущена марка ПСБ, а в 1961 году налажен выпуск марки ПСБ-С.
Экструдированный пенополистирол получают по другой технологии. На первом этапе производства смешиваются первичный полистирол в гранулах и специальные добавки, в том числе антипирены. Смесь расплавляется и в нее впрыскивается под высоким давлением газообразующий агент. В результате получается материал с равномерно распределенными воздушными порами. Расплав поступает в вакуумную камеру, где начинает расширяться, как гель для бритья при выходе из аэрозольного баллончика. Резкое понижение температуры фиксирует объем и расположение воздушных пор.
Отличие EPS от XPS заключается в структуре:
-
EPS – это склеенные между собой шарики с воздухом;
-
XPS – однородная структура с равномерно распределенными закрытыми воздушными порами.
Экструдированный пенополистирол, в отличие от беспрессового, имеет:
-
лучшие теплоизоляционные свойства (EPS теряет тепло из-за пустот между шариками);
-
более высокую прочность на сжатие;
-
повышенное сопротивление диффузии водяного пара (EPS 30-70; XPS - 80-250).
-
высокую однородность в сочетании с механической прочностью;
-
устойчивость к циклам замораживания и оттаивания;
-
отличную влагонепроницаемость;
-
длительное сохранение формы и размеров.
Эта модификация пенополистирола проигрывает только в одном – цене. XPS дороже EPS, но все же дешевле пенополиуретана.
Обе модификации экологичны, производятся по бесфреоновой технологии, подлежат вторичной переработке.
Сравнение пенополиуретана и пенополистирола по основным параметрам
Характеристики |
Пенополиуретан |
Пенополистирол |
Минеральная вата |
Теплопроводность (чем меньше, тем лучше) Вт/(м·К) |
0,022 – 0,029 |
0,030 – 0,040 |
0,035 – 0,045 |
Толщина слоя теплоизоляции с одинаковой теплопроводностью (мм) |
80 |
160 |
200 |
Влагопоглощение (в процентах к объему) за 24 часа. |
1-2% |
3-5% |
1-3% |
Предельная температура использования (термическая стабильность)1 |
140оС |
80оС |
450оС |
Тепловое сопротивление (чем выше, тем лучше) |
10-17 |
2-10 |
3-4 |
Устойчивость к химикатам |
Устойчив к маслам и нефтепродуктам, большинству растворителей на основе воды и некоторым органическим растворителям, окислитеям и кислотам: серной, соляной, уксусной. |
Чувствителен к действию органических растворителей (ацетон, толуол, бензол), легких углеводородов (бензин, керосин, солярка), щелочей, органических кислот, некоторых видов клея. |
Стабильна по отношению к большинству химических веществ |
Устойчивость к плесени и гниению |
Не гниет, за счет гладкой поверхности плесень не образовывается |
Не гниет, плесень может образоваться на поверхности |
|
Огнестойкость |
Высокая, особенно у PIR |
Без добавления антипиренов подвержен горению, выделяет едкий дым. |
Высокая |
Разрушение от ультрафиолета |
да |
да |
нет |
Скорость потери теплоизоляционных свойств 2 |
1,55% за 12 лет |
21% за 12 лет |
Не измерялась |
Механическая прочность |
Высокая |
Хрупкий, неустойчив к физическим воздействиям |
Высокая |
Удобство монтажа (в баллах от 1 до 5) |
4 |
5 |
1 |
Возможность создания сложных форм 3 |
С ограничением |
Без ограничений |
Без ограничений |
Стоимость материала в условных единицах за 1 м2 |
1 |
0,6 |
0,5 + дополнительные элементы: контробрешетка, пароизоляция +время на установку. |
Срок службы без потери качества |
25-30 лет |
15-20 лет |
5-7 лет |
-
Жесткий пенополиуретан термически стабилен, не размягчается и не плавится, разрыв химических связей начинается лишь около температуры 200 °С; при этом пенополистирол начинает размягчаться и менять свои свойства около температуры 110-120°С
В течение короткого периода времени PIR выдерживают без побочных эффектов до 250°С; тогда как пенополистирол выдерживает температуру примерно до 80°C. -
Качество теплоизоляционных свойство меняется за счет диффузии газа из ячеек полимера в атмосферу. Структура ППУ делает этот процесс значительно более медленным.
-
Скорлупа ППС режется из формованных блоков пенополистирола, поэтому можно создать любые формы, в том числе и для изоляции нескольких соседних труб. Скорлупа ППУ чаще всего отливается в готовые формы, поэтому существуют некоторые ограничения, связанные с формой для заливки.
Итак, по всем позициям, кроме одной – стоимости – пенополиуретан выигрывает у пенополистирола. Как правило, скорлупа ППС на 40% дешевле скорлупы ППУ. Однако, если сравнить остальные характеристики и самое главное, период эксплуатации без потери качества, то вывод очевиден – пенополиуретан превосходит по характеристикам пенополистирол в вопросе утепления трубопровода.
Еще больше замечательных свойств ППУ-скорлупы вам назовут менеджеры завода теплоизоляции АМАКС. Они помогут выбрать наиболее подходящую толщину, конфигурацию и защитную оболочку этого изделия конкретно под условия эксплуатации ваших труб.
- Скорлупа ППУ в Барнауле
- Скорлупа ППУ в Бийске
- Скорлупа ППУ во Владивостоке
- Скорлупа ППУ в Екатеринбурге
- Скорлупа ППУ в Иркутске
- Скорлупа ППУ в Казани
- Скорлупа ППУ в Кемерово
- Скорлупа ППУ в Красноярске
- Скорлупа ППУ в Москве
- Скорлупа ППУ в Новокузнецке
- Скорлупа ППУ в Новосибирске
- Скорлупа ППУ в Омске
- Скорлупа ППУ в Санкт-Петербурге
- Скорлупа ППУ в Томске
- Скорлупа ППУ в Тюмени
- Скорлупа ППУ в Улан-Уде
- Скорлупа ППУ в Хабаровске
- Скорлупа ППУ в Чите
- Скорлупа ППУ в Южно-Сахалинске