Пенопласт и его коэффициент теплопроводности. Экструдированный пенополистерол

Коэффициент теплопроводности пенопластов складывается в общем случае из коэффициентов теплопроводности твёрдой фазы, газа , а также конвективной и лучистой, или радиационной составляющих. При использовании пенопластов в качестве теплоизолирующих материалов следует по возможности уменьшить вклад каждой из компонент в суммарную величину . Вклад величины весьма мал по двум причинам. Во-первых, коэффициент теплопроводности полимерной фазы весьма незначителен и составляет 0,1-0,3 ккал/м*час*град. Во-вторых, доля полимерной фазы (стенок и рёбер ячейки) в пенопластах занимает незначительную часть общего объёма материала.

    Коэффициент теплопроводности  пенопластов складывается в общем случае из коэффициентов теплопроводности твёрдой фазы, газа , а также конвективной и лучистой, или радиационной составляющих.

    При использовании пенопластов в качестве теплоизолирующих материалов следует по возможности уменьшить вклад каждой из компонент в суммарную величину . Вклад величины  весьма мал по двум причинам. Во-первых, коэффициент теплопроводности полимерной фазы весьма незначителен и составляет 0,1-0,3 ккал/м*час*град. Во-вторых, доля полимерной фазы (стенок и рёбер ячейки) в пенопластах занимает незначительную часть общего объёма материала.
     

     
    Уменьшение пенопласт коэффициент теплопроводности за счёт снижения доли твёрдой фазы не всегда возможно, не все полимеры можно вспенивать с высокой кратностью), не всегда целесообразно (по экономическим и технологическим соображениям) или нежелательно (чем меньше объёмный вес, тем, в частности, ниже прочностные показатели пенопластов). Коэффициент теплопроводности определяется в основном составом газовой фазы. Газ, содержащийся в ячейках вносит наибольший вклад в теплопередачу, потому что объёмное содержание газа в пеноматериале обычно превышает 90%.
     
     
     Одним из важнейших факторов, увеличивающих теплопроводность пенопластов в строительстве в процессе эксплуатации, является влияние влаги окружающей среды. Особенно велико действие влаги на повышение теплопроводности в том случае, когда существует резкий перепад температур на поверхностях образца. Например, при использовании пенопластов в холодильной технике, когда внутренние слои материала находятся при отрицательных температурах, водяные пары сначала конденсируются в ячейках пенопласта, а затем превращаются в лёд. Поскольку коэффициенты теплопроводности воды и льда составляют соответственно 0,5 и 1,5 ккал/м*час*град, то даже незначительные их количества способствуют резкому ухудшению теплоизоляционных свойств пенопластов. Поэтому структура вспененного материала, а точнее - соотношение общего объёма "изолированных" ячеек и "открытых" пор и их размер имеют решающее значение на получемеый теплоизоляционный эффект.
     

     
    Чем выше процент изолированных (закрытых) ячеек и чем меньше размер ячеек, тем меньше проникновение паров влаги в теплоизоляционный материал, а следовательно и больший энергосберегающий результат.
    Строительные компании, которым не безразлична их репутация для теплоизоляции трубопроводов систем кондиционирования, водоснабжения и охлаждения выбирают эластичные вспененные материалы на каучуковой основе.
    В сопроводительной документации все компании, производящие эти материалы, акцентируют внимание покупателей на том, что эти вспененные каучуковые материалы имеют "закрытоячеистую" структуру. Следует отметить, что эластичных вспененных материалов со 100%-й "закрытой" структурой ячеек не существует, т. к. полностью избежать образования "дыр" в стенках ячеек в процессе вспенивания даже при методе высоких давлений невозможно.
     
     
    Известно, что у зарубежных теплоизоляционных материалов на каучуковой основе используется общий технологический приём - свободное (неограниченное) вспенивание при нагреве в туннельных печах трубчатых или листовых заготовок, содержащих необходимые компоненты, обеспечивающие синхронизацию процессов вулканизации каучука и разложение химического газообразователя. От состава каучуковых смесей, условий вспенивания и других особенностей технологий зависит качество получаемых материалов и прежде всего процентное соотношение "закрытых" и "открытых" пор. Однако, неоспорим тот факт, что при свободном вспенивании процент "закрытых" пор всегда будет меньше, чем в случае, если вспенивание проводить "ограниченное", то есть под определённым давлением, позволяющим недопустить разрушение ячеек.
    В этом и состоит отличие "Олигопена" от близких ему по полимерной основе и структуре материалов. Высокая прочность "Олигопена" является косвенным подтверждением того, что "дефектных" ячеек у "Олигопена" значительно меньше, при этом размеры ячеек в 5-20 раз меньше, чем в аналогичных материалах. 
     
    Читайте подробнее: как правильно утеплять кровли и стены пенопластом и пеноизолом, изготовление пенопласта в домашних условиях.

    Теплопроводность и применение пенопласта

    Теплопроводность пенопластов зависит от химического состава, а также от количества, размера и расположения пор.

    Коэффициент теплопроводности пенопластов на основе полипропилена достаточно низок и к тому же очень медленно растет при повышении температуры. Низкий коэффициент теплопроводности пенопласта ( 0 033 ккал / м - час - град) Micro foam определяется как большой долей газовой фазы ( 99 %), так и закрытоячеистой структурой. Более низкие значения коэффициента Я, для подобных легчайших пенопластов наблюдаются только для пен, наполненных фреонами, тогда как заполнитель ячеек пенопласта Microfoam - воздух.

    Весьма низкий коэффициент теплопроводности пенопластов, а следовательно, их высокие теплоизоляционные свойства, объясняются тем, что 90 - 95 % их объема составляет газ или воздух, являющиеся плохими проводниками тепла. Для улучшения теплоизоляционных свойств определенного пенопласта в композицию вводят вещество с высокой излучательной способностью или вспенивают пенопласт более тяжелым газом. Большие размеры молекул тяжелых газов затрудняют диффузию их через полимерные стенки, поэтому тяжелые газы удерживаются в ячейках в течение многих лет и снижают теплопроводность пенопластов.

    Еще одним фактором, увеличивающим теплопроводность пенопластов в процессе эксплуатации, является влияние влаги окружающей среды. Так, для пенополиуретанов, наполненных СС13Г, при температуре 25 С и относительной влажности 65 % скорость диффузии влаги воздуха составляет 10 - 20 г / м2 за 24 часа. Особенно велико действие влаги на повышение теплопроводности в том случае, когда существует резкий перепад температур на поверхностях образца. Например, при использовании пенопластов в холодильной технике, когда внутренние слои материала находятся при отрицательных температурах, водяные пары сначала конденсируются в ячейках пенопласта, а затем превращаются в лед.
    По мере удаления высокомолекулярного газа из ячеек пены повышается теплопроводность пенопластов.

    Существование минимума на кривой А / ( у) можно объяснить различным механизмом теплопроводности пенопластов в зависимости от размеров ячеек. Так, в области малых у из-за незначительного содержания твердой - фазы создаются благоприятные условия для лучистого теплообмена.

    Таким образом, из-за незначительного вклада составляющих А-тв, А-к и Ар коэффициент теплопроводности пенопластов определяется, за исключением легчайших пенопластов, в основном составом газовой фазы.

    Как видно, особенно при низкой температуре они очень близки к коэффициенту теплопроводности воздуха, который равен 0 02 ккал / ( м2 - ч-град), что, собственно, является предельной теоретической величиной для коэффициентов теплопроводности. Теплопроводность пенопласта изменяется очень незначительно в широком интервале температур; она в 15 раз меньше, чем теплопроводность твердой невспененной смолы, из которой получают пену.

    Замкнуто-ячеистое строение певдполистирола обеспечивает его высокие теплоизоляционные свойства, малое влаго-и водопоглощение. Коэффициент теплопроводности пенопласта с Yo0 l г / см3 составляет 0 033 ккал / м шс С. Пенопласт ПС-1 поглощает воды в три раза меньше.

    Коэффициент теплопроводности пенопластов на основе полипропилена достаточно низок и к тому же очень медленно растет при повышении температуры. Низкий коэффициент теплопроводности пенопласта ( 0 033 ккал / м - час - град) Micro foam определяется как большой долей газовой фазы ( 99 %), так и закрытоячеистой структурой. Более низкие значения коэффициента Я, для подобных легчайших пенопластов наблюдаются только для пен, наполненных фреонами, тогда как заполнитель ячеек пенопласта Microfoam - воздух.

    Поскольку при низких температурах конвекция уже не является основным средством теплопередачи, основным фактором, влияющим на изоляционные свойства ППУ при криогенных температурах, становятся размеры и однородность ячеек. При этом влияние природы вспенивающего агента и полимера на теплопроводность пенопласта более сильно проявляется при - 25, чем при - 180 С.

    Для изготовления формованных деталей интерьера автомобилей используют также материалы на основе вспененных полимеров, в частности листы из пенополиолефинов и термопластичных пенополиуретанов. Применение таких материалов позволяет значительно уменьшить массу конструкции, повысить комфортабельность автомобилей - благодаря низкой звуко - и теплопроводности пенопластов, а также травмобезо-пасности.

    Это позволяет говорить о возможности назначения коэффициентов условий работы к расчетным значениям напряжений сопротивлений пенопласта при его силовой работе в ограждениях конструкций. Этот же принцип, очевидно, в совокупности с результатами исследований влияния структурных параметров может и должен быть в конечном итоге применен к расчетным значениям теплопроводности пенопластов, что, наряду с продолжением исследований выносливости новых марок фенольных пенопластов для разработки предложений по нормированию их длительной прочности и деформативности, становится одной из важных задач настоящей работы.

    Пенополистирол (пенопласт) и экструдированный пенополистерол

    Пенополистирол (пенопласт)

    Пенополистирол (пенопласт) – теплоизоляционный материал, получаемый путем вспенивания полистирола. 98% процентов его объема составляет воздух, запечатанный в гранулах, что объясняет его отличные теплоизоляционные и звукоизоляционные свойства. Коэффициент теплопроводности один из самых низких -0,033 - 0,040 Вт/м К – ниже , чем у минераловатных утеплителей.

    Практически полное отсутствие водопоглощения – серьезное преимущество пенопласта. Пенополистирол не подвергается биологическому разложению, долговечен, плиты имеют малую массу и удобны в установке – могут быть приклеены к любому строительному материалу.

    Пенополистирол относится к группе сгораемых материалов, добавки антипирена при производстве придают способность к самозатуханию, но температуры выше 90 градусов пенополистирол не выдерживает.

    К недостаткам пенополистирола можно отнести и невысокую паропроницаемость, что ограничивает его применение в качестве внешнего утеплителя фасадных систем. При использовании пенопластовых плит для утепления под кровлей необходимо предусмотреть эффективную систему вентиляции.

    Область применения зависит от марки пенополистирола.
    ПСБ-С 15 – утепление конструкций, не подвергающихся механической нагрузке – утепление кровель, в том числе межстропильного пространства, потолочные перекрытия.
    ПСБ-С 25 и 25Ф– самая широко применяемая марка – для утепления практически любых поверхностей(стен, фасадов, потолков, под напольное покрытие, кровельное утепление).
    ПСБ-С 35 и 50 – утепление объектов с постоянной высокой нагрузкой.
     Экструдированный пенополистерол

    Экструдированный пенополистирол СтиродурЭкструдированный пенополистерол (экструзия) – высокоэффективный теплоизоляционный материал для различных типов ограждающих конструкций. Коэффициент теплопроводности различных марок колеблется от 0,027 до 0,033 Вт/м К.

    Материал имеет ячеистую структуру, причем полная закрытость ячеек обеспечивает абсолютную водонепроницаемость материала. Экструдированный пенополистирол рекомендуется использовать для утепления в условиях повышенной влажности или возможного частого контакта в водой – прежде всего, для утепления фундаментов в коттеджном строительстве, подвальных помещений. Экструдированный пенополистирол будет сохранять свои теплоизоляционные свойства в условиях недостаточной гидроизоляции.

    Экструдированный пенополистирол отличается высокой устойчивостью к деформациям сжатия, и потому может использоваться для утепления поверхностей, несущих нагрузку. Широко применяется в утеплении фасадных систем, особенно если облицовочный материал имеет значительный вес.

    Также материал выдерживает резкие и постоянные температурные перепады, не разрушаясь. Нормальный температурный диапазон – от-120 до +75 градусов.

    Недостатки экструдированного пенополистирола – разрушаемость его при контакте с некоторыми химическими веществами (сложными углеводородами), горючесть, хотя обладает свойствами самозатухания.

    Похожие товары

    Изображение
    Как правильно крепить пенопласт к стене. Подготовка стен к утепелению пенопластом.
    Пенопласт или пенополистирол часто используются для утепления и звукоизоляции стен, это один из самых эффективных и недорогих материалов, не утяжеляющих стены. В зависимости от обстоятельств, пенопласт можно закрепить несколькими способами: настилом, вложением в обрешетку, при помощи механического крепежа грибками, анкерами, шпильками.
    Отзывы :0шт.
    Изделия из пенопласта своими руками. Ветряк.
    В последние годы появилось много материалов, доступных и практически бесплатных, например пенопласт из упаковочных коробков разных устройств (телевизоров, холодильников). Эти фигурные детали просто выбрасывают, и они загрязняют природу. В то же время это прекрасный материал, чрезвычайно лёгкий в обработки, лёгкий и, в общем-то, долговечный.
    Как сделать ветряк своими руками?
    Отзывы :0шт.
    Как сделать ульи из пенопласта своими руками.
    Если вы решили самостоятельно сделать ульи из пенопласта своими руками, то запаситесь терпением и несколькими полезными советами от "бывалых". Для строительства дома для пчел вам потребуется экструзионный пенополистирол.
    В данной статье мы ответим на вопрос: как сделать улей из пенополистирола своими руками?
    Отзывы :0шт.
    Каркасный дом и пенопласт: его обшивка. Утепление каркасного дома
    Возводим особняк из… обыденного пенопласта. Делается данное так: на обыденный фундаментный монолит, крепится основа из древесного бруса (объем 150*50мм и с шагом по ширине от 50 до 70см, а по вышине от 80 до 100см).
    Получившиеся ниши закрываются листами пенопласта на всю ширину каркаса (150мм), щели заполняются монтажной пеной.
    Как осуществляется обшивка каркасного дома?
    Отзывы :0шт.
    О температура плавления различных материалов. Температура плавления пенопласта.
    Пенополистирол (EPS, пенопласт) – это один из самых универсальных теплоизоляционных материалов, который активно применяется в различных отраслях промышленности и жизнедеятельности человека более 60-и лет. Пенополистирол имеет пористую структуру с глухими, закрытыми порами, что не позволяют воздуху перемещаться внутри материала.
    Пенополистирол (EPS, пенопласт) – это один из самых...
    Отзывы :0шт.