Наши телефоны:
г. Санкт-Петербург
Для звонков из регионов

Пенополиуретан (ППУ)

Оглавление

Определение

Пенополиуретан (ППУ) – материал, который состоит из группы газонаполненных пластмасс. При этом основу базовых веществ составляют гетероцепные полимеры, около 90% которых - инертные газы.

Виды ППУ

В соответствии с типом исходного полиуретана ППУ бывает:

  • Мягкий пенополиуретан с плотностью от 5 до 40 кг/м3 (поролон);
  • Жесткий пенополиуретан с плотностью от 30 до 86 кг/м3.

Производство ППУ

Пенополиуретан получают в результате взаимодействия соединений, которые содержат изоцианатные группы с би- и полифункциональными гидроксилсодержащими производными. Чтобы реакция объединения полимерных цепочек протекала успешно, необходимо использование таких обязательных компонентов как: полиол и полиизоцианат.

Ход реакции:

Вначале происходит формирования бифункциональных молекул изоцианата и гидроксильных групп на основе диола и диизоцианата. На основании цепной реакции происходит образование коротких цепочек полимеров, которые имеют однородный состав и структуру, а также располагаются на обоих концах молекулярных групп и предусматривают возможность полимеризации совместно с другими мономерами. При добавлении в смесь небольшого количества воды и после реакции с частью изоцианатных групп происходит образование углекислого газа, который и является основным фактором вспенивания. Вместе с этим происходит реакция замещения мочевины, которая происходит при взаимодействии первичной аминогруппы с изоцианатом и позволяет добиться устойчивой структуры цепи. Катализаторами в процессе образования уретана выступают третичные амины, хелатные соединения железа, меди, бериллия, ванадия, нафтенаты свинца и олова, октаноат и лауринат олова.

Основные свойства ППУ и способы его применения

Пенополиуретаны входят в число эластомеров синтетического типа и имеют высокие показатели прочности, а также предусматривают широкий спектр направлений промышленного использования. Материал может выступать аналогом резины и применяется в процессе изготовления различных изделий, которые подвергаются воздействию агрессивной среды, а также резких перепадов нагрузок и температур. ППУ при использовании поддерживает широкий температурный диапазон от −60 °С до +80 °С, а также имеет высокую устойчивость к воздействию растворителей органического типа. При этом смесь в застывшем состоянии может удалиться только механическим способом. При эксплуатации материала необходима защита от воздействия прямых солнечных лучей и источников ультрафиолетового излучения.

Механические характеристики полиуретанов предусматривают возможность изменения в широком спектре в соответствии с длиной и природой участков цепи, которая объединяет уретановые группы, а также на основании их структурных особенностей, кристалличности и молекулярной массы.

Полиуретаны могут быть представлены в жидком, твердом, кристаллическом либо аморфном состоянии. В соответствии со структурой и свойствами вещество может выглядеть как жесткий пластик и мягкая резина с высокой степенью эластичности.

Показатели теплопроводности вещества являются низкими и соответствуют значению 0.019-0.03 Вт/(м*К). Помимо этого, ППУ характеризуется хорошими адгезивными свойствами, имеет низкую паропроницаемость и отличается высокой возможностью гидроизоляции, поэтому пенополиуретан жесткого типа очень часто применяется в роли материала для теплоизоляции. В частности, ППУ используется в качестве изоляции для стальных труб и комплектующих фасонных изделий, которые входят в технологический процесс монтажа тепловых трасс в соответствии с ГОСТ 30732-2006.

Требования к ППУ для теплосетей

Пенополиуретан, который используется при монтаже тепловых сетей, должен соответствовать таким характеристикам:

  • Плотность материала не менее 60 кг/м3;
  • Прочность при сжатии при 10 %-ной деформации в радиальном направлении не менее 0,3 МПа;
  • Поглощение воды при кипячении на протяжении 90 мин не более 10%;
  • Прочность на сдвиг в осевом направлении для труб с полиэтиленовой оболочкой при температуре (23 ± 2)°С - не менее 0,12 МПа, а при температуре (140 ± 2)°С - не менее 0,08 МПа;
  • Теплопроводность при средней температуре 50 °С - не более 0,033 Вт/м°С;
  • Прочность на сдвиг в тангенциальном направлении при температуре (23 ± 2)°С - не менее 0,2 МПа, а при температуре (140 ± 2)°С - не менее 0,13 МПа;
  • Радиальная ползучесть теплоизоляции при температуре испытания 140 °С - не более 2,5 мм в течение 100 часов, и не более 4,6 мм в течение 1000 часов.

Также торцевые части изоляционного материала труб и комплектующих фасонных изделий предусматривают нанесение гидроизолирующего слоя, в качестве которого может выступать мастика. Структура ППУ в разрезе должна быть однородной с мелкими замкнутыми ячейками. При этом не допускается наличие пустот, размер которых составляет более 30% теплоизолирующего слоя.