Важно! При выборе изделий из вспененного полиэтилена необходимо учитывать особенности материала и подбирать его в соответствии с областью применения и условиями использования.
Что такое вспененный полиэтилен и где он применяется?
Полиэтилен — широко распространенный, популярный и востребованный материал, который используется в самых разных областях человеческой деятельности. Однако не все знают о том, что существует большое количество различных видов полиэтилена. Сегодня в нашем материале мы поговорим о вспененной разновидности материала, ознакомимся с его особыми свойствами.
Свойства и характеристики
Прежде всего, необходимо понять, что представляет собой данный материал. Итак, вспененный полиэтилен (ППЭ) — это материал, основой которого является традиционный и всем известный полиэтилен. Однако, в отличие от стандартной разновидности, вспененный тип имеет особую структуру с закрытыми порами. Следует также отметить, что вспененный материал относится к категории газонаполненных термопластичных полимеров.
Когда этот материал появился на рынке, это было около пятидесяти лет назад. С тех пор вспененный полиэтилен приобретает все большую популярность среди пользователей. Сегодня производство данного продукта соответствует всем международным нормам, предусмотренным соответствующим ГОСТом.
Прежде чем принять решение о покупке и использовании материала, необходимо оценить и проанализировать все имеющиеся отличительные особенности полиэтилена. Важно помнить, что эти характеристики могут быть не только положительными, но и отрицательными. Тем не менее, все они представляют собой набор характерных особенностей материала.
Таким образом, некоторые свойства можно отнести к наиболее важным характеристикам пенополиэтилена.
Прежде всего, это высокая горючесть материала. Когда температура воздуха достигает значения + 103 градуса Цельсия, полиэтилен начинает плавиться (этот показатель является так называемой «температурой плавления»). Поэтому при использовании материала необходимо помнить об этом его свойстве.
Материал устойчив к низким температурам. Например, специалисты утверждают, что полиэтилен сохраняет такие важные свойства, как прочность и эластичность, даже при температуре окружающей среды ниж е-60 градусов Цельсия.
Теплопроводность полиэтилена очень низкая — 0,038-0,039 Вт/м*К. Следовательно, можно сказать, что обеспечивается высокая теплоизоляция.
Материал обладает высокой устойчивостью к различным химическим веществам и компонентам. Кроме того, отсутствует риск того, что он станет биологически активным.
В случае с пенополиэтиленом следует отметить, что сам пенополиэтилен способен поглощать звук. Поэтому его часто используют для оснащения студий звукозаписи, клубов и других помещений, которые нуждаются в звукоизоляции.
ПЭ не содержит компонентов, которые могут быть вредны для организма человека. Поэтому материал можно использовать без опасений за здоровье и жизнь (вас и ваших близких). При горении материал также не выделяет токсичных компонентов.
Самым важным свойством полиэтилена, благодаря которому он пользуется популярностью и спросом у многих пользователей, является то, что материал очень легко транспортировать. Немаловажную роль играет и то, что пенополиэтилен легко укладывается.
ПЭ — это материал с высокой стойкостью к истиранию. Из этого можно сделать вывод, что он прослужит вам долгое время. Если попытаться оценить примерный срок службы материала, то он составляет от 80 до 100 лет.
Технология производства
Поскольку пенополиэтилен появился на строительном рынке некоторое время назад и пользуется большим спросом у пользователей, многие производители начали выпускать пенополиэтилен. Для стандартизации процесса производства материала была введена единая технология производства, которой должны следовать все компании и предприятия.
Прежде всего, следует отметить, что технология производства пенополиэтилена состоит из нескольких этапов. Некоторые из них требуют использования газа, другие — нет.
Общая схема производства включает в себя следующие элементы:
- экструдер;
- компрессор для подачи газа;
- линию охлаждения;
- упаковку.
Следует отметить, что тип используемого оборудования зависит в основном от вида продукта, который производитель хочет получить в результате. Например, могут использоваться машины для изготовления мешков, машины для сшивания труб и многие другие машины. Многие производители также используют такое оборудование, как летучие ножницы, пробивные машины, формовочные машины и т.д.
Для непосредственного производства материала используются специально разработанные гранулы ПЭВД и ПЭНД (также могут использоваться различные элементы на их основе). В некоторых случаях первичное сырье может комбинироваться с так называемыми регранулятами, учитывая, что пенополиэтилен может производиться и из вторичного сырья. Кроме того, сырье должно отвечать определенным требованиям, в частности, отсутствию примесей, среднему молекулярному весу и однородному цвету.
Основные свойства
Технические свойства вспененного полиэтилена являются синтезом свойств полиэтилена, мягкого, эластичного материала с низкой температурой плавления, и вспененного материала с его малым весом и низкой теплопроводностью:
- Как и обычный полиэтилен, вспененный ПЭ — горючий материал, максимальная температура эксплуатации которого не должна превышать +102°С. При более высоких показателях он будет плавиться.
- При низких температурах, даже при понижении до -60°С вспененный полиэтилен будет сохранять все свои свойства, включая прочность и эластичность.
- Теплопроводность этого продукта очень мала, она составляет 0,038-0,039 Вт/м*К, что дает изделиям из него особенно высокий коэффициент теплоизоляции.
- В прямом контакте с водой вспененный ПЭ поглощает ее не более чем на 1-3,5% своего объема в месяц.
- Вспененный полиэтилен очень стоек к химически активным средам, в частности к масляным и бензопродуктам.
- Не разрушается в биологически активной среде (не гниет, не поддается действию бактерий и грибка).
- Отлично поглощает звуки, благодаря чему ППЭ может использоваться для шумоизоляции.
- Абсолютно нетоксичен, даже в процессе горения.
- Легко транспортируется и монтируется,
- Износостоек и долговечен до 80-ти – 100 лет службы.
ИНТЕРЕСНО! С точки зрения теплопроводности и, соответственно, теплоизоляционного потенциала, вспененный полиэтилен может стать отличной альтернативой многим распространенным теплоизоляционным материалам: полиэтилен толщиной 1 см может заменить 5 см минеральной ваты или 15 см кирпичной кладки.
Недостатки
Недостатком вспененного полиэтилена является его непереносимость ультрафиолетовых лучей. Прямые солнечные лучи оказывают разрушающее воздействие на материал, поэтому как хранение, так и использование пенополиэтилена должно происходить в защищенных от света помещениях. В противном случае необходимо обеспечить защиту самого материала, хотя бы в виде фотостойкой пленки.
Виды
На сегодняшний день существует множество видов пенополиэтилена, которые различаются по следующим параметрам:
- Типом базового полиэтилена:
- Из полиэтилена высокого давления (ПВД),
- Из полиэтилена низкого давления (ПНД) и др.
- Несшитый вспененный ПЭ, вспениваемый физическими газообразователями. Сохраняет изначальную молекулярную структуру полиэтилена.
- Сшитый химическим либо физическим способом. Имеет модифицированную структуру молекулярных связей, а также гораздо большую устойчивость к механическим и температурным нагрузкам, влаге и химическим реагентам.
- Пенообразный,
- Порообразный,
- Сотовый.
Кроме того, пенополиэтилен может выпускаться в различных формах, облегчающих его использование: листы, плитки, трубы, пленки и т.д., а также с покрытиями из различных материалов (фольга и т.д.).
Область применения
Пенополиэтилен широко используется в качестве изоляционного и теплоаккумулирующего материала, поскольку он обладает всеми техническими свойствами на высоком уровне, может выпускаться в различных формах и относительно недорог в производстве:
- Как тепло-, звуко- и гидроизоляция элементов различных строительных конструкций (фундаментов, полов, стен и кровли, вентиляционных систем),
- Как изолирующий материал в автомобиле- и приборостроении (для отделки салона автомобилей, судовых кают, шумоизоляции военной техники),
- Для уплотнения элементов дверей, стеклопакетов, подложки под ламинат и в сочетании с другими изолирующими продуктами,
- Как формообразующий и изолирующий материал в производстве спортивного инвентаря, рюкзаков и защитных шлемов,
- В качестве транспортировочной упаковки для обуви, различного оборудования, бытовой техники и многого другого.
Пенополиэтилен (ПЭФ).
Свойства и технические характеристики
Несмотря на различные технологии производства, вспененные полиэтиленовые пенопласты имеют следующие общие свойства.
- высокая влагостойкость;
- стойкость к воздействию растворителей, кислот и щелочей;
- легкий вес;
- устойчивость к микроорганизмам, плесени и грибкам.
Таблица 1. Сравнение свойств различных пенопластов
Пенополиэтилен со сшивкой ПППЭ и XLPE
Пенополиэтилен без сшивки ПППЭ
Рабочая температура ⁰C
0,045 — 0,055
Прочность на сжатие (МПа)
Рисунок 5. Визуальные различия между сшитым (вверху) и несшитым (внизу) ППП.
Сшитый полиэтилен превосходит свой несшитый аналог по многим параметрам:
- Сшитый ППЭ лучше поглощает звуки, благодаря более плотной пористой структуре, идеально подходит для шумоизоляции помещений.
- Благодаря хорошей прочности на сжатиеи способности восстанавливаться после деформаций, сшитый полиэтилен широко применяется для утепления полов. Несшитый полиэтилен не подходит для этих целей из-за высокой сминаемости и неспособности восстанавливаться после снятия нагрузок.
- Высокие теплоизоляционные свойства сшитого полиэтилена делают его более эффективным теплоизолятором. При использовании несшитого ППЭ в качестве утеплителя, потребуется на 30% больше материала.
- Хорошая теплостойкость позволяет применять его в местах с высокими эксплуатационными температурами, а также за отопительными приборами.
Важно: Основным преимуществом несшитого полиэтилена является его ценовая доступность.
Преимущества и недостатки
Одним из основных преимуществ вспененного полиэтилена является его экологическая чистота и соответствие требованиям гигиены и санитарии.
С точки зрения безопасности вспененный полиэтилен не имеет существенных преимуществ перед другими полимерными материалами.
Пенополиэтилен проницаем для водяного пара, поэтому продукты питания в такой упаковке не гниют и не плесневеют.
Новые современные методы производства, специальные добавки и катализаторы делают вспененный полиэтилен практически негорючим и термостойким.
Важным свойством этого материала является устойчивость к агрессивным веществам и атмосферным воздействиям, что особенно важно для наружной изоляции и утепления фасадов зданий. Защитный слой из фольги или мембраны помогает повысить устойчивость к ультрафиолетовому излучению и предотвратить проникновение влаги под утеплитель.
Рисунок 6: Утепление фасадов с помощью пенополиэтиленовых плит.
Высокие диэлектрические свойства пенополиэтилена позволяют использовать самозатухающий пенополиэтилен в качестве изоляции для кабелей.
Рисунок 7: Изоляция высокочастотных кабелей с помощью ППЭ.
Легкость, гибкость и податливость позволяют легко устанавливать изоляцию на любых изогнутых поверхностях, механических конструкциях и проводах.
Это практически самый долговечный искусственный материал со сроком разложения более 200 лет. Это одновременно и преимущество, и недостаток, поскольку из-за сложности его использования накапливается большое количество полиэтиленовых отходов, что является настоящим бедствием для экологии Земли.
Одним из недостатков вспененного полиэтилена является его низкая прочность на сжатие, что не позволяет использовать материал для изоляции горизонтальных поверхностей, подверженных механическим нагрузкам.
Важно. При нагревании свыше 120 градусов выделяются вредные и токсичные вещества.
Область применения и изделия из ППЭ
Вспененный полиэтилен выпускается в различных модификациях:
Фольгированный пенополиэтилен
Это материал из химически сшитого полиэтилена, который металлизируется путем термического скрепления с алюминиевой фольгой. Внешняя поверхность пленки может быть отполирована для лучшего отражения тепла или покрыта полиэтиленовой пленкой для защиты от механических повреждений.
Пленка устойчива к атмосферным воздействиям и способна отражать более 90% тепла. Кроме того, поверхность пленки защищает от проникновения воды через изоляцию.
Производятся различные виды пенополиэтилена, покрытого пленкой:
- Однослойное фольгирование. Материал оборачивается или наклеивается на утепляемое основание фольгированным слоем наружу.
Рисунок 8. Пенополиэтилен с алюминиевой фольгой на одной стороне.
- Одностороннее фольгирование с пленочным ламинированием увеличивает прочность покрытия, защищая от механических повреждений.
- Двустороннее фольгирование отлично подходит для изоляции внутренних перегородок и стен. Эффективен одинаково при любых направлениях потоков тепла или шума.
Рисунок 9. 9.1. МАП, покрытый фольгой с двух сторон.
- С клеевым слоем, нанесенным на ППЭ с одной стороны. Усовершенствованный материал, с одной стороны покрыт алюминиевой фольгой, а с другой — клеем. Не требует дополнительного приобретения клея.
- Фольгированный пенополиэтилен с перфорацией, пропускающей воздух и пар. Наиболее подходит для изоляции труб, а также внутренних конструкций жилых зданий.
Пенополиэтилен является наиболее эффективным видом изоляции, поскольку он может как предотвращать теплопередачу, так и отражать тепловое излучение.
Вспененный каучук
Синтетический каучук дороже полиэтиленовой пены. В то же время он обеспечивает гораздо большую гибкость изоляции для сопоставимого диапазона применений. Его упругость, гибкость, влагостойкость, химическая инертность, микробиологическая инертность, более высокая эластичность и геометрическая память открывают новые возможности для применения в изоляции:
- Стен, полов и потолков в жилых домах и квартирах;
- Трубопроводов, вентиляционных каналов и других инженерных линий;
- Криогенных систем и морозильных камер;
- Легковых автомобилей, грузовиков, железнодорожных и морских контейнеров.
Высокая экологичность резины делает ее пригодной для использования в помещениях с высокими гигиеническими требованиями.
Пеностекло
Вспененное стекло обладает аналогичными свойствами. Оно выпускается в виде листов, блоков, гранул и щебня и практически повсеместно используется в качестве универсального теплоизоляционного материала:
- в строительстве,
- в сфере ЖКХ,
- в аграрном хозяйстве,
- в энергетике и нефтехимии,
- в машиностроении,
- в пищевом производстве,
- в фармацевтике — и во многих иных отраслях.
При плотности от 100 до 600 кг/м3 вспененное стекло имеет такое же высокое водопоглощение, как и полиэтилен. Теплопроводность несколько выше — от 0,04 до 0,08 Вт/м-К только при температуре +10°C. Теплопроводность немного выше — от 0,04 до 0,08 Вт/м-К только при +10°C. Коэффициент звукопоглощения более чем в два раза выше — 56 дБ по сравнению с 23-25 дБ для пенополиэтилена.
В отличие от полимерных пен и резины, пеностекло не является гибким или эластичным. Его нельзя свернуть, но гораздо труднее повредить. Оно может «выживать» при невообразимо низких и высоких температурах — о т-260°C до +230°C.
Его абсолютная экологичность, совместимость с большинством кислот и микробиологическая устойчивость делают его первым в своем классе. У пеностекла, однако, есть одно слабое место: оно чувствительно к щелочам.
Фибролит и его современные аналоги
Другим изоляционным материалом из картона является ДВП. Имея высокую плотность 300-500 кг/м3 и довольно низкую теплопроводность 0,1-0,15 Вт/мК, он похож на древесную плиту: его можно обрабатывать тем же способом — сверлить, резать, прикручивать и прибивать. Материал получают из древесной шерсти — длинной, тонкой и мягкой древесной стружки, «растворенной» в портландцементе и хлориде кальция. В основном он используется для изоляции защитных конструкций, каркасных стен, перегородок и панелей.
Таким образом, фибролитовые плиты известны с первой половины прошлого века. Однако существуют и современные модификации. Фибролит Green Board, например, помимо портландцемента содержит в качестве связующего жидкое стекло. Чтобы понять, как оно снижает теплопроводность и повышает теплоизоляцию, достаточно знать одну вещь: Под воздействием источника тепла «зеленая плита» меняет температуру только через 10 часов после воздействия. В отличие от нее, минеральная вата нагревается только через два часа.
Green Board обладает лучшими свойствами вспененных полимеров, но служит еще дольше: не менее ста лет.
Вакуумный утеплитель
Встречайте чемпиона в своем классе. Вакуумная изоляция работает на сто процентов и надежно сохраняет холод и тепло. Подобно вакуумным стенкам колбы термоса, она исключает любую теплопередачу — ни ткани, ни теплоносителя.
Как и в колбе термоса, внешняя стенка выложена отражающим слоем алюминиевой фольги для отражения теплового излучения. Вакуумная изоляция была разработана в первую очередь для космических путешествий и в настоящее время является самым дорогим из всех видов изоляции. И один из самых чувствительных.
В целом, чем выше индекс теплопроводности, тем хуже изоляция, а чем он ниже, тем лучше. Поэтому, когда речь идет об эффективной и доступной теплоизоляции зданий, сшитые пенополимеры занимают одно из первых мест. И их всегда можно приобрести в компании «ПКП Ресурс» по доступной цене.
Преимущества и недостатки
Среди преимуществ материала:
- Как и у всех вспененных полимеров, у ППЭ низкий коэффициент теплопроводности — 0,035 Вт/(м·град).
- У материала неплохие амортизирующие свойства. Из вспененного полиэтилена делают: упаковку (плотность 25-33 кг/м3), подложку для пола (плотность 300 кг/м3), прокладки для оборудования (300-500 кг/м3).
- Вспененный полиэтилен обладает диэлектрическими свойствами, поэтому из самозатухающего ППЭ делают электрическую изоляцию высокочастотных кабелей. Диэлектрическая проницаемость ППЭ находится в пределах 1,4…1,5 (вода — 81, вакуум — 1).
- ППЭ — инертный материал, не вступающий в химические реакции.
- А еще это легкий и непромокаемый материал, его не едят насекомые и мыши. И самое главное — он недорогой.
Он также имеет и недостатки:
- Фольгированный ППЭ будет работать как теплоизоляция только если перед слоем фольги будет хотя бы 2-3 см воздушной прослойки.
- Выше 100 0 С материал начинает плавиться, а затем и гореть. Использовать его можно только в помещениях с высокой удельной пожарной нагрузкой.
Безопасность вспененного полиэтилена
Полиэтилен — одно из самых стабильных соединений. Из полиэтиленовых гранул делают изоляцию, емкости и бутылки для воды, упаковку для пищевых продуктов и водопроводные трубы.
В быту вспененный полиэтилен безвреден при использовании в пределах рабочего диапазона температур. ПЭП представляет опасность при нагревании выше 110-120 0 С. При горении он не представляет опасности.
При горении он выделяет уксусную кислоту, формальдегид и окись углерода.
Время разложения материала составляет около 200 лет. С одной стороны, это делает его одним из самых долговечных материалов (что хорошо). С другой стороны, полиэтилен, как и пластик, является настоящим бедствием для экологии Земли, производя большое количество отходов пенополиэтилена.
Основные бренды на современном рынке
Производители отечественного вспененного полиэтилена: Тепофол, Вилатерм, Изолон, Энергофлекс (ROLS ISOMARKET), Термафлекс, Полифом, Пенофол, Порилекс.
Европейские и американские производители вспененного полиэтилена: DOW, Sealed Air, Pactiv, TROCELLEN, EPE Corporation Group, Alveo.
Ежегодно в мире производится до 185 тысяч тонн вспененного полиэтилена. Это количество нельзя назвать маленьким. Хотя этот рынок считается относительно новым, производство EPS уже обогнало производство пленки — крупнейший сегмент ПЭВД. Ожидается, что рынок будет продолжать расти.
