Вспененный полиэтилен для утепления, как применять, особенности

Что такое вспененный полиэтилен, виды материала, технологии производства

Весь производимый на сегодняшний момент вспененный полиэтилен делится на три вида:

  1. Несшитый (НПЭ). Самый дешевый из линейки вспененного полиэтилена. Его выпуск Европа наладила еще в конце прошлого века. Расплавленную в экструдере полимерную массу насыщают газом, как правило, бутаном. При заливке в форму полиэтилен попадает в зону атмосферного давления, пузырьки газа пытаются выйти на поверхность, и, застывая, образуют ячеистую структуру. Несшитый пенополиэтилен — хороший теплоизолятор, но из-за малой плотности и рыхлой крупнопористой структуры изделия из него редко используют в строительстве. В основном материал идет на изготовление упаковки. Заказать вспененный полиэтилен вы можете на сайте https://pack-land.ru/vspenennyj-polietilen.
  2. Сшитый химическим способом (ХППЭ). Оборудование для производства вспененного полиэтилена ХППЭ используется то же, что и для несшитого, но при этом в технологию вводят дополнительную обработку перекисью водорода. Это убирает все недостатки присущие несшитому полиэтилену — материал становится плотнее, ячейки меньше, полимер может восстанавливать свою первоначальную форму после деформации.
  3. Сшитый физическим или радиационным способом (ФППЭ). Самый дорогой из вспенненых полиэтиленов. Сшивка молекул полимера происходит за счет потока электронов, испускаемых излучателем. Облучение образует поперечные связи, укрепляющие молекулярную сетку пенополиэтилена. На выходе получают эластичное мягкое полотно с гладкой поверхностью, способное выдерживать давление до 0,035МПа. У физически и химически сшитого ПЭ близкие характеристики, но ФППЭ быстрее восстанавливает форму после нагрузки и лучше прилегает к уплотняемым формам. Подложку для пола делают из вспененного полиэтилена, изготовленного радиационным способом.

Основные свойства

Технические характеристики вспененного ПЭ являются синтезом свойств полиэтиленов, мягких эластичных материалов с низкой температурой плавления, и вспененных веществ с их легким 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.

Недостатки

Отрицательным свойством вспененного ПЭ является его непереносимость ультрафиолетовых лучей. Прямое попадание солнечного света действует на него разрушительно, поэтому как хранение, так и использование вспененного полиэтилена должно проходить в защищенных от света местах. Иначе сам материал должен содержать защиту, хотя бы в виде светонепроницаемой пленки.

Основные торговые марки

Пенофол

Пенофол – самый популярный материал, который можно купить в строительном супермаркете. Реализуется в рулонах по 15 – 30 м, шириной 60 см и толщиной 3 – 4 мм. Пенофол качественно соединяет между собой слои методом горячей спайки – фольгу и вспененный полиэтилен, поэтому проблем с эксплуатацией не возникает.

Квик Степ – отечественная компания, которая выкупила лицензию у европейского производителя и выпускает утеплители из вспененного полиэтилена, в том числе для труб разного диаметра.

Джермафлекс

Выпускает ПЭ различных марок, предполагающих разное температурное воздействие при эксплуатации. Можно выбрать материал с оптимальными показателями для длительного срока службы.

Вилатерм

Марка Вилатерм выпускает жгуты из пенополиэтилена разного диаметра, которые применяются для утепления окон и дверей. Рулонные листовые разновидности компания не производит.

 

Изделия из пенополиэтилена и область их применения

Фольгированный пенополиэтилен — продается в рулонах шириной 1,0-1,2 метра. Представляет собой утеплитель из химически сшитого вспененного полиэтилена, покрытого полированной алюминиевой фольгой. Применяется для теплоизоляции стен, промышленного оборудования, инженерных систем. Самые популярные из модификаций: «А» (фольга с одной стороны), «В» (двухстороннее фольгирование), «С» (одна сторона — фольга, на другой — клеевое покрытие), «ALP» (одностороннее фольгирование с защитной пленкой), «Пенофол» (вспененный полиэтилен с перфорированным покрытием из фольги).

Скорлупы для труб представляют собой трубные оболочки с четко выдержанным внутренним диаметром. Могут выпускаться с готовым технологическим разрезом по всей длине (для смонтированных труб) или без разреза. Оболочки для труб, проходящих на открытом воздухе, изготавливают в защитном полимерном покрытии. Используются в качестве теплоизоляции инженерных систем ГВС и систем кондиционирования. Выпускаются с наружным диаметром 6-114 мм, толщиной вспененного полиэтилена 6-25 мм.

Компенсационные маты — используют в качестве амортизирующей теплоизоляции в местах поворотов трубопроводов ГВС, для тепло- и шумоизоляции стен, перегородок, полов. Получают маты путем склеивания полотнищ вспененного полиэтилена. Процесс происходит при высоких температурах, поэтому тело демпфирующего мата представляет собой неразрывную структуру, устойчивую к внешним повреждениям. Маты компенсационные из вспененного полиэтилена поставляются листами, стандартный размер — 1х2 м, толщина от 10 до 100 мм.

Жгуты — цилиндрический уплотнитель из вспененного полиэтилена, выпускаются изделия с наружным диаметром Ø 6-120 мм. 1. Жгуты Ø 6-12 мм закладывают в температурные швы бетонных полов. Ø 12-20 мм уплотняют зазоры между стеной и коробками дверей или окон. Ну а самыми большими в сортаменте жгутами Ø 20-60 мм заполняют стыки в стенах панельных домов.

Подложка — изготавливается из физически и химического сшитого ППЭ. Выпускается в рулонах шириной до 3 метров и толщиной 2-5 мм. Подложка из вспененного полиэтилена используется в качестве подкладочного слоя между стяжкой и ламинатом.

Упаковочный пенополиэтилен. На упаковку идет, как правило, несшитый пенополиэтилен в виде рулонов и пакетов разного размера и толщины (0,5-20 мм). Но встречается и тара, изготовленная под заказ — различные вкладыши, защитные уголки. Пакеты из вспененного пенополиэтилена — наиболее популярный тип упаковки. Они не пропускают воду, прочны, амортизируют удары и снижают вибрацию груза во время перевозок. Чтобы сделать пакет более прочным и улучшить его теплоизолирующие свойства, сверху его покрывают металлизированной пенопропиленовой или обычной пленкой, капроном, крафтбумагой. Упаковочный материал из вспененного полиэтилена используется для перевозки электротехники, мебели, посуды, обуви. 

Жгут из вспененного полиэтилена

В строительных и ремонтных работах часто используется такая вещь, как жгут из вспененного полиэтилена. Модель от компании Penoterm отличается хорошими защитными характеристиками и долговечностью:

  • название модели: Порилекс НПЭ 20*3;
  • цена: 2 223 р.;
  • характеристики: упаковка содержит 450 метров; диаметр – 20 мм, длина – 3 метра; используется для изоляции стыков и швов;
  • плюсы: надежно защищает от влаги и пара;
  • минусы: не обнаружены.

Другой аналог того же производителя подходит для швов в проемах окон и дверей, кладочных работ. Данный продукт является экологически чистым и долговечным:

  • название модели: Порилекс НПЭ 50*3;
  • цена: 4 009 р.;
  • характеристики: упаковка – 180 метров, диаметр – 50 мм, длина – 3 метра;
  • плюсы: подходит для швов;
  • минусы: не обнаружены.

Бренд Вилатерм предлагает шнуры гораздо большего диаметра, которые подходят для внутреннего и наружного применения:

  • название модели: Вилатерм;
  • цена: 54 р.;
  • характеристики: длина – 3000 мм, диаметр – 60 мм, цвет – белый;
  • плюсы: создает отличную защиту от ветра;
  • минусы: не обнаружены.

Основные виды утеплителей, применяемые для снижения теплопотерь

Для проведения теплоизоляционных мероприятий любых видов применяются следующие разновидности изоляторов:

  • пенополистирол экструзивного получения (XPS), относится к производным полистирола (представлен различными выпускающими предприятиями, имеет множество брендов);
  • пенопласт, его производство тоже подразумевает обработку полистирола, но по другой технологии (имеет достаточное количество производителей, разбивка по брендам не четкое, позиционируется, как «пенопласт»).
  • минеральная или базальтовая вата, коренным образом отличается от полистирольной продукции и выступает основным конкурентом вспененных полистиролов (представлена на рынке изолирующих товаров большим числом производителей).

Число производственных компаний, как отечественных, так и иностранных, измеряется десятками. При выборе продукции требуется опираться на физические свойства каждого, отдельно взятого товара.

Сфера применения и советы мастерам

Этот материал — отличный теплоизолятор, поэтому применяется во многих областях строительства и промышленности:

  • для утепления квартир и частных домов, коттеджей;
  • для реконструкции любых жилых и производственных объектов;
  • для обустройства отражающей теплоизоляции систем отопления, водоснабжения, канализации;
  • в приборостроении, автопроме;
  • для устранения мостиков холода, закрытия щелей, швов, стыков;
  • для улучшения функционирования вентиляции, систем кондиционирования, морозильных установок.

Полиэтилен легко режется, раскраивается, сгибается, и работать с ним можно без специальных инструментов. Он крепится разными видами крепежа, в том числе на клеевую основу или шурупами с шайбами.

Материал укладывают стык в стык, с двух сторон проклеивают скотчем для профилактики продувания. Вспененный полиэтилен надежно утеплит жилье, при этом не вызовет лишних финансовых и трудовых трат. Его эффективность находится на самом высоком уровне.

Не все так просто со вспененным полиэтиленом

Безопасность вспененного материала и его соответствие санитарно-гигиеническим нормам в значительной степени зависит от правильного выбора газообразующего агента. Для производства возможно использование нескольких видов газа:

  • Воздушно-озоновая смесь, самая дешевая, безопасная и простая в подготовке к использованию, но и одновременно самая неэффективная. Степень расширения воздуха невелика, да и размер пор отличается друг от друга. Применяется для вспенивания несшитых полиэтиленов;
  • Смесь газов пропана и бутана дает пенополиэтилен среднего качества, можно использовать для производства обоих типов ППЭ. Из недостатков – высокая горючесть материала;
  • Наиболее высокое качество пор обеспечивают фреоны. Холодильные агенты используются в производстве пенополиэтиленов с момента их изобретения.

На сегодняшний день из-за повсеместного запрещения использования фреонов вспененные полиэтилены на их основе производятся только в Китае и некоторых странах Юго-Восточной Азии, Бразилии. Качество даже несшитого полиэтилена, изготовленного с использованием фреона, в разы выше, чем у пропан-бутановых пенополиэтиленов, не говоря уже о марках СПЭ. Поэтому подобные материалы охотно используются для теплоизоляции самых разных строительных объектов, от бань до теплоцентралей, в том числе как утеплитель для труб из вспененного полиэтилена.

Фреон при контакте с открытым огнем может выделять токсичные и ядовитые соединения, но при этом хорошо блокирует очаг возгорания, поэтому фреоновый пенополиэтилен используют вне жилых помещений. Материал на основе смеси ПБ воспламеняется очень легко и быстро, и остановить горение достаточно сложно, но при этом обладает наилучшими показателями цена-качество.

Что собой представляет вспененный полиэтилен

Полиэтилен хорошо известен своей уникальной стойкостью к всевозможным органическим и минеральным агрессивным веществам, механической нагрузке, ударным, гнущим и крутящим усилиям. Полиэтиленовая пленка, трубы, прессованные из полиэтилена изделия, казалось бы, могут прослужить целую вечность.

Вспененный полиэтилен после обработки газом в экструдере не просто насыщается пузырьками, он меняет свою механическую структуру, из сложного многослойного монолита получается пространственная пузырьковая матрица, 96-98% объема которой приходится на газ.

Не теряя способности противостоять агрессивным соединениям и патогенной микрофлоре, вспененный полиэтилен приобретает новые свойства:

  • Высокая пластичность, способность удлиняться под нагрузкой без разрыва;
  • Прекрасная тепло и звукоизоляция;
  • Минимальное водопоглощение.

К сведению! Появление вспененного пленочного полиэтилена практически привело к революционным изменениям на рынке упаковочных материалов. Сегодня 98% упаковки товаров с «рюмкой» на коробке изготовлено из вспененного полиэтилена.

https://www.youtube.com/embed/A6kO4RaO5ss https://www.youtube.com/embed/pFRqCbpWTjE

Переработка отходов

Для утилизации отходов пенополиэтилена используются те же технологии, что и для невспененного — термомеханический и термохимический рециклинг, или пиролиз.

Главная особенность газонаполненных полимеров – низкая плотность – вносит коррективы в технологию. При переработке отходы ППЭ спрессовываются в специализированных машинах – термокомпакторах.

На рынке оборудования можно найти устройства со степенью прессования до 90:1. Брикетированный в компакторах ППЭ можно загружать в экструдер или термическую печь, использовать в качестве сырья для получения полиэтиленового воска.

Классификация

Поропласты на основе полиэтилена классифицируются по следующим признакам:

  • вид исходного сырья;
  • способ вспенивания;
  • способ сшивки.

Для изготовления ППЭ применяются гранулы ПВД и ПНД, а также различные композиции на их основе. Молекулярная структура любой разновидности полиэтилена позволяет получать материалы с прогнозируемыми свойствами.

При производстве пенополиэтиленаприменяются два метода создания газообразной фазы:

  1. Физический. Это непосредственный впрыск газа (бутана или других легких насыщенных углеводородов) в расплав исходного сырья – наиболее дешевый способ вспенивания. Однако он требует применения специализированного оборудования и соблюдения повышенных предупредительных мер пожарной безопасности.
  2. Химический. В исходное сырье вводятся реагенты, разлагающиеся с выделением газов. Химическое вспенивание может выполняться на стандартном литейном и экструзионном оборудовании. Состав добавок определяется требованиями к плотности и размеру ячеек.

Современные технологии производства позволяют получать различные молекулярные структуры газонаполненного полиэтилена:

  1. Несшитый (НПЭ). Его получают по технологии физического вспенивания. Полиэтилен при этом сохраняет исходную структуру, заданную при синтезе. НПЭ отличается сравнительно низкими прочностными характеристиками и применение его оправдано в условиях незначительных механических нагрузок.
  2. Химически сшитый (ХС-ППЭ). Технология включает в себя следующие этапы: смешивание сырья со вспенивающими и сшивающими реагентами, формирование исходной заготовки-матрикса, ступенчатый нагрев в печи. Термическая обработка приводит к тому, что между полимерными нитями возникают поперечные связи (происходит сшивка), а затем проходит газообразование. Изделия из ХС-ППЭ имеют мелкопористую структуру, матовую поверхность и более высокие в сравнении с продукцией из НПЭ механические показатели: прочность, устойчивость разрывам, упругость, т.е. способность возвращать прежнюю толщину после сдавливания.
  3. Физически сшитый (ФС-ППЭ). Материал не содержит сшивающих добавок, а вместо первой ступени термообработки заготовка-матрикс обрабатывается потоком электронов, инициирующим процесс сшивки. Возможность контролировать количество поперечных связей позволяет варьировать характеристиками материала и размерами ячеек.

В отличие от большинства конструкционных материалов, маркировка пенополиэтилена производится не по показателям прочности, а по средней плотности, т.е отношению веса на единицу объема (кг/м3): 15, 25, 35, 50, 75, 100, … 500, как для примера показано на фото выше.

Метод определения средней плотности описан в ГОСТ 409 – 2017.

Благодаря работе маркетологов отечественному потребителю больше знакомы торговые марки пенополиэтиленов, применяемые, в частности, для трубной теплоизоляции:

  • Изолон;
  • Теплофлекс;
  • Пенолон;
  • Татфоум;
  • Хитфом;
  • Этафом и т. д.

Производство продукции чаще всего регламентируется внутренними стандартами предприятий и техническими условиями. Тем не менее, в России на изготовление теплоизоляционных материалов разработан ГОСТ Р 56729-2015, соответствующий EN 14313:2009.

Особенности изготовления утеплителя

Обладающий высокой эластичностью материал производится из полиэтилена высокого давления. К данному элементу состава добавляются присадки-антипирены (препятствующие возгоранию) и другие вещества.

Изготовление включает следующие этапы:

  • гранулы полиэтилена подвергаются плавлению в специальной емкости;
  • в нее же подается сжиженный газ, выступающий вспенивающим реагентом;
  • за счет него формируется структура утеплителя.

Полученный материал поставляется рулонами, плитами или листами. Также он имеет различные плотность, габариты, толщину, что позволяют подобрать полиэтилен для определенных целей (утепления конкретного помещения).

Как правило, производители наносят на поверхность с одной или двух сторон алюминиевую фольгированную пленку, назначение которой — эффективное отражение тепла. Чтобы оно было максимальным, пленку полируют. В этом случае коэффициент отражения может достигнуть 95-97%.

Технические характеристики

Основные свойства и характеристики вспененного полиэтилена следующие:

  • Плотность ППЭ зависит от способа его производства и составляет: для ФППЭ и ХППЭ — от 33 кг/м3 до 300-500 кг/м3. Несшитый ППЭ значительно легче. Согласно ТУ, его плотность должна быть не менее 20 кг/м3, но по факту, продается материал с плотностью 12-18 кг/м3.
  • Температура применения (у разных производителей) колеблется в пределах ± 10 0С, но в среднем, границы его рабочих температур – от — 60 0С … + 750С. При отсутствии контакта с воздухом ФППЭ и ХППЭ могут кратковременно использоваться при температурах до +150 0С (несшитый до +100 0С). Если использовать ППЭ при температурах ниже — 60 0С, то материал становится хрупким, а его остаточная деформация увеличивается до 35-40%.
  • У вспененного полиэтилена, как и у всех полимеров с закрытопористой структурой, низкий коэффициент теплопроводности, составляющий 0,03-0,38 Вт/м*К. Изоляция из вспененного полиэтилена по своим теплосберегающим характеристикам уступает только пенополиуретану.
  • У сшитого и несшитого ППЭ разная паропроницаемость. Для несшитого — этот показатель находится в пределах 0,003 мг/м*ч*Па, для сшитого почти в три раза меньше — 0,001 мг/м*ч*Па.        

Производство ↑

Уплотнитель из вспененного полиэтилена полиизол выпускается в виде жгутов и применяется для изоляции трубопроводов

Вспененные полиэтиленовые материалы выпускаются ныне целым рядом российских заводов, в том числе они производятся в городах Краснодаре, Волгограде, Ставрополе и др.  Материал выпускается с разным покрытием и без такового; в виде плотных матов на клеевой основе; рулонный. Специально для изоляции труб вспененные  полиэтилены выпускаются в виде трубчатой оболочки и жгутами.

С покрытием

Материал чаще всего имеет одностороннее либо двустороннее покрытие. Чаще всего это оказывается фольга, лавсан или металлизированная пленка. На данном основании материалы из вспененного полиэтилена с фольгированной основой зачастую называют отражающей изоляцией.

Пенополиэтилен с фольгированным покрытием

Без покрытия

Не имеющий покрытия пенополиэтилен уместен в качестве тепловой звуковой изоляции в виде подложки под обои, его советуют использовать под «теплые» электрические и водяные полы, а также под разные напольные покрытия (плитку, паркет, линолеум). Трубная оболочка и жгуты широко применимы в целях  защиты зданий (как снаружи, так и изнутри) от промерзаний, конденсата и коррозии. Также используется для уплотнения стыков при установке окон и дверей, сантехнического оборудования и при других строительных работах.

Способы производства вспененного полиэтилена

Процесс производства вспененного полиэтилена происходит способом литья вспененной массы под давлением или экструзией. При изготовлении остаются прежние качества различных полимеров этилена – это водостойкость, стойкость к перепадам температуры, пластичность, не токсичность

Технологии производства, вспененного ПЭ:

  1. Изготовление несшитого пенополиэтилена в процессе физического вспенивания не требуется химическая реакция чтобы сохранить молекулярную структуру первичного вещества – полиэтилен вспененный. Процесс делится на два этапа: первый, когда плавится сырье в гранулах. Второй – в камеру где перемешивается масса полимерного вещества подается газ изобутан, пропан или фреон.
  2. Химически сшитый вспененный полиэтилен при помощи химических реагентов. Изменённая на молекулярном уровне структура полиэтилена становится сетчатым типом. Для начала реакции смешиваются гранулы плюс смешивающий, вспенивающий реактивы, специальные добавки и пигменты. После для придания нужной формы, расплавленная масса проходит через экструдер (плавление и вспенивание).
  3. Физически сшитый вспененный ПЭ при производстве нуждается в модификации строения на молекулярном уровне. Технология процесса производства происходит при участии добавки для вспенивания и радиации. Нагретая расплавленная масса полиэтилена движется через ускоритель электронов.

Существенный недостаток – материал обладает высокой горючестью, при изготовлении добавляют антипирены.

Производство сшитого вспененного полиэтилена имеет более сложную технологию, соответственно и преимущества в сравнении с несшитым:

  1. Микробиологическая выносливость материала более прочная.
  2. Выдерживает перепады температуры и механические нагрузки.
  3. Стойкость к химическим растворителям.
  4. Хорошо переносит воздействия вибрации и обладает прочностью к деформации.
  5. Более 30 % обладает плотной структурой, которая повышает изоляцию.
  6. Сохранение тепла на 20 % больше, чем у несшитого вспененного ПЭ.
  7. За счет высокой прочности имеет долгий срок службы.

Преимущество несшитого вспененного полиэтилена – это дешевая цена материала. Недобросовестные продавцы часто преувеличивают положительные качества материала, когда рекомендуют его как хороший звукоизоляционный материал, который применяют в строительстве. Так же используют в качестве разной не токсичной упаковки продуктов и товаров.

Этапы производства

Производственная линия для пенополиэтилена состоит из:

  • экструдера;
  • компрессора для подачи газа;
  • линии охлаждения;
  • упаковки.

В зависимости от вида конечного продукта, оборудование может называться пакетоделательным, трубосшивающим и т. д.

Дополнительно применяются летучие ножницы и вырубные прессы различных конструкций, формовочные машины.

В приемный бункер загружается гранула ПВД, ПНД или композиции на их основе.

Обрезь – основной вид отходов производства пенополиэтилена – возвращается в производственный цикл после минимальной переработки.

Многие предприятия смешивают первичное сырье с регранулятом.

Если требования соблюдены, качество, эксплуатационные и механические свойства готовой продукции не страдают.

Физико-химические свойства

Вот основные свойства материала:

  1. Нижняя граница рабочих температур составляет -80 °C. При выходе за нее материал теряет эластичность, становится хрупким.
  2. Температура плавления – около 110 °C. Некоторые производители предлагают композиции с верхним пределом в 140 °C.
  3. Водопоглощение (при прямом контакте) не превышает 1,2 %.
  4. Предел прочности составляет 0,015 – 0,5 МПа.
  5. Материал устойчив к большинству агрессивных соединений, в том числе к продуктам нефтепереработки, и к биологически активным средам.
  6. Срок службы достигает 100 лет.

Данные по теплопроводности в сравнении с другими видами газонаполненных полимеров приведены в таблице:

МатериалПлотность, кг/м3Теплопроводность, Вт/м°К
Пенополиэтилен20 – 4000, 029 – 0,05
Пенополипропилен20 – 2000, 034
Пенополиуретан60 – 6000,02 – 0,04
Поролон12 – 600,03 – 0,06
Пенополистирол15 – 1500,027 – 0,042
Пенополивинилхлорид15 – 7000,035 – 0,045

Данные взяты из рекламных предложений производителей.

Поделитесь в социальных сетях:FacebookTwitterВКонтакте
Напишите комментарий