что такое вспененный полиэтилен и где используется
Вспененный полиэтилен: свойства, виды, применение
Материал, который НЕ проводит электричество, НЕ пропускает воду, НЕ выделяет вредную «химию», НЕ дает теплу покинуть пределы помещения. Четыре частицы «не» описывают свойства одного из лучших теплоизоляторов современности — вспененного полиэтилена или пенополиэтилена (ППЭ). Для того чтобы получить материал, над ПВД (полиэтилен высокого давления) проводили массу опытов — его насыщали газами, подвергали диффузии, расплавляли, смешивали с присадками. Результат оправдал затраченные усилия, получился материал, удовлетворяющий множеству запросов.
Что такое вспененный полиэтилен, виды материала, технологии производства
Вспененный полиэтилен — это полимерный материал, получаемый введением углеводородной газовой смеси в структуру полиэтилена, в результате чего получается пористый, пластичный и прочный полимер с ячеистой структурой. Выпускается он в форме листов, жгутов и рулонов.
Весь производимый на сегодняшний момент вспененный полиэтилен делится на три вида:
Технические характеристики
Основные свойства и характеристики вспененного полиэтилена следующие:
Изделия из пенополиэтилена и область их применения
Преимущества и недостатки
О плюсах материала:
Есть у него и недостатки:
Безопасность вспененного полиэтилена
Полиэтилен — один из самых стабильных соединений на планете. Из гранул полиэтилена, что идут на изготовление теплоизоляции, делают канистры и бутылки для воды, упаковку для пищевых продуктов, трубы водопровода.
На бытовом уровне, если использовать его в диапазоне рабочих температур, вспененный полиэтилен безвреден. Опасность ППЭ представляет при нагревании свыше 110-120 0 С.
При горении он выделяет уксусную кислоту, формальдегид, оксид углерода.
Период распада материала около 200 лет. Это, с одной стороны, делает его одним из самых долговечных материалов (что хорошо). Но с другой стороны полиэтилен, как и пластик — настоящее бедствие для земной экологии, так как скапливается большое количество отходов вспененного полиэтилена.
Основные бренды на современном рынке
Производители отечественного вспененного полиэтилена: Тепофол, Вилатерм, Изолон, Energoflex (ROLS ISOMARKET), Thermaflex, Полифом, Пенофол, Порилекс.
Европейские и американские производители вспененного полиэтилена: DOW, Sealed Air, Pactiv, TROCELLEN, EPE Corporation Group, Alveo.
Каждый год в мире изготавливается до 185 тысяч тонн вспененного пенополиэтилена. Это немало. Несмотря на то, что этот рынок считается сравнительно молодым, темпы выпуска ППЭ уже обогнали в скорости производство пленки —крупнейшего сегмента полиэтилена ПВД. Ожидается, что рост потребления этого теплоизолятора будет расти и дальше за счет вытеснения более дорогих заменителей и применения вспененного полиэтилена в областях, где он ранее не использовался — в электротехнике, туристическом снаряжении и др.
Утеплитель вспененный полиэтилен — что это такое, применение
Вспененный полиэтилен — один из лучших теплоизоляторов, который исключает впитывание жидкости и проходимость электричества, химически безвредный. Материал действительно соответствует множественным требованиям, так как с ним проводились разные опыты.
Что такое вспененный полиэтилен
Сочетание основ в материи довольно простое — воздух и полиэтилен. Благодаря разнообразным качествам, уникальный тепло-шумо-влагоизолятор пользуется большой популярностью. Одним только строительством использование вспененной технологии не ограничивается.
Преимущества и недостатки материала
Полимер, как и прочие материалы, имеет положительные и отрицательные качества. Плюсы следующие:
Важно! ППЭ — стабильное химическое соединение, поэтому безвреден при использовании в бытовой сфере
В ассортименте представлено три вида полиэтиленового утеплителя:
Несшитый вид. НПЭ отличается демократичной ценой. Самый первый материал на рынке. Выпуск организуется в экструдере, где расплавленные полимеры наполняют газом. Затем масса попадает в определенную форму, в зону атмосферного давления. Пузырьки газа образуют ячеистую структуру.
Несшитая материя является хорошим теплоизолятором, но имеет небольшую плотность. Структура пор крупная и рыхлая, не подходит для строительной сферы. Из материи в основном изготавливают упаковку.
Сшитый химическим методом. Здесь используется тот же экструдер, газ и полимерная масса. Технология включает дополнительную обработку перекисью водорода. Недостатки, присущие предыдущему виду, исчезли. Материя плотная, с небольшими порами. ХППЭ может подвергается повторной переработке.
Сшитый физическим методом. Дорогостоящий вспененный полиэтилен. Молекулы полимерной основы соединяются потоком электронов, которые излучает излучатель. За счет радиации образуются химические связи, которые влияют на укрепление структуры полотна. ФППЭ получается эластичным, гладким.
Полотно выдерживает давление до 0,035 Мпа. ФППЭ имеет близкие качества к характеристикам ХППЭ. Однако материя лучше восстанавливается после высоких нагрузок. Материя показывает лучшее прилегание к различным формам. Именно из этого вида, например, делается подложка для пола.
Использование как утеплителя
Вспененный полиэтилен сравнительно недавно стали использовать в качестве утепляющего материала. Основа по достоинству оценена на коэффициент стойкости и экологичности.
В качестве пароизоляционного слоя используется вспененный полиэтилен, для чего его используют как пароизоляционную мембрану, уменьшая толщину воздушной прослойки. Согласно общим расчетам, толщина основного утеплителя снижается с 19 до 15 см.
Обкладка комнаты со всех сторон фольгированным утеплением не должна допускаться в теплоизоляционном пироге. Это нарушает естественное электромагнитное поле, что вредно для живого организма.
Характеристики сшитых-несшитых материалов
Вспененному полиэтилену с пористой структурой присущи характерные особенности. Например, материал выпускается с различными размерами. Сшитый ППЭ отличается от несшитого только механическими и теплотехническими качествами. Кроме мягкости и эластичности, свойства сшитых и несшитых материалов следующие:
Важно! Материал практически вечный при обычных условиях эксплуатации, не превышающих нормативные показатели. Качественная основа может прослужить более 80 лет.
Отличия от винила и полиуретана
Вспененный винил — значительный оппонент ППЭ, так как по многим показателям не уступает материи. Винил и полиуретан также обладают высокой химической инертностью. Материалы подходят в качестве теплоизоляторов.
Стойкость к ультрафиолету у материалов тоже высокая. Однако винил и полиуретан не могут конкурировать с ППЭ при сильной жаре или отрицательных температурах. ППЭ прочнее полиуретана, поэтому лучше выполняет роль теплоизоляции для горячих труб.
Обратите внимание! Долговечность полиуретана в сравнении с ППЭ невысокая. Пенополиэтилен отличается слабостью к механическим нагрузкам. При такой ситуации применяются трубки из вспененного каучука.
Основные бренды
PENOTERM — первая компания, которая обкатала разработку химпродукта в России. Производству более десяти лет, к реализации предлагается множество видов ППЭ.
Полифас — производитель из Северной столицы, предлагающий широкий ассортимент продукции. Рулоны, жгуты, трубный ППЭ, листы — все находит своего потребителя из различных областей применения.
Сибирь-Упак — Новосибирская компания, единственная, производящая полимерные материалы за Уралом. Полимерная продукция производится на предприятии около 10 лет. Уплотнители и теплоизоляция устраивает потребителей качеством, долговечностью, экологичностью и невысокой стоимостью.
Каждая компания создает собственные торговые марки, что помогает в продвижении материала на рынке. Под разными наименованиями в результате продается материи с идентичными характеристиками.
Например, Изолон 100, Izolon 100, Vibo, Гейзер, Полиизол, Термолайф, Термоизол — это несшитый вспененный полиэтилен.
Молтифом, Нормаизол, Вердани, Verdani, Санпрейс — сшитый химическим способом материал.
Сплен, Изолон 500, Isolon, Молтифом, Шумов, Изолонтейп — материалы, сшитые физическим способом.
Советы по использованию
ППЭ рекомендуется к использованию в качестве теплоизолятора. Для помещений можно подобрать различные основы, так как ассортимент промышленности разнообразный. Листовые гибкие материалы отличаются толщиной 5-15 мм. В продаже есть однослойные, двухслойные, материалы с покрытием из фольги.
Материал также используется в качестве упаковки. Инертность и прочность тары проверена в таких сферах, как овощная, рыбная. Лотки бывают как одноразовыми, так и многоразового применения.
Амортизирующие качества ППЭ положительно оценены в сборке напольного покрытия. Листы — лучшие подкладочные материалы для различных половых покрытий.
вспененный утеплитель постепенно вытесняет существующие виды полимерных материй. Потребительский рынок сегодня ориентирован на экологическую безопасность. Материал практически не имеет себе равных.
Вспененный полиэтилен (пенополиэтилен)
Свойства и характеристики
В первую очередь необходимо понять, что собой представляет материал. Так, вспененный полиэтилен (пенополиэтилен, ПЭ) – это материал, основой которого является традиционный и всем известный полиэтилен. Однако в отличие от стандартной разновидности вспененный тип обладает особой закрыто-пористой структурой. Кроме того, важно отметить тот факт, что пенный материал относят к категории газонаполненных термопластичных полимеров.
Если говорить о времени появления материала на рынке, то это произошло около пятидесяти лет назад. С тех самых пор вспененный полиэтилен набирал популярность среди пользователей. На сегодняшний день производство товара соответствует всем международным нормам, которые прописаны в соответствующем ГОСТе.
Прежде чем вы решите приобрести и использовать материал, вы должны оценить и проанализировать все имеющиеся отличительные характеристики полиэтилена. При этом следует иметь в виду тот факт, что данные свойства носят не только положительный, но и отрицательный характер. Тем не менее все они составляют совокупность отличительных черт материала.
Итак, к важнейшим характеристикам вспененного полиэтилена можно отнести определенные качества.
В первую очередь необходимо сказать о высокой горючести материала. Так, в том случае если температура воздуха достигает показателя в +103 градуса по Цельсию, полиэтилен начнет плавиться (данный показатель является так называемой «температурой плавления»). Соответственно, в процессе эксплуатации вы должны обязательно помнить об этом качестве материала.
Уровень теплопроводности полиэтилена очень низкий и находится на уровне 0,038-0,039 Вт/м*К. Соответственно, можно говорить о высоком уровне теплоизоляции.
Материал проявляет высокий уровень устойчивости по отношению к различным химическим веществам и компонентам. Кроме того, для него не представляет опасности биологически активная среда.
В процессе эксплуатации вспененного полиэтилена следует учитывать тот факт, что сам по себе материал способен поглощать звук. В связи с этим его часто используют для обустройства студий звукозаписи, клубов и других помещений, которые требуют обязательной шумоизоляции.
В состав ПЭ не входят какие-либо компоненты, которые могут нанести вред организму человека. Соответственно, материал можно использовать без опасения за здоровье и жизнь (как собственную, так и своих близких). Кроме того, даже в процессе горения материал не выделяет токсичных компонентов.
Важнейшей характеристикой полиэтилена, благодаря которой он пользуется популярностью и востребованностью у большого количества пользователей, является тот факт, что материал можно очень легко транспортировать. Также важную роль играет то, что вспененный полиэтилен можно легко монтировать.
ПЭ – это материал, который отличается высоким уровнем износостойкости. Соответственно, можно сделать вывод о том, что он прослужит вам длительный период времени. Если попытаться приблизительно оценить срок службы материала, то он составляет примерно 80-100 лет.
В процессе эксплуатации материала в обязательном порядке следует учитывать тот факт, что он разрушается от воздействия ультрафиолета. Соответственно, непосредственное использование материала должно осуществляться в защищенных условиях.
Большое разнообразие в отношении цвета, форм и типа оформления. Самыми популярными и востребованными являются прямоугольные листы в черном и белом цветах.
Толщина полиэтилена может быть различной. Этот показатель играет решающую роль при выборе материала. Так, в зависимости от ваших потребностей и предпочтений вы можете выбрать ПЭ толщиной в 10 мм, 50 мм, 1 мм или 20 мм.
Помимо функциональных характеристик ПЭ важно подробно изучить химические и физические качества ПЭ (так, например, важную роль играют такие свойства, как плотность, способность к поглощению влаги и т. д.). Среди отличительных химико-физических свойств материала можно выделить:
Что производят из него?
Из данного материала. Помимо применения его в строительстве, налажено промышленное производства ряда готовых изделий, самыми известными из которых являются трубки из вспененного полиэтилена, то есть уже готовые «шубы» для труб различных диаметров.
Так же, вспененный полиэтилен трубный, выпускается и в виде эластичных листов – они применяются при прокладке магистралей или каких-либо других систем с очень большими, либо же нестандартными диаметрами труб.
Кроме этого, производственным образом изготавливаются и так называемые жгуты из вспененного полиэтилена, которые применяются в качестве изоляторов внутри кондиционеров, систем контроля климата и в прочих подобных устройствах.
Среди строителей очень популярны маты из вспененного полиэтилена, то есть достаточно толстые, усиленные прямоугольные плиты, состоящие из нескольких слоев материала.
В бытовом применении такой продукт обычно не используется, но при профессиональном строительстве индивидуального жилья, к примеру, коттеджных поселков или небольших жилых комплексов, этот продукт очень востребован.
Разновидности
Вспененный полиэтилен – это материал, который продается в рулонах. При этом в процессе его приобретения следует быть максимально внимательным, так как существует несколько разновидностей ПЭ, которые отличаются по своим качественным свойствам, а также применяются для выполнения различных задач.
Несшитый
Рулонный вспененный несшитый полиэтилен производят по технологии так называемого «физического вспенивания». Такой способ изготовления позволяет сохранить изначальную структуру материала. Что касается прочностных характеристик ПЭ данного типа, то они являются относительно низкими, что обязательно следует учитывать в процессе приобретения и использования материала. В целом считается, что несшитый материал актуально использовать в тех случаях, когда на него не будет оказываться существенная механическая нагрузка.
Сшитый
Что касается сшитого вспененного ПЭ, то существует две разновидности такого материала: химически и физически сшитый. Рассмотрим характеристики этих типов более подробно.
Производство химически сшитого материала происходит пошагово. В первую очередь осуществляется процедура смешивания исходного сырья с особыми вспенивающими и сшивающими элементами. После этого происходит формирование исходной заготовки. Следующий шаг заключается в том, чтобы осуществить постепенный нагрев приготовленной массы в печи. Следует отметить, что процесс температурной обработки состава влияет на появление между полимерными нитями особых поперечных связей (этот процесс называется «сшивка», от него и пошло название материала). После этого происходит газообразование. Что касается непосредственных свойств материала, который получается благодаря применению данного метода, то следует отметить такие характеристики, как мелкопористая структура, матовая поверхность, высокие показатели прочности и устойчивости, упругость и т. д.
В отличие от материала, который был описан выше, для создания итогового продукта, который производится методом физического сшивания, не используют специальные добавки. Кроме того, в цикле производства отсутствует этап термообработки. Вместо этого приготовленная смесь обрабатывается потоком электронов, который и способствует процессу сшивки.
Также важно отметить тот факт, что, применяя данный метод, производитель имеет возможность контролировать характеристики материала и размер его ячеек.
Применение
Хотя монтажные работы с этим материалом и отличаются повышенной простотой, легкостью и для них совершенно не требуются какие-либо специальные навыки, ряд требований к этому процессу все же имеется:
При самостоятельном обертывании труб в «шубу» из полиэтиленового изоляционного слоя, так же нет ничего сложного. На готовых теплоизоляционных цилиндрах присутствует линия пробитых отверстий, которую часто принимают за перфорацию.
Однако, перфорация на материале нанесена в виде «проколов», а разделительная линия – в виде пунктира. По этому пунктиру «тело» цилиндра разрезается, после чего он надевается на трубу, а стык – склеивается.
Обязательным условием является чистота и сухость трубы при монтаже изолятора, не возбраняется обмазать утепляемую трубу клеем. Для труб из металла потребуется предварительно обработать их антикоррозийными составами и средствами против образования ржавчины.
Технология монтажа вспененным полиэтиленом
Любой изолирующий материал требует определенную специфику укладки. Имеет свои особенности и вспененный полиэтилен. После очистки поверхности, ППЭ наклеивают и закрепляют. Максимальный эффект достигается, если есть воздушное пространство между материалом и облицовкой. Для создания прослойки, между изомером и финишным покрытием устанавливают брусчатую обрешетку. Каркас оберегает поверхности от скопления влаги. Конденсат, образовывающийся при резких колебаниях температур, испаряется. При этом внешняя отделка остается неповрежденной.
Для утепления любых поверхностей не требуется скрупулезной подготовки. Необходимо лишь выровнять бугры, впадины, очистить от пыли, грязи и просушить.
Отражающий утеплитель
Для усиления паро- и теплоизоляционных свойств ППЭ и НПЭ, материал используют фольгу в качестве отражающего элемента с помощью термосварки, а в некоторых случаях накладывают полиэтиленовую пленку, дополнительно оберегая полимеры от повреждений.
Модификации защищенного фольгой материала
Теплоизоляция выполняет самые разные функции, а пригодиться она может в любом месте. Алюминиевая фольга отражает до 98% тепла, предотвращает его утечку. Материал применим для изоляции:
Кроме упомянутых объектов, покрытый алюминием материал превосходно защищает промышленное оборудование. Его характеризуют:
Материал безопасный, легко режется и устанавливается.
Монтаж стен с помощью фольгированного пенополиэтилена
Полимер легко разрезается. Его накладывают на ровную поверхность, используя для скрепления гвозди, скотч, и степлер, и наслаивают отражающей частью в направлении источника тепла.
Упаковка
Пенополиэтилен для упаковки производится, как правило, из несшитого ППЭ и поставляется в виде рулонов, готовых изделий или пакетов различных размеров.
Упаковочные изделия из ППЭ амортизируют удары, снижают вибрации, защищают от механических повреждений при транспортировке. Для повышения прочности и усиления теплозащитных свойств упаковочные материалы покрывают фольгой, крафтбумагой, капроном или полиэтиленовой пленкой.
Упаковка из ППЭ широко используется для транспортировки бытовой техники, электроприборов, посуды, мебели, обуви.
Рисунок 14. Упаковка из несшитого ППЭ.
Скорлупы для труб
Оболочки для трубразличных диаметров. Для удобства изоляции смонтированных труб выпускаются с разрезами вдоль скорлуп, или без разрезов. Неразрезанные скорлупы обеспечены перфорацией вдоль предполагаемых разрезов.
Рисунок 10. Скорлупы из вспененного полиэтилена.
Производятся с наружным диаметром от 6 до 114 миллиметров, толщиной скорлуп от 6 до 25 миллиметров.
Скорлупами изолируются трубопроводы отопления, холодного и горячего водоснабжения, вентиляции и кондиционирования.
Компенсационные маты
Изготавливаются путем склеивания листов пенополиэтилена под воздействием высоких температур. Поставляются в виде листов размерами 1000х2000 миллиметров, толщиной от десятидо ста миллиметров.
Рисунок 11. Маты из ППЭ.
Жгуты
Представляют собой цилиндрические уплотнители, диаметров от 6 до 120 миллиметров. Тонкие жгуты, диаметром до 12 миллиметров предназначены для устройства температурных швов в бетонных полах, жгуты от 12 до 20 миллиметров применяют для уплотнения зазоров между дверными и оконными коробками. Более толстыми жгутами заполняют стыки между панелями домов из сборного железобетона.
Рисунок 12. Жгуты из пенополиэтилена.
Подложка
Производится из сшитого вспененного полиэтилена и применяется в качестве промежуточной прокладки между бетонными стяжками и покрытием пола из ламината.
Поставляется в рулонах шириной до трех метров, толщиной полотна от двух до пяти миллиметров.
Рисунок 13. Подложка для пола из ППЭ.
Сравнительные характеристики
теплопроводности, Вт/(м•°С)
теплопоглощения, Вт/(м•°С)
шума, дБ, не менее
линейной деформации, МПа
при полном погружении 96 ч, %
Общий недостаток — при отсутствии огнегасящих добавок (антипирентов) обладают горючестью.
Общие положительные характеристики:
Однако технологии производства «сшитого» пенополиэтилена более сложны, поэтому он и обладает целым рядом преимуществ перед «несшитым»:
Тем не менее, у НПЭ есть неоспоримое преимущество — низкая цена, что зачастую приводит к большому соблазну продавцов искусственно завышать его характеристики, выдавая его за полноценный звукоизоляционный материал, применяемый в строительстве. Стоит заметить, что в наши дни можно встретить довольно оригинальное применение вспененного полиэтилена.
Вследствие того, что характеристики типов пенополиэтилена иногда очень существенно различаются, то целесообразнее будет рассмотреть их области применения отдельно.
Виды по способу производства
Для простоты объяснения пенополиэтилен по способу производства разделяют на «сшитый» и «несшитый», хотя применяемые технологии для каждого вида могут иметь отличия. Главное отличие между полученными материалами заключается в том, что при производстве молекулярная структура «несшитого» пенополиэтилена не меняется в отличие от «сшитого», хотя оба материала называются вспененными.
Каждый из полученных видов материала обладает рядом отличительных особенностей и, как следствие, немного разной областью применения. Под технологией «сшивки» подразумевается процесс образования поперечных связей звеньев молекул в трехмерную область с широкими ячейками.
Безопасность вспененного полиэтилена
Полиэтилен — один из самых стабильных соединений на планете. Из гранул полиэтилена, что идут на изготовление теплоизоляции, делают канистры и бутылки для воды, упаковку для пищевых продуктов, трубы водопровода.
На бытовом уровне, если использовать его в диапазоне рабочих температур, вспененный полиэтилен безвреден. Опасность ППЭ представляет при нагревании свыше 110-120 0С.
При горении он выделяет уксусную кислоту, формальдегид, оксид углерода.
Период распада материала около 200 лет. Это, с одной стороны, делает его одним из самых долговечных материалов (что хорошо). Но с другой стороны полиэтилен, как и пластик — настоящее бедствие для земной экологии, так как скапливается большое количество отходов вспененного полиэтилена.
Основные бренды на современном рынке
Производители отечественного вспененного полиэтилена: Тепофол, Вилатерм, Изолон, Energoflex (ROLS ISOMARKET), Thermaflex, Полифом, Пенофол, Порилекс.
Европейские и американские производители вспененного полиэтилена: DOW, Sealed Air, Pactiv, TROCELLEN, EPE Corporation Group, Alveo.
Каждый год в мире изготавливается до 185 тысяч тонн вспененного пенополиэтилена. Это немало. Несмотря на то, что этот рынок считается сравнительно молодым, темпы выпуска ППЭ уже обогнали в скорости производство пленки —крупнейшего сегмента полиэтилена ПВД. Ожидается, что рост потребления этого теплоизолятора будет расти и дальше за счет вытеснения более дорогих заменителей и применения вспененного полиэтилена в областях, где он ранее не использовался — в электротехнике, туристическом снаряжении и др.
Краткие итоги
Вспененный полиэтилен является одним из немногих полимеров, который в настоящее время нашел столь широкое применение в различных отраслях промышленности и быта. Его уникальные свойства позволяют использовать материал в различных амплуа – теплоизоляция и упаковка, элементы гашения вибрации и основа для ортопедической обуви. Список сфер применения пенополиэтилена постоянно растет и обновляется.