Пена для теплоизоляции: Клей-пена для теплоизоляции Styro 753 Tytan Professional, 750 мл купить в Екатеринбурге

Полиимидная пена обеспечивает более безопасную и легкую изоляцию

Технология NASA

Кислород, составляющий чуть более пятой части земной атмосферы, обладает высокой реакционной способностью и способен образовывать соединения почти со всеми другими элементами. Тепло облегчает эти реакции. Как только материал достаточно нагрет, чтобы соединиться с кислородом, эта реакция высвобождает больше тепла, часто вызывая цепную реакцию, которую трудно остановить или даже сдержать — пожар.

Чтобы избежать пожара, хитрость часто заключается в том, чтобы начинать с материалов, устойчивых к окислению даже при высоких температурах. Но в 1970-х годах авиационная промышленность обнаружила, что не существует достаточно огнеупорного материала, пригодного для использования в салонах самолетов. НАСА придумало решение, которое так и не попало в салон, но все еще может быть найдено в других частях большинства самолетов, летающих сегодня, и теперь имеет множество других применений.

Показания Конгресса в 1979 г. показали, что в период с 1969 по 1978 г. 419погибших в результате пожаров после аварии. Жертв почти наверняка можно было бы избежать, если бы у эвакуации было больше времени. И часто не огонь, а выделяемые им дым и ядовитые газы убивали пассажиров.

К тому времени промышленность нашла способы включения огнезащитных добавок в такие материалы, как пена, используемая в сиденьях самолетов, но затем было обнаружено, что, как только эти добавки становятся достаточно горячими, чтобы воспламениться, они производят большое количество дыма и выводят из строя ядовитые газы.

К концу 1960-х годов НАСА разработало несколько огнеупорных материалов для программ «Аполлон» и «Скайлэб» и рекомендовало их для общего пользования, но промышленность сочла их слишком хрупкими и слишком дорогими в производстве.

Итак, в середине 1970-х годов Федеральное авиационное управление и НАСА вместе с игроками отрасли начали совместную работу по повышению пожарной безопасности в авиации. В НАСА эти усилия были известны как проект по разработке огнестойких материалов (FIREMEN), и в них участвовал ряд полевых центров Агентства между 1976 и 1981.

Исследование материалов в рамках программы завершилось заключением контракта между Космическим центром Джонсона и компанией Solar Turbines International, подразделением International Harvester, основанным на предыдущей работе Solar Turbines, Boeing и других компаний, главным образом в Johnson and Исследовательский центр Эймса. Цели были амбициозными: взять тип полиимидной пены, определенный в более ранней работе, и оптимизировать его для амортизации сидений, стеновых панелей низкой плотности, высокопрочных панелей пола и тепло-/акустической изоляции; найти наилучший способ производства всех четырех продуктов; и сделать его экономически жизнеспособным — то, что действительно будет использовать промышленность.

Компания Solar Turbines работала над пенной изоляцией для систем солнечной энергии с конца 1960-х годов, и ее недавняя работа с Джонсоном определила, что этот конкретный тип полиимидной пены не только выдерживает высокие температуры, но и практически не производит дыма или пламени, когда он наконец начал обуглить. Конечная цель НАСА состояла в том, чтобы увеличить время выхода из горящего фюзеляжа примерно с двух с половиной минут до пяти минут.

Тщательно задокументированная работа, длившаяся более двух лет, по окончательному контракту была исчерпывающей. Исследователи пробовали различные ингредиенты, соотношения, наполнители и добавки в рецептуре исходного порошка, а также различные процессы превращения порошков в пены и массового производства пен в четыре конечных продукта. Повсюду тестировались различные временные параметры, температуры и бесчисленное множество других переменных.

Конечные продукты были оценены на устойчивость к интенсивному износу, сухому теплу, влажности и огню, а также тепло- и звукоизоляционные свойства.

Передача технологии

В результате были получены не совсем конечные продукты, но рецептуры материалов, методы обработки и изготовления были достаточно усовершенствованы, чтобы промышленность могла их взять на себя. Исследователи определили, например, молекулярные отношения в основных смолах, которые обеспечивают наилучшие механические свойства, что распылительная сушка лучше всего подходит для производства порошков-предшественников, и как отрегулировать этот процесс для достижения различных свойств. Они узнали, что проводящие наполнители в сочетании с мощной микроволновой печью позволяют вспенивать и затвердевать за один этап, а включение и выключение микроволн дает более однородную пену. Они обнаружили, что добавление керамических волокон к предшественникам порошка значительно улучшает огнестойкость. Все эти формулы и процессы были оптимизированы для каждого конечного продукта.

НАСА отказалось от своих патентов на материалы, чтобы позволить Harvester International производить их на коммерческой основе, и в январе 1982 года компания объявила о полномасштабном производстве огнестойких пен SOLIMIDE на предприятии площадью 25 000 квадратных футов в Иллинойсе. В течение двух лет компания под названием Imi-Tech приобрела производство, и несколько производителей самолетов использовали продукты SOLIMIDE, в основном в качестве легкого, огнеупорного теплового и акустического изолятора в фюзеляжах (Spinoff 1984). Военно-морской флот финансировал разработку несколько иной версии пены для использования на кораблях.

В 1988 году компания Imi-Tech переехала в Магнолию, штат Арканзас, удвоив размер своего производственного предприятия SOLIMIDE — завода, на котором SOLIMIDE производится до сих пор.

Десять лет спустя этот материал заменил изоляцию из стекловолокна в фюзеляжах многих коммерческих авиалайнеров, а также использовался в космических кораблях, спутниках, промышленных криогенных установках, кораблях и подводных лодках ВМФ (Spinoff 1998).

Преимущества

SOLIMIDE еще не применялся для производства сидений и панелей салона, но теперь его можно найти где-то в 90 процентов коммерческих авиалайнеров в западном мире. Почти каждый корабль ВМС США использует его для тепло- и звукоизоляции.

В 2014 году Boyd Corporation, глобальная компания, специализирующаяся на решениях для герметизации, теплоснабжения и защиты, приобрела завод SOLIMIDE в Магнолии. Boyd уже много лет является основным потребителем материала для коммерческой аэрокосмической промышленности, говорит Ричард Монтгомери, инженер по эксплуатации Boyd, отмечая, что завод является единственным в мире, который производит большое количество полиимидной пены. «Это уникальная пена, поскольку она легкая, негорючая и является отличным изолятором», — говорит он.

Все эти качества, в дополнение к долговечности, звукоизоляции и простоте обращения, сделали его популярной альтернативой стекловолокну для изоляции фюзеляжей коммерческих, частных и военных самолетов, где он экономит сотни фунтов на каждом самолете, переводя к повышению топливной экономичности и безопасности. Производители планеров также обычно используют SOLIMIDE для изоляции воздуховодов и электроники в самолетах. Военно-морской флот определил этот материал в качестве тепло- и звукоизоляции в приложениях, где вес является критическим фактором.

«Этот материал соответствует сегодняшним промышленным и дизайнерским инициативам, и продажи продолжают расти по мере того, как находят новые применения», — говорит Митч Вейренга, менеджер по маркетингу Boyd.

Он нетоксичен и безвреден для окружающей среды, а некоторые версии получили сертификат Greenguard от Underwriters Laboratories, что означает низкий уровень химических выбросов, и поддерживает отраслевые инициативы по минимизации углеродного следа производства и обращению с товарами в конце их срока службы, Wierenga. говорит. Он также не поддерживает рост микробов, что делает его идеальным для медицинских применений в средах, где существует риск образования конденсата.

SOLIMIDE теперь выпускается в семи вариантах, в зависимости от температуры и других экологических требований конечных пользователей.

Для производителей космических аппаратов, включая НАСА, важными становятся еще два качества SOLIMIDE: он не выделяет никаких химических веществ, которые при отсутствии конвекции могут скапливаться внутри и вокруг космического корабля. И он имеет огромный диапазон температур, оставаясь гибким и упругим при температурах от -300 ° F до 575 ° F и практически не расширяясь и не сжимаясь при перепадах температуры. «Большинство вещей, если окунуть их в жидкий азот и бросить на пол, взорвутся», — говорит Монтгомери. «Не СОЛИМИД».

Другие области применения включают системы наведения ракет, железнодорожные вагоны, медицинские устройства, системы солнечной энергии, климат-контроль в помещениях, электронику, а также криогенные трубопроводы и хранилища.

Тот факт, что SOLIMIDE не содержит волокон или токсинов, также сделал его привлекательным, например, в Европе предпринимаются усилия по удалению волокнистой изоляции из приборов, систем отопления и вентиляции, говорит Джеймс Уильямс, менеджер завода в Магнолии. Крошечные волокна можно вдохнуть или попасть под кожу. Именно поэтому производитель отопительных приборов для больниц стал нашим клиентом. А те, кто работает с ним напрямую, ценят простоту использования SOLIMIDE. «Установщики, которые работают с этим материалом, очень любят его по ряду причин, самая главная из которых заключается в том, что им не нужно надевать защитное снаряжение», — говорит Уильямс. «Это помогает с точки зрения маркетинга».

По оценкам Уильямса, SOLIMIDE поддерживает около 100 рабочих мест в Бойде — 40 на заводе, которым он управляет, и еще 60 тех, кто работает с ним на заводе Бойда в Портленде.

В 2016 году Boyd выпустила на рынок «уплотненную» версию материала, которая обеспечивает те же изоляционные качества при вдвое меньшем объеме, что позволяет использовать ее для небольших помещений. Одним из применений этого более плотного и твердого материала являются криогенные системы производства азота во всех больших самолетах. Когда топливо израсходовано, эти системы заменяют его в баках негорючим газообразным азотом, предотвращая возгорание.