Пенопласт теплопроводность: Страница не найдена – Uteplix.com

Содержание

Теплопроводность пенопласта 100 мм

На чтение 10 мин Просмотров 170 Опубликовано

Пенопласт имеет следующие преимущества перед другими утеплительными материалами: экологичность, лёгкость, гигроскопичность, невысокая стоимость. Однако, главное достоинство — низкая теплопроводность пенопласта, которая делает его одним из наиболее распространенных теплоизолирующих материалов.

Общее описание

Пенопласт представляет собой плиты различной толщины, состоящие из вспененного материала – полимера. Теплопроводность пенопласта обеспечивается воздухом, из которого он состоит на 95-98%, т.е. газа, который не пропускает тепло.

Так как пенопласт в своей основе состоит из воздуха, то он имеет крайне низкую плотность, и, соответственно, малый удельный вес. Также пенопласт обладает очень хорошей звукоизоляцией (тонкие перегородки ячеек, заполненные воздухом – очень плохой проводник звуков).

В зависимости от исходного сырья (полимера) и процессов изготовления, можно производить пенопласт разной плотности, устойчивости к воздействию механических факторов, устойчивости к иным видам воздействия. В связи с вышеперечисленным, обусловливается выбор определенного вида пенопласта и его применение.

Характеристики теплопроводности пенопласта

Для того чтобы рассмотреть такую характеристику, как теплопроводность пенопласта, разберемся для начала, что из себя представляет в принципе теплопроводность материалов. Теплопроводностью называют количественную характеристику способности тела проводить тепло.

Это количество тепловой энергии (Ватт), которое любой материал способен провести через себя (метр), при определенной температуре (С) за определенное время. Обозначается — λ и выражается Вт/м•С.

Определим оптимальные размеры данного утеплителя исходя из его теплопроводных характеристик. На рынке стройматериалов большое множество различных утеплителей. Пенопласт, как мы уже знаем, обладает теплопроводностью очень низкой, но эта величина зависит от марки материала.

Например, пенопласт марки ПСБ-С 50 имеет плотность 50 кг/м3. Таким образом, его теплопроводность составляет 0,041 Вт/м•С (данные указаны при 20-30 С). Для пенопласта марки ПСБ-С 25 значение будет 0,041 Вт/м•С, а марки ПСБ-С 35 – 0,038 Вт/м•С. Приведенные величины коэффициентов теплопроводности указаны для пенопласта одинаковой толщины.

Наиболее заметна теплопроводность пенопласта при сопоставлении значений с другими теплоизоляционными материалами. К примеру, лист пенопласта 30-40 мм аналогичен объёму минваты в несколько раз большей, а толщина листа 150 мм заменяет 185 мм пенополистирола. Конечно, есть материалы, у которых коэффициент ниже. К таким относится и пеноплекс. 30 мм пеноплекса смогут заменить 40 мм пенопласта, при аналогичных условиях.

Какие листы выбрать?

Чтобы добиться наиболее эффективной теплоизоляции стены, необходимо правильно рассчитать толщину используемого утеплителя. Для примера рассчитаем, какой толщины нужен утеплитель для стены толщиной в один кирпич.

Сначала необходимо узнать общее теплосопротивление. Это постоянное значение, зависящее от климатических условий в определенной области страны. На юге России она составляет 2,8 кВт/м2, для полосы умеренного климата — 4,2 кВт/м2. Затем найдем теплосопротивление кирпичной кладки: R = p/k, где p – толщина стены, а k – коэффициент, указывающий, насколько сильно стена проводит тепло.

Имея начальные данные, мы можем узнать, какое теплосопротивление утеплителя необходимо использовать, применив формулу p=R*k. где R — общее теплосопротивление, а k — значение теплопроводности утеплителя.

Возьмем для примера пенопласт марки ПСБ-С 35, имеющий плотность 35 кг/м3 для стены, толщиной в один кирпич (0,25 м) в регионе средней полосы России. Общее теплосопротивление имеет значение 4,2 кВт/м2.

Для начала необходимо узнать теплосопротивление нашей стены (R1). Коэффициент для силикатного пустотного кирпича составляет 0,76 Вт/м•С (k1), толщина – 0,25 м (p1). Находим теплосопротивление:

R1 = p1 / k1 = 0,25 / 0,76 = 0,32 (кВт/м2).

Теперь находим теплосопротивление для утеплителя (R2):

R2 = R – R1 = 4.2 – 0,32 = 3,88 (кВт/м2)

Значение теплосопротивления пенопласта ПСБ-С 35 (k2) равен 0,038 Вт/м•С. Находим требуемую толщину пенопласта (p2):

p2 = R2*k2 = 3.88*0.038 = 0.15 м.

Вывод: при заданных условиях нам необходим пенопласт ПСБ-С 35 15 см.

Аналогичным способом можно сделать расчеты для любого материала, используемого в качестве утеплителя. Коэффициенты теплопроводности разных строительных материалов можно найти в специальной литературе или в сети Интернет.

Немного об утеплении. Рассмотрим теплопроводность пенопласта 50 мм в сравнении. Таблицу целиком приводить не будем, озвучим лишь некоторые основные моменты.

Почему теплопроводность пенопласта целесообразно рассматривать именно в сравнении с другими видами теплоизоляторов? И почему для анализа выбрано изделие толщиной 50 мм?

На второй вопрос ответ прост. Листы этой толщины пользуются наибольшей популярностью в малоэтажном строительстве. Причем идет продукт на утепление как внутренних, так и наружных стен. Следует сказать, что такие листы помимо выполнения своей основной функции по теплозащите еще и великолепно снижают передачу нежелательных шумов.

А при чем тут сравнение с остальными видами утеплителя? Оно наглядно показывает, что пенопласт 50 мм значительно превосходит остальных конкурентов.

Происходит это из-за того, что данный материал практически весь состоит из воздуха. А воздух, как известно, обладает чрезвычайно низкой теплопроводностью, порядка 0,027Вт/мК.

Средние же значения этой величины для пенопласта колеблются в пределах 0,037Вт/мК-0,043Вт/мК. Если изобразить сравнение теплоизолирующих материалов в графическом виде, картинка будет выглядеть примерно вот так.

Наш продукт явно вне конкуренции.

Но какова теплопроводность пенопласта 50 мм в сравнении с остальными утеплителями в цифровом выражении? В табличном виде?

Ведь именно такой формат наиболее нагляден?

Если расставить приоритеты по коэффициенту теплопередачи, таблица будет смотреться так.

Но все это, так сказать, теория. В которую вдаваться обычному застройщику неинтересно. Его интересуют практические значения теплопроводности пенопласта (допустим, толщиной 50) в сравнении с другими изоляторами. Озвучиваем несколько цифр.

  • Лист пенопласта 50 мм (по СНиП РФ) по теплоизолирующим свойствам равнозначен кирпичной кладке толщиной 850 мм.
  • Такой же лист будет эквивалентен вдвое большему объему минеральной ваты.
  • Плита пенопласта 100 мм эквивалентна слою 123 мм вспененного пенополистирола.

Можно, конечно, еще порыться в таблицах и справочниках, произвести сравнение, сделать выводы. Но мы одним предложением выразим суть вопроса.

Если для сохранения определенного значения величины энергосбережения потребен слой дерева 45 см или кирпича 201 см, то пенопласта — всего лишь 12 см, благодаря его низкой теплопроводности.

Эффективность – первое, что мы ищем, выбирая утеплитель. Разнообразные материалы изначально оцениваются именно по этому критерию, и только потом в дело вступают другие характеристики, особенность монтажа и стоимость. Сегодня мы рассмотрим теплопроводность пенопласта как самого доступного по цене и потому востребованного, а также сравним его с иными видами изоляции.

Теплопроводность – величина, обозначающая количество тепла (энергии), проходящего за час сквозь 1 м любого тела при определенной разнице температур с одной и другой его стороны. Она измеряется и рассчитывается для нескольких исходных условий эксплуатации:

  • При 25±5 °С – это стандартный показатель, закрепленный в ГОСТах и СНиП.
  • «А» – так обозначается сухой и нормальный режим влажности в помещениях.
  • «Б» – в эту категорию относят все прочие условия.

Собственно теплопроводность гранул пенопласта, спрессованных в легкую плиту, не так важна сама по себе, как в связке с толщиной утеплителя. Ведь основная цель – добиться оптимального уровня сопротивления всех слоев стены в соответствии с требованиями для конкретного региона. Для получения первоначальных цифр достаточно будет воспользоваться самой простой формулой: R = p÷k.

  • Сопротивление теплопередаче R можно найти в специальных таблицах СНиП 23-02-2003, к примеру, для Москвы принимают 3,16 м·°С/Вт. И если основная стена по своим характеристикам недотягивает до этого значения, разницу должен перекрыть именно утеплитель (минвата или тот же пенопласт).
  • Показатель р – обозначает искомую толщину изолирующего слоя, выраженную в метрах.
  • Коэффициент k – как раз и дает представление о проводимости тел, на которую мы ориентируемся при выборе.

Теплопроводность самого материала проверяют с помощью нагрева одной стороны листа и измерения количества энергии, переданной методом кондукции на противоположную поверхность в единицу времени.

Показатели для разных марок пенополистирола

Из приведенной упрощенной формулы можно заключить, что чем тоньше лист утеплителя, тем меньшей эффективностью он обладает. Но кроме обычных геометрических параметров на конечный результат оказывает влияние и плотность пенопласта, хоть и незначительно – всего в пределах 1-5 тысячных долей. Для сравнения возьмем две близкие по марке плиты:

  • ПСБ-С 25 проводит 0,039 Вт/м·°С.
  • ПСБ-С 35 при большей плотности – 0,037 Вт/м·°С.

А вот с изменением толщины разница становится куда более заметной. К примеру, у самых тонких листов в 40 мм при плотности 25 кг/м 3 показатель теплопроводности может составлять 0,136 Вт/м·°С, а 100 мм того же пенополистирола пропускают всего 0,035 Вт/м·°С.

Зависимость нелинейная, что связано с особенностью кондуктивной передачи. Но поскольку коэффициент высчитывается в единицу времени, а плотность материала остается неизменной, разница температур с внешней поверхностью при «продвижении» энергии сквозь плиту становится все меньше. И если толщина пенополистирола оказывается значительной, тепло просто не успевает передаться обратной стороне, что, в общем-то, и требуется от хорошей изоляции.

Сравнение с другими материалами

Средняя теплопроводность ПСБ лежит в пределах 0,037-0,043 Вт/м·°С, на него и будем ориентироваться. Здесь пенопласт в сравнении с минватой из базальтовых волокон, кажется, выигрывает незначительно – у нее примерно те же показатели. Правда, при вдвое большей толщине (95-100 мм против 50 мм у полистирола). Также принято сопоставлять проводимость утеплителей с различными стройматериалами, необходимыми для возведения стен. Хотя это и не слишком корректно, но весьма наглядно:

1. Красный керамический кирпич имеет коэффициент теплопередачи 0,7 Вт/м·°С (в 16-19 раз больше, чем у пенопласта). Проще говоря, чтобы заменить 50 мм утеплителя понадобится кладка толщиной около 80-85 см. Силикатного и вовсе нужно не меньше метра.

2. Массив дерева в сравнении с кирпичом в этом плане получше – здесь всего 0,12 Вт/м·°С, то есть втрое выше, чем у пенополистирола. В зависимости от качества леса и способа возведения стен, эквивалентом ПСБ толщиной 5 см может стать сруб шириной до 23 см.

Куда логичнее сравнивать стиролы не с минватой, кирпичом или деревом, а рассматривать более близкие материалы – пенопласт и Пеноплекс. Оба они относятся к вспененным полистиролам и даже изготавливаются из одних и тех же гранул. Вот только разница в технологии их «склеивания» дает неожиданные результаты. Причина в том, что шарики стирола для производства Пеноплекса с введением порообразователей одновременно обрабатываются давлением и высокой температурой. В итоге пластичная масса приобретает большую однородность и прочность, а пузырьки воздуха равномерно распределяются в теле плиты. Пенопласт же просто обдается паром в форме, как поп-корн, поэтому связи между вспученными гранулами оказываются слабее.

Как следствие, теплопроводность Пеноплекса – экструдированного «родственника» ПСБ – тоже заметно улучшается. Она соответствует показателям 0,028-0,034 Вт/м·°С, то есть 30 мм хватит, чтобы заменить 40 мм пенопласта. Однако сложность производства увеличивает и стоимость ЭППС, так что на экономию рассчитывать не стоит. Кстати, здесь есть один любопытный нюанс: обычно экструдированный пенополистирол немного теряет в эффективности при увеличении плотности. Но при введении в состав Пеноплекса графита эта зависимость практически исчезает.

Впрочем, если вопрос высокой прочности на повестке дня не стоит, и вам нужен просто хороший утеплитель, проще и дешевле действительно купить пенопласт. В сравнении с такими материалами, как минвата, дерево и керамический кирпич, он безусловно хорош. Главное – не использовать его на пожароопасных объектах и всегда стараться выполнять теплоизоляцию снаружи зданий.

Цены на листы пенопласта 1000х1000 мм (рубли):

Теплопроводность пенопласта – технические характеристики материала + Видео

Пенополистирол сегодня производится сотнями предприятий в огромных объемах – 60 % материала потребляет строительная отрасль, а остальное используется для потребительских нужд, например, для создания уплотнителей при перевозке мебели или бытовой техники. Свойства пенопласта хорошо изучены – ознакомимся с ними поближе.

Основные тепловые и технические характеристики пенопласта

В качестве главных технических характеристик пенопласта следует выделить три:

  • теплопроводность материала;
  • водонепроницаемость;
  • устойчивость к химическим реакциям и бактериологическому воздействию.

Немногие догадываются, что пенопласт – это фактически воздух в застывшем состоянии. Исходного сырья – полимеризованного стирола – в плитах не более 2 %. Весь остальной объем занимает именно воздух, застывший в миллиардах крошечных ячеек, образованных вспененным стиролом. Именно воздух и обуславливает высочайшие тепловые и теплосберегающие свойства материала – теплопроводность воздуха одна из самых низких в природе и составляет всего 0,027 Вт/мК. Коэффициент теплопроводности гранул пенопласта немногим больше и равен 0,037 Вт/мК.

Для сравнения – всего 12 см толщины пенопласта по своим теплосберегающим свойствам способны заменить двухметровую кирпичную стену, полуметровую деревянную стену и железобетонную конструкцию, которая в толщине достигает свыше 4-х метров! В европейских странах в рамках экономии энергоносителей пенопласт нашел широчайшее применение в качестве утеплителя. Этим материалом можно утеплять не только стены, но и пол и потолок, его легко клеить на любые, в том числе и металлические поверхности. Ниже мы обсудим такой параметр, как теплоемкость, и узнаем, действительно ли он так важен в строительстве.

Важно понимать, что сам по себе пенопласт не сделает ваш дом теплее – он не нагревает помещение, его характеристики направлены строго на сохранение тепла. Благодаря ему вы перестанете отапливать улицу – дом без теплоизоляции отдает в атмосферу до 60 % тепла. Утепленный дом значительно легче обогреть, коэффициент экономии энергоресурсов повышается в разы.

Многие учитывают и такой показатель, как удельная теплоемкость гранул пенопласта, который равен 1,65 кДж/(кг*°К). Теплоемкость – это понятие редко упоминается при строительстве зданий и их утеплении. Обозначает оно скорость нагрева материала до определенной температуры и скорость его остывания. У кирпича теплоемкость в два раза меньше – он быстрее нагревается и быстрее стынет. Так что теплоемкость утеплителя также не подкачала.

Вторая важная характеристика материала – водонепроницаемость. Пенополистирол совершенно не гигроскопичен – сами гранулы стирола не впитывают влагу, не разбухают при контакте и не растворяются. Однако вода может проникнуть между гранулами, но ее количество даже при постоянном контакте будет не более 3 % от весового объема плиты. Впрочем, влага не задерживается на поверхности плит и испаряется при первом же повышении температуры. Важно то, что в процессе сам материал не теряет своих качеств и размеров. Пар, как и вода, также легко проникает сквозь пенопласт, разрушая все мифы о якобы его паронепроницаемости. Во всех марках этого утеплителя коэффициент паропроницаемости равен 0,05 мг/(м.ч. Па).

Устойчивость к химическим реакциям и бактериологическому воздействию – вспененный полистирол не является пищей для бактерий, не создает благоприятную среду для развития колоний грибков или водорослей и не потребляется в пищу животными. Существует мнение, что пенопласт любят грызуны – они якобы прогрызают в нем норы и живут в них. Но стоит заметить, что грызуны способны прогрызть и кирпичные стены, если за ними есть пища. Появились в доме мыши или крысы – ищите рядом свалку мусора, а не вините пенопласт.

Пенополистирол устойчив к воздействию щелочей, отбеливающих веществ, солевых растворов и даже неконцентрированных кислот, которые входят в ряд строительных материалов. Пенопласт можно без опаски штукатурить или красить, а также мыть мыльными растворами.

Второстепенные свойства пенопласта – используем с умом

Пенополистирол, помимо низкой теплопроводности, обладает еще одним замечательным качеством, которое широко используется в бытовом строительстве. Коэффициент звукопоглощения материала достигает от 0,18 до 0,58 при разных частотах звуковых колебаний. Поскольку пенопласт – это пористый материал с миллиардами ячеек, заполненных воздухом, звуковые волны, проходя сквозь этот материал, рассеиваются и теряют свою силу. Фактически звуковая энергия преобразовывается в тепловую.

Для обеспечения звукоизоляции достаточно слоя материала толщиной всего в несколько сантиметров. Так что утепляя квартиру изнутри, вы защищаете свой дом от соседского шума. Однако стоит помнить, что наиболее оптимальная звукоизоляция достигается только путем применения нескольких материалов с разными свойствами. Прочность – еще одна характеристика, о которой стоит упомянуть.

Материал неустойчив к точечным механическим повреждениям, однако имеет достаточно высокую прочность на изгиб и сжатие. Именно благодаря этому качеству возможно использование материала в процессе утепления пола.

Пенопласт – материал весьма долговечный при определенных условиях. Обеспечить их достаточно просто – нужно лишь изолировать пенополистирол от воздействия прямых солнечных лучей. Именно ультрафиолет способен ускорить процесс разложения гранул. Поэтому материал при наружном утеплении следует в обязательном порядке покрывать слоем защитной штукатурки.

Предел температур для пенополистирола в нижней границе составляет -1800 °С, а в верхней +800 °С. Пенопласт может также выдержать непродолжительное влияние (несколько минут) +950 °С. Синтетическое происхождение материала делает его неуязвимым для процессов гниения. Как утверждают многие производители, при обеспечении оптимальных условий пенополистирол может прослужить от 25 до 50 лет.

Пожароустойчивость – существует миф, что пенопласт является горючим материалом. При этом авторы этого мифа (в основном – производители конкурирующих утеплителей) забывают сказать, что температура самовоспламенения у пенополистирола достигает +4910 °С, что практически в два раза выше, чем у древесины. Более того, пенопласт не поддерживает горения и при отсутствии иного источника огня затухает в течение нескольких секунд – оплавленные слои попросту не дают более глубоким гореть. Если же вы действительно переживаете о пожаробезопасности вашего дома, то советуем в таком случае приобретать плиты, содержащие антипирены.

Опасен ли пенопласт – мифы и правда

Противники пенопласта заявляют – этот материал очень вреден, ведь в его основе находится стирол, продукт нефтепереработки, который является сильнейшим токсичным ядом. Кроме того, при его горении выделяются кислоты, которые также способны навредить нашему здоровью. Давайте подумаем – получается, дым от горения древесины абсолютно безопасен и им можно дышать? Нет, конечно же – продукт горения любого материала в той или иной степени опасен для нашего здоровья. Вот только пенопласт горит лишь при наличии источника огня и способен самозатухать, чего о древесине не скажешь.

Второй момент – количество стирола в изделиях. Современные производители научились снижать его содержания вплоть до 0,01 %. В среднем на рынке качественных материалов этот показатель не превышает 0,2 %. Учитывая то, что слой утепления из пенопласта прячется под штукатуркой или шпаклевкой, фактор выделения в воздух вредных веществ снижается в десятки раз. Навредить здоровью пенопласт может разве что в тех случаях, когда вы будете есть его на завтрак, обед и ужин. Но учитывая его несъедобность, и этот момент исключен. Факт безопасности пенополистирола доказывает и его всеобщее признание в странах Европы и на Западе, где очень высокие требования к безопасности материалов.

Оцените статью: Поделитесь с друзьями!

Коэффициент теплопроводности пенопласта 100 мм

Одна из самых важных характеристик при выборе любого утеплителя – теплопроводность. Ее коэффициент показывает, сколько тепла проходит через материал (пенопласт, Penoplex, кирпич, минвату) за определенное время. Чем дольше длится процесс такого теплообмена, тем ниже будет его значение и, соответственно, тем больше тепла останется внутри помещения.

Существует несколько факторов, которые значительно влияют на ее величину:

Благодаря наличию пор в материале, как, например, в пенопласте и Пеноплексе, они имеют низкую теплопередачу. Внутри гранул нет ничего, кроме воздуха, а он имеет самую малую величину коэффициента – 0,022 Вт/м·К. Закрытые и маленького размера поры также затрудняют передачу тепловой энергии, а если они открытые и соединены между собой, то появляется конвекция, из-за которой повышается теплопроводность.

Чем плотнее материал, тем быстрее он пропускает тепло, как, например, металл или графит. Для сравнения, плотность пенопласта составляет 18 кг/м3, а у сплошного силикатного кирпича – около 1800 кг/м3, следовательно, у первого теплопередача будет очень низкая, а у второго – весьма высокая. Ко всему этому немаловажное значение имеет способность утеплителя поглощать воду, так как при попадании влаги внутрь она вытесняет сухой воздух, тем самым повышая передачу тепловой энергии.

Таблица с величинами коэффициентов теплопроводности:

Значение величины теплопроводности гранул пенопласта в зависимости от толщины:

Пенопласт получается в результате вспенивания полистирола, благодаря чему появляются наполненные газом поры, а Пеноплекс – экструдированный пенополистирол, произведенный методом экструзии, поэтому его гранулы имеют меньший размер. К тому же из-за равномерного и упорядоченного расположения ячеек в экструзионном, он является более прочным утеплителем, что позволяет ему сильнее изгибаться и меньше продавливаться под нагрузкой. Оба материала имеют наивысшие степени пожароопасности, поэтому обязательно следует учитывать это во время монтажа.

Сравнительная таблица Пеноплекса и пенополистирола:

По величине теплопроводности пенопласт проигрывает Пеноплексу, и по другим показателям также. Но даже если утеплять дом обычным вспененным полистиролом, то теплопотери могут сократиться практически на 40%. Главное – провести все работы по монтажу согласно всем требования производителя, в том числе не допустить попадания влаги между стеной и теплоизоляцией и ограничить доступ для грызунов.

По всем свойствам пенопласт и в сравнении с минватой весьма различается:

По коэффициенту теплопередачи пенопласт имеет наилучшее значение, но по паропроницаемости показатель у минваты намного лучше, в итоге ее свободно можно использовать внутри жилых помещений, к тому же она огнеустойчива, в отличие от вспененного полистирола. Также благодаря производству из минерального сырья она не выделяет во время горения опасных веществ, и, разлагаясь, не загрязняет окружающую среду. Но минвата по сравнению со вспененным полистиролом имеет намного больший вес, поэтому для ее монтажа, особенно на стены, требуется крепкая конструкция.

Таблица цен, по которым можно купить пенопласт:

Выбирая утеплитель, следует помнить, что чем выше коэффициент теплопередачи, тем большее количество слоев придется монтировать. Так, например, базальтовая минвата толщиной в 100 мм имеет практически такую же проводимость тепла – 0,042 Вт/м·К, как у пенополистирола размером 50 мм – 0,046 Вт/м·К, а теплопроводность Пеноплекса с 50 мм и 100 мм – 0,03 Вт/м·К. Каждый из них имеет свои плюсы и минусы, так минеральную вату рекомендуется использовать там, где требуется повышенная паропроницаемость и устойчивость к большим температурам, стекловату следует применять для гаражей или любых других мест, где высока вероятность возгорания.

Основной характеристикой, благодаря которой пенополистирол получил широкое признание в качестве материала для утепления №1, является сверхнизкая теплопроводность пенопласта. Относительно небольшая прочность материала с лихвой компенсируется такими преимуществами, как стойкость к воздействию большинства агрессивных соединений, небольшой вес, нетоксичность и безопасность при работе. Хорошие теплоизолирующие свойства пенопласта дают возможность обустроить утепление дома по относительно небольшой цене, при этом долговечность такого утепления рассчитана на срок не менее 25 лет службы.

Способность материала к теплопередаче, проводить или задерживать тепловые потоки принято оценивать коэффициентом теплопроводности. Если посмотреть на его размерность – Вт/м∙С о , то становится понятным, что это величина удельная, то есть определенная для следующих условий:

Согласно упрощенной методике, при расчетах термического сопротивления слоя пенопластового утеплителя нужно умножить толщину материала на коэффициент теплопроводности, затем умножить или разделить на несколько коэффициентов, используемых для того, чтобы учесть реальные условия работы теплоизоляции. Например, сильное обводнение материала, или наличие мостиков холода, или способ монтажа на стены здания.

Насколько теплопроводность пенопласта отличается от других материалов, можно увидеть в приведенной ниже сравнительной таблице.

На самом деле не все так просто. Для определения значения теплопроводности можно составить своими руками или использовать готовую программу для расчета параметров утепления. Для небольшого объекта обычно так и поступают. Частник или самозастройщик может вообще не интересоваться теплопроводностью стен, а уложить утепление из пенопластового материала с запасом в 50 мм, что будет вполне достаточно для самых суровых зим.

Большие строительные компании, выполняющие утепление стен на площади десятков тысяч квадратов, предпочитают поступать более прагматично. Выполненный расчет толщины утепления используется для составления сметы, а реальные значения теплопроводности получают на натурном объекте. Для этого наклеивают на участок стены несколько различных по толщине листов пенопласта и измеряют реальное термосопротивление утеплителя. В результате удается рассчитать оптимальную толщину пенопласта с точностью до нескольких миллиметров, вместо приблизительных 100 мм утеплителя можно уложить точное значение 80 мм и сэкономить немалую сумму средств.

Насколько выгодно использование пенопласта в сравнении с типовыми материалами, можно оценить из приведенной ниже диаграммы.

Величина теплопроводности пенопласта, как и любого другого материала, зависит от трех основных составляющих:

уровня влажности среды, в которой используется утеплитель.

Как видно из схемы, при низких температурах воздуха градиент по толщине стенки линейно меняется от отрицательных значений на наружной поверхности облицовки до +20 о С внутри помещения. Необходимо так подобрать теплопроводность и толщину материала, чтобы точка росы или, другими словами, температура, при которой начинают конденсироваться пары воды, находилась внутри массива пенопласта.

Влияние плотности и влажности окружающей среды

Несмотря на все заверения производителей, пенопласт способен поглощать и проводить водяные пары, для сравнения, величина паропроницаемости для пенопластового листа всего лишь на 20% ниже проницаемости древесины. Естественно, наличие водяных паров в толще пенопласта существенным образом влияет на его теплопроводность. Найти зависимость в справочниках практически невозможно, поэтому при расчетах делают эмпирическую поправку на теплопроводность, исходя из толщины теплоизоляции.

Пенопласт способен поглощать в поверхностных слоях до 3% воды. Глубина поглощения составляет 2 мм, поэтому при определении теплопроводности материала эти миллиметры выбрасывают из эффективной толщины теплоизоляции. Поэтому лист пенопласта толщиной в 10 мм будет в сравнении с листом в 50 мм иметь теплопроводность не в 5 раз больше, а в 7 крат. При значительной толщине пенопласта, более 80 мм, теплосопротивление увеличивается значительно быстрее, чем его толщина.

Вторым фактором, влияющим на теплопроводность, является плотность материала. При одинаковой толщине материал разных марок может иметь плотность в два раза больше. Принято считать, что 98% структуры утеплителя составляет высушенный воздух. С увеличением вдвое количества полистирола в плите, естественно, теплопроводность также увеличивается, примерно на 3%.

Но дело даже не в количестве полистирола, меняется размер шариков и ячеек, из которых состоит пенопласт, образуются локальные участки с очень высокой теплопроводностью, или мостики холода. Особенно это касается трещин и стыков, любых зон деформации и установки креплений. Поэтому при установке зонтичных дюбелей количество креплений рекомендуют ограничивать 3 точками.

Влияние химического состава на теплопроводность

Мало кто обращает внимание на особые свойства пенопласта. Сегодня наиболее серьезной проблемой пенопласта считается его способность к воспламенению и выделению токсичных продуктов сгорания. СНиП и ГОСТ требуют, чтобы пенопласт, используемый для утепления жилых зданий, имел время самозатухания не более 4 с. Для этого используются соли ряда цветных металлов, таких как хром, никель, железо, включение в состав веществ, выделяющих углекислый газ при нагревании.

В результате на практике пенопласт с индексом « С » — самозатухающий имеет теплопроводность значительно выше, чем обычные марки пенополистирола. Практика использования пенополистирола для утепления в Евросоюзе показала, что более выгодным и дешевым является нанесение на внешнюю поверхность немодифицированного пенопласта специального покрытия из газообразующих агентов. Такое решение позволяет сохранить теплосберегающие свойства и экологичность материала, одновременно значительно повысить пожаробезопасность.

Заключение

Теплопроводность пенопласта практически не меняется с течением времени, как, например, у минеральной ваты или газосиликатных блоков. Единственной проблемой является деградация пенополистирола под действием солнечных лучей и рассеянного ультрафиолета. При длительном облучении материал становится рыхлым, покрывается трещинами и легко наполняется конденсатом, поэтому для сохранения первоначального значения теплопроводности необходимо закрывать утеплитель облицовкой.

Теплопроводность и плотность пеноплэкса, сравнение с пенополистиролом ПСБ

Представлена сравнительная таблица значений коэффициента теплопроводности, плотности пеноплэкса и пенополистирола ПСБ различных марок в сухом состоянии при температуре 20…30°С. Указан также диапазон их рабочей температуры.

Теплоизоляцию пеноплэкс, в отличие от беспрессового пенополистирола ПСБ, производят при повышенных температуре и давлении с добавлением пенообразователя и выдавливают через экструдер. Такая технология производства обеспечивает пеноплэксу закрытую микропористую структуру.

Пеноплэкс, по сравнению с пенополистиролом ПСБ, обладает более низким значением коэффициента теплопроводности λ, который составляет 0,03…0,036 Вт/(м·град). Теплопроводность пеноплэкса приблизительно на 30% ниже этого показателя у такого традиционного утеплителя, как минеральная вата. Следует отметить, что коэффициент теплопроводности пенополистирола ПСБ в зависимости от марки находится в пределах 0,037…0,043 Вт/(м·град).

Плотность пеноплэкса ρ по данным производителя находится в диапазоне от 22 до 47 кг/м 3 в зависимости от марки. Показатели плотности пенополистирола ПСБ ниже — плотность самых легких марок ПСБ-15 и ПСБ-25 может составлять от 6 до 25 кг/м 3 , соответственно.

Максимальная температура применения пенополистирола пеноплэкс составляет 75°С. У пенопласта ПСБ она несколько выше и может достигать 80°С. При нагревании выше 75°С пеноплэкс не плавится, однако ухудшаются его прочностные характеристики. Насколько при таких условиях увеличивается коэффициент теплопроводности этого теплоизоляционного материала, производителем не сообщается.

Теплопроводность и плотность пеноплэкса и пенополистирола ПСБ
Марка пенополистиролаλ, Вт/(м·К)ρ, кг/м 3tраб, °С
Пеноплэкс
Плиты Пеноплэкс комфорт0,0325…35-100…+75
Пеноплэкс Фундамент0,0329…33-100…+75
Пеноплэкс Кровля0,0326…34-100…+75
Сегменты Пеноплэкс марки 350,0333…38-60…+75
Сегменты Пеноплэкс марки 450,0338…45-60…+75
Пеноплэкс Блок0,036от 25-100…+75
Пеноплэкс 450,0340…47-100…+75
Пеноплэкс Уклон0,03от 22-100…+75
Пеноплэкс Фасад0,0325…33-100…+75
Пеноплэкс Стена0,0325…32-70…+75
Пеноплэкс Гео0,0328…36-100…+75
Пеноплэкс Основа0,03от 22-100…+75
Пенополистирол ПСБ (пенопласт)
ПСБ-150,042…0,043до 15до 80
ПСБ-250,039…0,04115…25до 80
ПСБ-350,037…0,03825…35до 80
ПСБ-500,04…0,04135…50до 80

Следует отметить, что теплоизоляция пеноплэкс благодаря своей закрытой микропористой структуре практически не впитывает влагу, не подвергается воздействию плесени, грибков и других микроорганизмов, является экологичным и безопасным для человека утеплителем.

Кроме того, экструдированный пенополистирол пеноплэкс обладает достаточно высокой химической стойкостью ко многим используемым в строительстве материалам. Однако некоторые органические вещества и растворители, приведенные в таблице ниже, могут привести к размягчению, усадке и даже растворению теплоизоляционных плит.

Показатели теплопроводности пенополистирола

Климат в России очень холодный, поэтому практически любой дом, построенный за городом, приходится утеплять. Для этого можно использовать самые разные материалы. Одним из наиболее популярных является пенополистирол. Монтируется этот утеплитель элементарно. Коэффициент же теплопроводности у него ниже, чем у любого другого современного изолятора.

Что представляет собой пенополистирол

Изготавливается этот материал примерно по тому же принципу, что и любые другие вспененные утеплители. Сначала в специальную установку наливается жидкий стирол. После добавления в него особого реагента происходит реакция с выделением большого количества пены. Готовая вспененная густая масса до застывания пропускается через формовочный аппарат. В результате получаются листы материала с огромным количеством мелких воздушных камер внутри.

Такая структура плит и объясняет высокие изоляционные качества пенополистирола. Ведь воздух, как известно, тепло сохраняет очень хорошо. Существуют виды пенополистирола, в ячейках которых содержатся и другие газы. Однако самыми эффективными изоляторами все же считаются плиты именно с воздушными камерами.

Входящие в структуру пенополистирола ячейки могут иметь размер от 2 до 8 мм. На их стенки при этом приходится примерно 2% массы материала. Таким образом, пенополистирол на 98% состоит из воздуха.

Что такое теплопроводность

Узнать, насколько хорошо тот или иной материал способен сохранять тепло, можно по коэффициенту его теплопроводности. Определяют этот показатель очень просто. Берут кусок материала площадью в 1 м2 и толщиной в метр. Одну из его сторон нагревают, а противоположную ей оставляют холодной. При этом разница температур должна быть десятикратной. Далее смотрят какое количество тепла достигнет холодной стороны за один час. Измеряют теплопроводность в ваттах, разделенных на произведения метра и градуса (Вт/мК). При покупке пенополистирола для обшивки дома, лоджии или балкона обязательно следует посмотреть на этот показатель.

От чего зависит теплопроводность

Способность пенополистирольных плит сохранять тепло зависит в основном от двух факторов: плотности и толщины. Первый показатель определяется по количеству и размеру воздушных камер, составляющих структуру материала. Чем плотнее плита, тем больший коэффициент теплопроводности у нее будет.

Зависимость от плотности

В таблице ниже можно посмотреть каким именно образом теплопроводность пенополистирола зависит от его плотности.

Плотность (кг/м3)Теплопроводность (Вт/мК)
100.044
150.038
200.035
250.034
300.033
350.032

Представленная выше справочная информация, однако, скорее всего, может пригодиться только владельцам домов, использовавшим пенополистирол для утепления стен, пола или потолка довольно-таки давно. Дело в том, что при изготовлении современных марок этого материала производители используют специальные графитовые добавки, в результате чего зависимость теплопроводности от плотности плит сводится практически на нет. В этом можно убедиться, взглянув на показатели в таблице:

МаркаТеплопроводность (Вт/мК)
EPS 500.031-0.032
EPS 700.033-0.032
EPS 800.031
EPS 1000.03-0.033
EPS 1200.031
EPS 1500.03-0.031
EPS 2000.031

Зависимость от толщины

Разумеется, чем толще материал, тем лучше он сохраняет тепло. У современного пенополистирола толщина может колебаться в пределах 10-200 мм. По этому показателю его принято классифицировать на три больших группы:

  1. Плиты до 30 мм. Этот тонкий материал обычно используется при утеплении перегородок и внутренних стен зданий. Коэффициент его теплопроводности не превышает 0.035 Вт/мК.
  2. Материал толщиной до 100 мм. Пенополистирол этой группы может применяться для обшивки как внешних, так и для внутренних стен. Тепло такие плиты сохраняют очень хорошо и с успехом используются даже в регионах страны с суровым климатом. К примеру, материал толщиной 50 мм имеет теплопроводность в 0.031-0.032 Вт/Мк.
  3. Пенополистирол толщиной более 100 мм. Такие габаритные плиты чаще всего используются для изготовления опалубок при заливке фундаментов на Крайнем Севере. Теплопроводность их не превышает 0.031 Вт/мК.

Расчет необходимой толщины материала

Точно вычислить толщину необходимого для утепления дома пенополистирола довольно-таки сложно. Дело в том, что при выполнении этой операции следует учитывать массу самых разных факторов. К примеру, таких, как теплопроводность материала, выбранного для сооружения утепляемых конструкций и его разновидность, климат местности, тип облицовки и пр. Однако примерно рассчитать необходимую толщину плит все-таки можно. Для этого понадобятся следующие справочные данные:

  • показатель требуемого теплосопротивления ограждающих конструкций для данного конкретного региона;
  • коэффициент теплопроводности выбранной марки утеплителя.

Собственно сам расчет производится по формуле R=p/k, где p — толщина пенопласта, R — показатель теплосопротивления, k — коэффициент теплопроводности. К примеру, для Урала показатель R равен 3,3 м2•°C/Вт. Допустим, для утепления стен выбран материал марки EPS 70 с коэффициентом теплопроводности 0.033 Вт/мК. В этом случае расчет будет выглядеть следующим образом:

То есть толщина утеплителя для наружных ограждающих конструкций на Урале должна составлять минимум 100 мм. Обычно владельцы домов холодных регионов обшивают стены, потолки и полы двумя слоями пенополистирола на 50 мм. При этом плиты верхнего слоя располагают таким образом, чтобы они перекрывали швы нижнего. Таким образом можно получить максимально эффективное утепление.

Экструдированный пенополистирол

Обычный утеплитель этого типа маркируется буквами EPS. Вторая разновидность материала — экструдированный пенополистирол обозначается буквами XPS. Отличаются такие плиты от обычных, прежде всего, структурой ячейки. Он у них не открытая, а закрытая. Поэтому экструдированный пенополистирол гораздо меньше простого набирает влагу. То есть способен сохранять свои теплоизоляционные качества в полной мере даже под воздействием самых неблагоприятных факторов внешней среды. Коэффициент теплопроводности экструдированного пенополистирола в зависимости от марки может составлять 0.027-0.033 Вт/мК.

Сравнение утеплителей

Таким образом, экструдированный и обычный пенополистирол считаются у владельцев загородных участков едва ли не самыми лучшими видами утеплителя. Ниже представляем вашему вниманию таблицу с коэффициентами теплопроводности других видов изоляторов.

МатериалКоэффициент теплопроводности (Вт/мК)
Минеральная вата0.045-0.07
Стекловата0.033-0.05
Керамзит0.16
Керамзитобетон0.31
Пенополиуретан0.02-0.041

Как видите, лучше пенополистирола, коэффициент теплопроводности которого составляет 0.031-0.033 Вт/мК, стены, потолки и полы можно утеплить только пенополиуретаном. Однако последний стоит очень дорого. К тому же при его нанесении используется специальное конструктивно сложное оборудование. А следовательно, наилучшим вариантом изолятора в плане способности сохранять тепло на данный момент является все же именно пенополистирол.

Теплопроводность пенопласта от 50 мм до 150 мм — считаем теплоизоляцию

Пенополистирольные плиты, именуемые в просторечье пенопласт – это изоляционный материал, как правило, белого цвета. Изготавливают его из полистирола термального вспучивания. На вид пенопласт представлен в виде небольших влагостойких гранул, в процессе плавления при высокой температуре выплавляется в одно целое, плиту. Размеры частей гранул считаются от 5 до 15 мм. Выдающаяся теплопроводность пенопласта толщиной 150 мм, достигается за счет уникальной структуры – гранул.

У каждой гранулы есть огромное количество тонкостенных микро ячеек, которые в свою очередь во много раз повышают площадь соприкосновения с воздухом. Можно с уверенность сказать, что пенопласт практически весь состоит из атмосферного воздуха, приблизительно на 98%, в свою очередь этот факт являет собой их предназначение – теплоизоляция зданий как снаружи, так и внутри.

Всем известно, еще из курсов физики, атмосферный воздух, является основным изолятором тепла во всех теплоизоляционных материалах, находится в обычном и разреженном состоянии, в толще материала. Тепло-сбережение, основное качество пенопласта.

Как было сказано раньше, пенопласт практически на 100% состоит из воздуха, а это в свою очередь определяет высокую способность пенопласта сохранять тепло. А связанно это с тем, что у воздуха самая низкая теплопроводность. Если посмотреть на цифры, то мы увидим, что теплопроводность пенопласта выражена в промежутке значений от 0,037Вт/мК до 0,043Вт/мК. Это можно сопоставить с теплопроводность воздуха — 0,027Вт/мК.

В то время как теплопроводность популярных материалов, таких как дерево (0,12Вт/мК), красный кирпич (0,7Вт/мК), керамзитная глина (0,12 Вт/мК) и других, используемых для строительства, намного выше.

Высокий уровень энергосбережения пенопласт обеспечивает за счет низкой теплопроводности. Например, если построить стену из кирпича толщиной 201 см или воспользоваться древесным материалом толщиной 45 см, то для пенопласта толщина составит всего на всего 12 см для определенной величины энергосбережения.

Поэтому самым эффективным материалом из немногих для теплоизоляции наружных и внутренних стен здания принято считать пенопласт. Затраты на отопление и охлаждение жилых помещений значительно сокращаются благодаря применению пенопласта в строительстве.

Превосходные качества пенополистирольных плит нашли свое применение и в других видах защиты, например: пенопласт, так же служит для защиты от промерзания подземных и наружных коммуникаций, за счет чего их эксплуатационный срок увеличивается в разы. Пенопласт применяют и в промышленном оборудовании (холодильные машины, холодильные камеры) и в складских помещениях.

Размеры листов

Изготовление пенополистирольных плит, осуществляется по нормам ГОСТ. При производстве пенопласта регулируется как состав, так и размеры листов. Стандартная длина листа колеблется от 100 см до 200 см. Ширина должна быть равна 100 см, а толщина от 2 см до 5 см. Теплопроводность пенопласта 50 мм – относительно высока, благодаря небольшой толщине и характеристикам материала, он является наиболее ходовым из всех.

А что же покупать?

На рынке строительных материалов представлен огромный выбор пенополистирольных плит. Высокая теплопроводность плит утеплителей зависит от их вида. Например: лист пенопласта ПСБ-С 15 обладает до 15 кг/м3 плотностью и 2 см толщиной. Для листа от 2-х до 50 см плотность составляет не более 35 кг/м3. При сравнении пенопласта с другими подобными материалами можно легко проследить зависимость теплопроводности пенополистирольных плит от его толщины.

Так, например: теплопроводность пенопласта 50 мм, больше в два раза, чем у минеральной ваты такого же объема, в таком случае теплопроводность пенопласта, толщина 150 мм, вообще в 6 раз превысит эти показатели. Базальтовая вата, тоже очень сильно проигрывает пенопласту.

Для того чтобы применить один из способов изоляции, необходимо верно выбрать габариты материала. По следующему алгоритму можно выполнить расчет:

  • Необходимо уточнить общее тепло-сопротивление. Эта величина зависит от региона, в котором необходимо выполнить расчет, а именно от его климата.
  • Для вычисления тепло-сопротивления стены можно воспользоваться формулой R=p/k, где ее толщина равна значению р, а k-коэффициент теплопроводности пенопласта.
  • Из постоянных показателей можно сделать вывод, какое сопротивление должно быть у изоляции.
  • Нужную величину можно вычислить по формуле р=R*k, найти значение R можно исходя из предыдущего шага и коэффициента теплопроводности.

Марки пенопласта

Если Вас заинтересовал вопрос, какой лучше всего марки приобрести пенопласт, и какая у него теплопроводность, то мы ответим вам на него. Ниже приведены самые популярные марки продукции, а также отображены величины плотности и коэффициент теплопроводности пенопласта.

  • ПCБ-C15. С теплопроводностью 0,042 Вт/мK, а плотность равна 11-15 кг/м3
  • ПCБ-C25. С теплопроводностью 0,039 Вт/мK, а плотность равна 15-25 кг/м3
  • ПCБ-С35. С теплопроводностью 0,037 Вт/мK, а плотность равна 25-35кг/м3

Завершает наш список пенопласт ПCБ-C5, теплопроводность которого составляет 0,04 Вт/мК, а плотность равна 35-50 кг/м3. Проведя анализ плотности и теплопроводности можно с уверенностью сказать, что плотность существенно не влияет на основное качество пенопласта, тепло-сбережение.

Еще по этой теме на нашем сайте:

    Экструдированный или экструзионный пенополистирол — технические характеристики утеплителя
      Экструдированный пенополистирол, являясь высокотехнологичным материалом, по праву может называться уникальным. Потому он и получил такое широкое распространение в строительстве, производстве сантехники и еще ряде областей.

    Пеноплекс или пенопласт — что лучше для утепления стен дома снаружи

      Известный всем пенопласт, когда-то конкурировавший исключительно со стекловатой, сегодня сам имеет массу производных материалов, которые, кстати, частенько уступают место другим современным видам утеплителя. К слову.

    Коэффициент теплопроводности строительных материалов — таблица и цифры

      Первый вопрос, который возникает, у того, кто решил построить собственный дом, – какой использовать для этого материал. От этого зависит выбор фундамента, в свою очередь.

    Теплопроводность утеплителей в таблице — сравнение утеплителей по теплопроводности

      Мы живем далеко не в самой жаркой стране на Земле, а значит, свои жилища вынуждены обогревать, по крайней мере, большую часть года. Этим и объясняется.

Добавить комментарий

Отменить ответ

Вы можете подписаться на новые публикации по электронной почте.

Теплопроводность пенопласта — точные цифры

Пенопласт имеет следующие преимущества перед другими утеплительными материалами: экологичность, лёгкость, гигроскопичность, невысокая стоимость. Однако, главное достоинство — низкая теплопроводность пенопласта, которая делает его одним из наиболее распространенных теплоизолирующих материалов.

Общее описание

Пенопласт представляет собой плиты различной толщины, состоящие из вспененного материала – полимера. Теплопроводность пенопласта обеспечивается воздухом, из которого он состоит на 95-98%, т.е. газа, который не пропускает тепло.

Так как пенопласт в своей основе состоит из воздуха, то он имеет крайне низкую плотность, и, соответственно, малый удельный вес. Также пенопласт обладает очень хорошей звукоизоляцией (тонкие перегородки ячеек, заполненные воздухом – очень плохой проводник звуков).

В зависимости от исходного сырья (полимера) и процессов изготовления, можно производить пенопласт разной плотности, устойчивости к воздействию механических факторов, устойчивости к иным видам воздействия. В связи с вышеперечисленным, обусловливается выбор определенного вида пенопласта и его применение.

Характеристики теплопроводности пенопласта

Для того чтобы рассмотреть такую характеристику, как теплопроводность пенопласта, разберемся для начала, что из себя представляет в принципе теплопроводность материалов. Теплопроводностью называют количественную характеристику способности тела проводить тепло.

Это количество тепловой энергии (Ватт), которое любой материал способен провести через себя (метр), при определенной температуре (С) за определенное время. Обозначается — λ и выражается Вт/м•С.

Определим оптимальные размеры данного утеплителя исходя из его теплопроводных характеристик. На рынке стройматериалов большое множество различных утеплителей. Пенопласт, как мы уже знаем, обладает теплопроводностью очень низкой, но эта величина зависит от марки материала.

Например, пенопласт марки ПСБ-С 50 имеет плотность 50 кг/м3. Таким образом, его теплопроводность составляет 0,041 Вт/м•С (данные указаны при 20-30 С). Для пенопласта марки ПСБ-С 25 значение будет 0,041 Вт/м•С, а марки ПСБ-С 35 – 0,038 Вт/м•С. Приведенные величины коэффициентов теплопроводности указаны для пенопласта одинаковой толщины.

Наиболее заметна теплопроводность пенопласта при сопоставлении значений с другими теплоизоляционными материалами. К примеру, лист пенопласта 30-40 мм аналогичен объёму минваты в несколько раз большей, а толщина листа 150 мм заменяет 185 мм пенополистирола. Конечно, есть материалы, у которых коэффициент ниже. К таким относится и пеноплекс. 30 мм пеноплекса смогут заменить 40 мм пенопласта, при аналогичных условиях.

Какие листы выбрать?

Чтобы добиться наиболее эффективной теплоизоляции стены, необходимо правильно рассчитать толщину используемого утеплителя. Для примера рассчитаем, какой толщины нужен утеплитель для стены толщиной в один кирпич.

Сначала необходимо узнать общее теплосопротивление. Это постоянное значение, зависящее от климатических условий в определенной области страны. На юге России она составляет 2,8 кВт/м2, для полосы умеренного климата — 4,2 кВт/м2. Затем найдем теплосопротивление кирпичной кладки: R = p/k, где p – толщина стены, а k – коэффициент, указывающий, насколько сильно стена проводит тепло.

Имея начальные данные, мы можем узнать, какое теплосопротивление утеплителя необходимо использовать, применив формулу p=R*k. где R — общее теплосопротивление, а k — значение теплопроводности утеплителя.

Возьмем для примера пенопласт марки ПСБ-С 35, имеющий плотность 35 кг/м3 для стены, толщиной в один кирпич (0,25 м) в регионе средней полосы России. Общее теплосопротивление имеет значение 4,2 кВт/м2.

Для начала необходимо узнать теплосопротивление нашей стены (R1). Коэффициент для силикатного пустотного кирпича составляет 0,76 Вт/м•С (k1), толщина – 0,25 м (p1). Находим теплосопротивление:

R1 = p1 / k1 = 0,25 / 0,76 = 0,32 (кВт/м2).

Теперь находим теплосопротивление для утеплителя (R2):

R2 = R – R1 = 4.2 – 0,32 = 3,88 (кВт/м2)

Значение теплосопротивления пенопласта ПСБ-С 35 (k2) равен 0,038 Вт/м•С. Находим требуемую толщину пенопласта (p2):

p2 = R2*k2 = 3.88*0.038 = 0.15 м.

Вывод: при заданных условиях нам необходим пенопласт ПСБ-С 35 15 см.

Аналогичным способом можно сделать расчеты для любого материала, используемого в качестве утеплителя. Коэффициенты теплопроводности разных строительных материалов можно найти в специальной литературе или в сети Интернет.

Какая теплопроводность у Пенопласта: его плотность в сравнении и особенности выбора : Плюсы и минусы- Обзор +Видео

Теплопроводность пенопласта и его теплопроводность в утеплении частного дома. Об этой характеристики говорят многие, но мало понимают о чем идет речь. Конечно же, это очень важно, но как получить теплопроводность?

Фактически разговор идет о том, что утеплитель не допустит передачу тепла и энергии через площадь, которую покрывает, а именно, речь идет о низкой теплопроводности. Коэффициент теплопроводности пенопласта – это основная характеристика, которая определяет порядок использования при утеплении конструкций и зданий разного вида.

Как достигается основа теплопроводности

Всем своим свойствам, как положительным, так и отрицательным, пенопласт (а по-другому его еще называют вспененным пенополистиролом) обязан стиролу и особенной технологической цепочке производства.

Для начала проводят насыщение стирола воздухом или газом, и делая из него гранулы, которые внутри пусты. Далее под действием пара объем гранул увеличивают во много раз со спеканием при присутствии в составе связующего вещества. Так, мы получаем лист из мелких шариков одинаковой формы, которые наполнены газом.

Хотя стенки их стирола тонкие, но они достаточно прочные. И даже если вы приложите достаточно усилий, будет не так просто разрушить целостность оболочки. Газ, который удерживается внутри, будет неподвижным при любых условиях использования, и тем самым обеспечит низкую теплопроводность пенопласта и площади, которую тот будет покрывать.

То, какова будет окончательная наполненность, зависит от плотности. Это значение может варьировать от 92% до 98%. Заметьте, что чем выше процент, тем плотность будет меньше, а значит, материал будет легче, теплопроводность – выше, а качество утепления тоже будет лучше.

Смысл понятия

Чтобы полностью понять словосочетание «теплопроводность пенопласта», для наглядности можно использовать физическую размерность. Данную величину измеряют в Вт/м*ч*К. Расшифровывается она так – количество ватт тепловой энергии, которая пройдет через толщину материала при площади 1м2 за час при понижении температуры разогретой поверхность в 1 Кельвин.

«1 Кельвин = 1 градус по Цельсию»

По какой схеме происходит утечка тепла через утеплитель

Среди характеристик технического вида разная плотность материала отражается и на коэффициенте теплопроводности пенопласта. Этот показатель может колебаться от 0.033 до 0,041 единиц. Когда плотность увеличивается, значение (коэффициент) становится меньше.

Но даже при бесконечном повышении плотности никак нельзя добиться потерь, которые будут равны нулю. При переходе образной границы и дальнейшем увеличении плотности у нас получится лишь рост потери тепла, который на графике имеет форму скачкообразности. Важно понимать и то, что при повышении уровня плотности, количество газа и объем материала сократятся, и значит, термоизоляция будет хуже.

Путем опытов было выведено, что способность изолятора сохранять тепло достигало такого максимального значения – от 7-ти до 36 кг/м3. Данное число, которое указывают на упаковке, дает знать, сколько будет весить один кубометр утеплителя при указанной плотности. Если плотность небольшая – небольшим будет и вес. А это отдельное преимущество при укладке и монтаже.

Чем тоньше, тем теплее

Для представления данной физической величины в реальности, попробуйте провести сравнение других строительных материалов с пенопластом. Например, вы стоите и рассматриваете с торцы разрезы стен из всевозможных материалов. Для начала вы видите бетонную кладку, толщина которой составляет 3.2 метра, далее кирпичную кладку в пять кирпичей, толщиной 1.25 метра, далее достаточно тонкую деревянную перегородку, ширина которого будет около 0,4 метров. А в самом конце будет лист пенопласта, толщина которого всего 10 см! Но что общего среди всех этих материалов? Лишь одно – одинаковый коэффициент теплопроводности.

Так, при использовании низкой теплопроводности, вы можете прилично сократить расход дорогих материалов, который используют для монтажа, укладки и облицовки. Дом, выстроенный в 2,5 кирпича, будет настолько же надежен, что и дом в 5 кирпичей, но в первом случае расход на отопление будет выше. Если хотите более теплый дом, вам потребуется всего лишь утеплить стену на 5 см пенопластовой плитой. Прочувствуйте всю разницу! Это чистая экономия.

Особенности выбора

При выборе пенопласта по теплопроводности кто-то может решить, что сравнение, приведенное выше, некорректно. Невозможно сравнить материалы, которые очень разные между собой, причем и по составу, и по происхождению. Тогда давайте посмотрим и сравним на примере современных и популярных утеплителей: базальтовые (минеральные), экструдированный и вспененный пенопилистирол, пенополиуретан.

Но полученное сравнение не идет в пользу перечисленных выше материалов, так как уровень их теплоемкости выше почти в 1,4 раза, чем у простого пенопласта. Это значительно снижает потребительскую ценность, и опускает материалы на ступень ниже.

Сравнение экструдированного пенополистирола и пенопласта по теплопроводности – занятие не из простых. Это из-за того, что математические и физические показатели практически одинаковы. Но при определении лидерства в виде низкого коэффициента теплопроводности пенополистирола, пенопласт имеет огромное преимущество в виде низкой цены, которая ниже в 3-4 раза.

И даже в сравнении полиуретана и пенопласта в теплопроводности можно говорить о том, что пенополистирол отлично «держит удар». Коэффициент пенополиуретана меньше лишь на 30%, а вот цена. Не забывайте о том, что для монтажа нужна хотя бы минимальная квалификация и наличие специального оборудования, а для этого потребуются дополнительные затраты. А вот утепление пенопластом можно сделать своими руками, даже если вы до этого момента не занимались строительными работами. Как видите, есть над чем подумать, перед тем как сделать выбор.

ПСБ-С-15. Это материал, который обладает невысокой плотностью и высоким уровнем теплопроводности. Его используют для того, чтобы утеплить вертикальные конструкции внутри помещения. Это пенополистирол, в маркировке которого есть число «15». Отличается небольшой толщиной.

Утеплитель с числом «25» можно использовать при утеплении стен снаружи, а также для чердачных и подвальных перекрытий, кровель (плоских и скатных) и в частных домах, и для многоэтажек.

Самой высокой доступной плотностью обладает материал с пометкой в наименовании «35». Он отлично утепляет углубленные фундаменты,  дороги автомобилей, а также полосы для взлета и посадка самолетов.

И скорее всего не существует материала, который невозможно утеплить пенопластом. При условии того, что вооруженным глазом термоизоляцию никак невозможно увидеть, это не значит, что ее не существует. Убедиться в этом вы сможете, если на следующий месяц после установки получите счет за электроэнергию .

 

Теплопроводность современных утеплителей. Таблица


Сравнение теплопроводности утеплителей

Чем выше теплопроводность, тем хуже материал работает как утеплитель.

Мы начинаем сравнение утеплителей по теплопроводности неспроста, так как это, несомненно, самая важная характеристика. Она показывает, сколько тепла пропускает материал не за определенный промежуток времени, а постоянно. Теплопроводность выражается коэффициентом и исчисляется в ваттах на метр квадратный. Например, коэффициент 0,05 Вт/м*К указывает, что на квадратном метре постоянные теплопотери составляют 0,05 Ватта. Чем выше коэффициент, тем лучше материал проводит тепло, соответственно, как утеплитель он работает хуже.

Ниже представлена таблица сравнения популярных утеплителей по теплопроводности:

Наименование материалаТеплопроводность, Вт/м*К
Минвата0,037-0,048
Пенопласт0,036-0,041
ППУ0,023-0,035
Пеноизол0,028-0,034
Эковата0,032-0,041

Изучив вышеуказанные виды утеплителей и их характеристики можно сделать вывод, что при равной толщине самая эффективная теплоизоляция среди всех – это жидкий двухкомпонентный пенополиуретан (ППУ).

Толщина теплоизоляции имеет архиважное значение, она должна рассчитываться для каждого случая индивидуально. На результат влияет регион, материал и толщина стен, наличие воздушных буферных зон.

Сравнительные характеристики утеплителей показывают, что на теплопроводность влияет плотность материала, особенно для минеральной ваты. Чем выше плотность, тем меньше воздуха в структуре утеплителя. Как известно, воздух имеет низкий коэффициент теплопроводности, который составляет менее 0,022 Вт/м*К. Исходя из этого, при увеличении плотности растет и коэффициент теплопроводности, что негативно отражается на способности материала удерживать тепло.

Что такое теплопроводность

Узнать, насколько хорошо тот или иной материал способен сохранять тепло, можно по коэффициенту его теплопроводности. Определяют этот показатель очень просто. Берут кусок материала площадью в 1 м2 и толщиной в метр. Одну из его сторон нагревают, а противоположную ей оставляют холодной. При этом разница температур должна быть десятикратной. Далее смотрят какое количество тепла достигнет холодной стороны за один час. Измеряют теплопроводность в ваттах, разделенных на произведения метра и градуса (Вт/мК). При покупке пенополистирола для обшивки дома, лоджии или балкона обязательно следует посмотреть на этот показатель.

Сравнение паропроницаемости утеплителей

Высокая паропроницаемость=отсутствие конденсата.

Паропроницаемость – это способность материала пропускать воздух, а вместе с ним и пар. То есть теплоизоляция может дышать. На этой характеристике утеплителей для дома последнее время производители акцентируют много внимания. На самом деле высокая паропроницаемость нужна только при утеплении деревянного дома. Во всех остальных случаях данный критерий не является категорически важным.

Характеристики утеплителей по паропроницаемости, таблица:

Наименование материалаПаропроницаемость, мг/м*ч*Па
Минвата0,49-0,6
Пенопласт0,03
ППУ0,02
Пеноизол0,21-0,24
Эковата0,3

Сравнение утеплителей для стен показало, что самой высокой степенью паропроницаемости обладают натуральные материалы, в то время как у полимерных утеплителей коэффициент крайне низок. Это свидетельствует о том, что такие материалы как ППУ и пенопласт обладают способностью задерживать пар, то есть выполняют функцию пароизоляции. Пеноизол – это тоже своего рода полимер, который изготавливается из смол. Его отличие от ППУ и пенопласта заключается в структуре ячеек, которые открытие. Иными словами, это материал с открытоячеистой структурой. Способность теплоизоляции пропускать пар тесно связан со следующей характеристикой – поглощение влаги.

На сегодняшний день газовое автономное отопление загородного дома – это самый дешевый вариант обогрева жилья.

И напротив, автономное отопление частного дома электричеством самое дорогое. Подробности тут.

Особенности материалов

Немаловажный показатель для стройматериалов — это способность их к возгоранию. Пенопласт относится к категории нормальногорючих, в то время, как пеноплекс — это сильногорючий материал. Чтобы снизить его горючесть, на этапе производства, материал обрабатывают — антипиренами. Результат достигнут, но только пеноплекс стал выделять в атмосферу — опасные ядовитые газы.

Производители обеих видов материалов заявляют о неограниченном их сроке эксплуатации. Но уместно такое заявление, в случае отсутствия попадания ультрафиолета на поверхность материалов. Поэтому говорить о долговечности можно, после укрытия пеноплекса и пенопласта защитными материалами.

Данный материал обладает высокой влагостойкостью и воздухонепроницаемостью. Пенопласт по этим параметрам проигрывает, так как он является не надежным барьером для циркуляции воздуха, и менее защищенным от воздействия влаги.

Различие пенопласта и пеноплекса обусловлено такими параметрами:

  • прочность;
  • влагостойкость;
  • воздухонепроницаемость.

Пеноплекс обладает такими преимуществами:

  • высокая плотность материала снижает его теплоизоляционные свойства;
  • при отсутствии дополнительной обработки уступает по горючести пенопласту;
  • низкий коэффициент экологической чистоты;
  • высокая степень влагостойкости.

Для пенопласта характерны такие свойства:

  • минимальная плотность, но лучшая степень теплоизоляции;
  • отсутствие шумоизоляции;
  • минимальная влагозащищенность.

Это основные важные свойства обоих стройматериалов для утепления, по которым осуществляется их выбор. Оба материала просты в монтаже и обработке, но выбирая материал для утепления важно учитывать такой фактор, какая область его применения.

Обзор гигроскопичности теплоизоляции

Высокая гигроскопичность – это недостаток, который нужно устранять.

Гигроскопичность – способность материала впитывать влагу, измеряется в процентах от собственного веса утеплителя. Гигроскопичность можно назвать слабой стороной теплоизоляции и чем выше это значение, тем серьезнее потребуются меры для ее нейтрализации. Дело в том, что вода, попадая в структуру материала, снижает эффективность утеплителя. Сравнение гигроскопичности самых распространенных теплоизоляционных материалов в гражданской строительстве:

Наименование материалаВлагопоглощение, % от массы
Минвата1,5
Пенопласт3
ППУ2
Пеноизол18
Эковата1

Сравнение гигроскопичности утеплителей для дома показало высокое влагопоглощение пеноизола, при этом данная теплоизоляция обладает способностью распределять и выводить влагу. Благодаря этому, даже намокнув на 30%, коэффициент теплопроводности не уменьшается. Несмотря на то, что у минеральной ваты процент поглощения влаги низкий, она особенно нуждается в защите. Напитав воды, она удерживает ее, не давая выходить наружу. При этом способность предотвращать теплопотери катастрофически снижается.

Чтобы исключить попадание влаги в минвату используют пароизоляционные пленки и диффузионные мембраны. В основном полимеры устойчивы к длительному воздействию влаги, за исключением обычного пенополистирола, он быстро разрушается. В любом случае вода ни одному теплоизоляционному материалу на пользу не пошла, поэтому крайне важно исключить или минимизировать их контакт.

Организовать автономное газовое отопление в квартире возможно только при наличии всех разрешительных документов (список довольно внушающий).

Окупаемость альтернативного отопление частного дома водородом порядка 35 лет. Стоит оно тоги или нет, читайте здесь.

Сравнение характеристик популярных утеплителей

Пенопласт (пенополистирол)

Этот утеплитель самый популярный, благодаря легкости монтажу и небольшой стоимости.

Пенопласт изготавливается при помощи вспенивания полистирола, имеет очень низкую теплопроводность, устойчив к влажности, легко режется ножом и удобен во время монтажа. Благодаря низкой стоимости имеет большую востребованность для утепления различных помещений. Однако материал достаточно хрупкий, а также поддерживает горение, выделяя токсичные вещества в атмосферу. Пенопласт предпочтительнее использовать в нежилых помещениях.

Пеноплэкс (экструдированный пенополистирол)

Утеплитель не подвергается гниению и воздействию влаги, очень прочный и удобный в использовании – легко режется ножом. Низкое водопоглощение обеспечивает незначительные изменения теплопроводности материала в условиях высокой влажности, плиты имеют высокую сопротивляемость сжатию, не подвергаются разложению. Благодаря этому экструдированный пенополистирол можно использовать для утепления ленточного фундамента и отмостки. Пеноплекс пожаробезопасен, долговечен и прост в применении.

Базальтовая вата

Материал производится из базальтовых горных пород при расплавлении и раздуве с добавлением компонентов для получения волокнистой структуры материала с водоотталкивающими свойствами. При эксплуатации базальтовая вата Rockwool не уплотняется, а значит, ее свойства не изменяются со временем. Материал пожаробезопасен и экологичен, имеет хорошие показатели звукоизоляции и теплоизоляции. Используется для внутреннего и наружного утепления. Во влажных помещениях требует дополнительной пароизоляции.

Минеральная вата

Минвата производится из природных материалов – горных пород, шлака, доломита с помощью специальной технологии. Минвата Изовер имеет низкую теплопроводность, пожаробезопасна и абсолютно безопасна. Одним из недостатков утеплителя является низкая влагостойкость, что требует обустройства дополнительной влаго- пароизоляции при его использовании. Материал не рекомендуется использовать для утепления подвалов домов и фундаментов, а также во влажных помещениях – парилках, банях, предбанниках.

Пенофол, изолон (фольгированный теплоизолятор из полиэтилена)

Утеплитель состоит из нескольких слоев вспененного полиэтилена, имеющих различную толщину и пористую структуру. Материал часто имеет слой фольги для отражающего эффекта, выпускается в рулонах и в листах. Утеплитель имеет толщину в несколько миллиметров (в 10 раз тоньше обычных утеплителей), но отражает до 97% тепловой энергии, очень легкий, тонкий и удобный в работе материал. Используются для теплоизоляции и гидроизоляции помещений. Имеет длительный срок эксплуатации, не выделяет вредных веществ.

Монтаж и эффективность в эксплуатации

Монтаж ППУ – быстро и легко.

Сравнение характеристик утеплителей должно осуществляться с учетом монтажа, ведь это тоже важно. Легче всего работать с жидкой теплоизоляцией, такой как ППУ и пеноизол, но для этого требуется специальное оборудование. Также не составляет труда укладка эковаты (целлюлозы) на горизонтальные поверхности, например, при утеплении пола или чердачного перекрытия. Для напыления эковаты на стены мокрым методом также нужны специальные приспособления.

Пенопласт укладывается как по обрешетке, так и сразу на рабочую поверхность. В принципе, это касается и плит из каменной ваты. Причем укладывать плитные утеплители можно и на вертикальные, и на горизонтальные поверхности (под стяжку в том числе). Мягкую стекловату в рулонах укладывают только по обрешетке.

В процессе эксплуатации теплоизоляционный слой может претерпевать некоторых нежелательных изменений:

  • напитать влагу;
  • дать усадку;
  • стать домом для мышей;
  • разрушиться от воздействия ИК лучей, воды, растворителей и прочее.

Кроме всего вышеуказанного, важное значение имеет пожаробезопасность теплоизоляции. Сравнение утеплителей, таблица группы горючести:

Наименование материалаГруппа горючести
МинватаНГ (не горит)
ПенопластГ1-Г4 (сильногорючий)
ППУГ2 (умеренногорючий)
ПеноизолГ1 (слабогорючий)
ЭковатаГ2 (умеренногорючий)

Свойства утеплителя

Выбирая утепление необходимо учитывать большой спектр его характеристик. Наиболее важными из них будут:


Схема утепления стен стекловатой.

  1. Плотность. От этого показателя в прямой зависимости находится теплопроводность. Чем она плотнее, тем показатель теплопроводности выше. Кроме того, этот показатель во многом является определяющим для различно ориентированных поверхностей.
  2. Теплопроводность. Это основной показатель утеплителей. Чем меньше способность удерживать тепло, тем больше требуется материала на утепление. В свою очередь, этот показатель зависит от способности впитывать влагу.
  3. Гигроскопичность. Утеплители, у которых этот показатель низкий, плохо впитывают влагу и, соответственно, имеют низкую способность проводить тепло, что влияет, как на потребное количество, так и долговечность.

Кроме того, по своим механическим свойствам утеплители обычно делят на четыре класса:

  • насыпной – гранулы или крошка – пеновещества различных фракций;
  • вата – непосредственно рулонный материал или различные изделия с ее использованием;
  • плиты – пластины различных размеров, изготовленные способом склеивания и прессования;
  • пеноблоки – изготавливаются из вспененного бетона, стекла или других материалов с соответствующими свойствами.

Итоги

Сегодня мы провели обзор утеплителей для дома, которые используются чаще всего. По результатам сравнения разных характеристик мы получили данные касательно теплопроводности, паропроницаемости, гигроскопичности и степени горючести каждого из утеплителей. Все эти данные можно объединить в одну общую таблицу:

Наименование материалаТеплопроводность, Вт/м*КПаропроницаемость, мг/м*ч*ПаВлагопоглощение, %Группа горючести
Минвата0,037-0,0480,49-0,61,5НГ
Пенопласт0,036-0,0410,033Г1-Г4
ППУ0,023-0,0350,022Г2
Пеноизол0,028-0,0340,21-0,2418Г1
Эковата0,032-0,0410,31Г2

Помимо этих характеристик, мы определили, что легче всего работать с жидкими утеплителями и эковатой. ППУ, пеноизол и эковата (монтаж мокрым методом) просто напыляются на рабочую поверхность. Сухая эковата засыпается вручную.

От чего зависит теплопроводность пенопласта

Величина теплопроводности пенопласта, как и любого другого материала, зависит от трех основных составляющих:

  • температуры воздуха;
  • плотности пенопластовой плиты;
  • уровня влажности среды, в которой используется утеплитель.

Как видно из схемы, при низких температурах воздуха градиент по толщине стенки линейно меняется от отрицательных значений на наружной поверхности облицовки до +20оС внутри помещения. Необходимо так подобрать теплопроводность и толщину материала, чтобы точка росы или, другими словами, температура, при которой начинают конденсироваться пары воды, находилась внутри массива пенопласта.

Влияние плотности и влажности окружающей среды

Несмотря на все заверения производителей, пенопласт способен поглощать и проводить водяные пары, для сравнения, величина паропроницаемости для пенопластового листа всего лишь на 20% ниже проницаемости древесины. Естественно, наличие водяных паров в толще пенопласта существенным образом влияет на его теплопроводность. Найти зависимость в справочниках практически невозможно, поэтому при расчетах делают эмпирическую поправку на теплопроводность, исходя из толщины теплоизоляции.

Пенопласт способен поглощать в поверхностных слоях до 3% воды. Глубина поглощения составляет 2 мм, поэтому при определении теплопроводности материала эти миллиметры выбрасывают из эффективной толщины теплоизоляции. Поэтому лист пенопласта толщиной в 10 мм будет в сравнении с листом в 50 мм иметь теплопроводность не в 5 раз больше, а в 7 крат. При значительной толщине пенопласта, более 80 мм, теплосопротивление увеличивается значительно быстрее, чем его толщина.

Вторым фактором, влияющим на теплопроводность, является плотность материала. При одинаковой толщине материал разных марок может иметь плотность в два раза больше. Принято считать, что 98% структуры утеплителя составляет высушенный воздух. С увеличением вдвое количества полистирола в плите, естественно, теплопроводность также увеличивается, примерно на 3%.

Но дело даже не в количестве полистирола, меняется размер шариков и ячеек, из которых состоит пенопласт, образуются локальные участки с очень высокой теплопроводностью, или мостики холода. Особенно это касается трещин и стыков, любых зон деформации и установки креплений. Поэтому при установке зонтичных дюбелей количество креплений рекомендуют ограничивать 3 точками.

Влияние химического состава на теплопроводность

Мало кто обращает внимание на особые свойства пенопласта. Сегодня наиболее серьезной проблемой пенопласта считается его способность к воспламенению и выделению токсичных продуктов сгорания. СНиП и ГОСТ требуют, чтобы пенопласт, используемый для утепления жилых зданий, имел время самозатухания не более 4 с. Для этого используются соли ряда цветных металлов, таких как хром, никель, железо, включение в состав веществ, выделяющих углекислый газ при нагревании.

В результате на практике пенопласт с индексом «С» — самозатухающий имеет теплопроводность значительно выше, чем обычные марки пенополистирола. Практика использования пенополистирола для утепления в Евросоюзе показала, что более выгодным и дешевым является нанесение на внешнюю поверхность немодифицированного пенопласта специального покрытия из газообразующих агентов. Такое решение позволяет сохранить теплосберегающие свойства и экологичность материала, одновременно значительно повысить пожаробезопасность.

что это такое, от чего зависит?

Пенополистирол (ППС) – популярный утеплитель. Изготавливается материал методом экструзии, что обеспечивает ему высокие эксплуатационные качества. Главное преимущество – низкая теплопроводность, что позволяет сохранить тепло внутри помещения, оптимизируя расходы на отопление.

К важным достоинствам данного материала относятся также:

  • Высокая прочность.
  • Простота обработки.
  • Легкость монтажа.
  • Малый вес.
  • Гидроизоляционные свойства.
  • Экологичность.
  • Долговечность.
  • Приемлемая стоимость.

Пенополистирол подходит для утепления фасада малоэтажных зданий из кирпича, шлакоблока, жб плит и пр. Коэффициент теплопроводности пенополистирола – это объем  перенесенной тепловой энергии от теплого участка строительной конструкции к холодному, и чем она меньше, тем хорошо сохраняет тепло внутри помещения.

От чего зависит теплопроводность ппс, сравнение с пенопластом

Экструдированный пенополистирол – материал с низкой теплопроводностью, что обусловлено его пористой структурой, способствующей сохранению тепловой энергии. Технология производства основана на смешивание гранул при высокой температуре, с последующей прессовкой, за счет чего получается довольно плотный материал с закрытой пористой структурой и мелкими гранулами. При этом теплопроводность пенополистирола, изготовленного экструзивным методом, составляет 00,028–0,034 Вт/(м·K). Этот показатель существенно ниже, чем у других утеплителей.

В целом показатель теплопроводности зависит от плотности материала. По сравнению с коэффициентом теплопроводности пенополаста, у пенополистирола он ниже. При этом его плотность существенно выше (100 кг/м3), чем у пенопласта (30 кг/м3). Обусловлено это и тем, что ячейки пенопласта заполнены газом, а у ппс – воздухом, который не испаряется, соответственно сохраняет внутри себя тепловую энергию независимо от климатических условий.

Низкая теплопроводность связана также с его строением. В нем малый объем твердого вещества, менее трех процентов. Размеры ячеек варьируются от 0,1 до 0,2 мм, соответственно меньше и размеры гранул. А чем они мельче и равномернее, тем выше качественные показатели материала.

Это связано с технологией производства, в случае с пенопластом она основана на соединение гранул за счет теплового расширения (исходное сырье обрабатывается сухим паром). В результате получается материал с неоднородными ячейками и крупными гранулами, которые скреплены между собой не очень сильно.

Именно поэтому пенопласт существенно отстает по прочности, соответственно и может пропускать тепло. Хотя за последние годы производители предлагают пенопласт, изготовленный экструзивным методом, который по показателям плотности (30, 50 кг/м3) и теплопроводности (около 0,002 Вт/(м·K)) мало отстает от ППС.

В целом показатель теплопроводности пенополистирола хоть и незначительно, но может варьироваться, в зависимости от марки материала, которая определяется технологией изготовления:

  • Беспрессовый.
  • Прессовый.
  • Экструзионный.
  • Автоклавный.
  • Автоклавно-экструзионный.

Каждый вид отличается плотностью, при этом самая низкая теплопроводность у пенополистирола, удельный вес которого составляет около 30 кг/м3, но в среднем данный показатель варьируется в пределах 0,031 — 0,035 Вт/м·К.

Коэффициент теплопроводности и толщина плиты

Производители предлагают ППС плиты толщиной 10–200 мм. Но данный показатель мало влияет на коэффициент теплопроводности. Для листов толщиной до 30 мм этот показатель составляет до 0,035 Вт/(м·K), применяются для теплоизоляции межкомнатных перегородок.

ППС толщиной до 100 мм обладает более низкой теплопроводностью 0,3–0,031 Вт/(м·K), используют их для изоляции фасадов, внутренних стен, чтобы сократить расходы на отопление. Образцы толщиной от 100 мм обладают теплопроводностью 0,31-0,32 Вт/(м·K), наиболее эффективно их использование в суровых климатических условиях для теплоизоляции фундамента.

Выбор утеплителя, теплотехнический расчет

Теплопроводность утеплителя является главным показателем при организации работ по теплоизоляции помещения. Чтобы достичь нужного эффекта осуществляется теплотехнический расчет, при этом обязательно учитывается назначение помещения, конструкция постройки, климатические условия региона и другие особенности.

Для утепления фундаментов, подвалов, полов и перекрытий используется пенополистирол теплопроводностью 0,033 – 0,038 Вт/м·К. Образцы с показателями 0,037 Вт/м·К применяются для утепления фасадов.

Влияние различных факторов на теплопроводность  ППС

Практика показывает, что в процессе эксплуатации величина теплопроводности может ухудшаться. Например, утеплитель теряет свою эффективность при длительном использовании в условиях высоких температур (максимально допустимый показатель составляет 80 градусов).

Изменение структуры, соответственно, ухудшение теплоизоляционных качеств наблюдается вследствие длительного воздействия прямых солнечных лучей. Поэтому после установки пенополистирола обязательно требуется отделка плит ППС с использованием штукатурки или сайдинга.

Но и последнее, не менее важное требование для обеспечения эффективной теплоизоляции с помощью ППС плит – это соблюдение всех технологических правил при их установке, иначе пенополистирол даже самой низкой теплопроводности не может обеспечивать желаемый результат.

Пенопласт: теплопроводность

Автор: iforget • Дата публикации: 22.03.2018

Теплопроводность пенопласта остается одним из важнейших факторов при его подборе. Сегодня каждая компания выпускает материалы с отдельными техническими характеристиками. Это позволяет подбирать все что нужно на официальной сайте https://uteplix.com/materialy/penoplast/teploprovodnost.html где также подробно рассмотрены технические условия. Пенопласт используется как основополагающий теплоизоляционный пенопласт. Чтобы получить максимально эффективное утепление рекомендуется обращаться к проверенным поставщикам и правильно оценивать технические характеристики.

Технические аспекты при производстве пенопласта также имеют очень большое значение. Компании-производители создают самые невероятные составы и структуры пенопласта, что удается получать достойные технические характеристики. В общем при покупке нужно акцентировать внимание на различных факторах, которые позволят заручиться профессиональной поддержкой лучшей компании.

Материалы такого формата производятся по определённым техническим условиям. В результате удается получать рациональные условия для создания теплоизоляционного слоя. Пенопласт также нужно заказывать только в аналогичных технических исполнениях, размерах и так далее. В этом вопросе очень важно придерживаться выбранной стратегии, которая позволит заказать все что нужно по выгодным ценам. Сейчас на рынке представлено достаточное количество рациональных предложений.

Теплопроводность – физическая характеристика которая указывает на количество, тепла которое пропускает пенопласт через себя. Лучше всего чтобы данный показатель был максимально низким, так как пенопласт используется как теплоизоляционный материал. Производители сегодня занимают ведущие позиции в этом сегменте и гарантируют покупателям возможность пользоваться услугами самых лучших поставщиков.

Сейчас теплопроводность указывается при реализации строительных и утеплительных материалов. Очень важно чтобы все технические характеристики соответствовали промышленным условиям эксплуатации. Сегодня подобрать соответствующие модели очень легко, так как существует немалое количество типов пенопласта с различными техническими аспектами и характеристиками. Все вопросы при подборе лучше всего задавать ответственным продавцам и консультантам. Все это позволит остановить выбор на более рациональных вариациях продукции.

Оставьте первый комментарий

Ждем ваш первый комментарий

Похожие материалы

[11.04.2022]

Области применения ландшафтной гальки и ее преимущества

В настоящее время многие владельцы загородных домов и коммерческих объектов интересуются оформлением ландшафтного дизайна территории. В этом случае используются разные материалы и технологии. Довольно большим спросом пользуется ландшафтная галька. Этот материал имеет широкую сферу применения. Он идеально подходит для организации каменно-растительных композиций, облицовки для бассейнов, декорирован…

[10.04.2022]

Где найти хорошего поставщика бетона

Компания “Бетон Прайс” представляет собой портал, на котором собрана информация о бетонных заводах Барнаула, Новоалтайска, Новосибирска. На его сайте https://beton-price.ru/beton/ представитель строительной организации или физлицо, желающие приобрести качественную цементную смесь для заливки, найдет данные о ведущих производителях данного строительного материала. Портал планирует расши…

[06.04.2022]

Почему выгодно покупать пластиковые окна б/у?

Окно ПВХ – строительная конструкция, состоящая из пластиковой рамы, армирующих элементов, стеклопакета, фурнитуры. Конфигурация параметров этих элементов играет значимую роль в ценообразовании. Один из ключевых факторов выбора пластиковых оконных профилей – стоимость. Покупка бывших в употреблении стройматериалов позволит не переплачивать за изготовление под заказ, сократить затраты на…

[03.04.2022]

Как правильно подобрать анкер

Современное строительство невозможно без анкерных болтов. Они нужны для закрепления чего-либо на стене или перекрытии. Анкерные болты, представленные тут, превосходят по надежности и крепости обычные болты и саморезы. Они выдерживают без деформации значительные нагрузки. Но для того, чтобы анкера справлялись со своими задачами, нужно знать, как их выбирать. Для полнотелых материалов Полнотелыми …

[30.03.2022]

Перед началом строительства дома заказал контейнер SKOGGY и не пожалел

Строительство дома это очень важный этап в жизни каждого взрослого человека. Подходить к этому делу спустя рукава неправильно и безответственно. Организация пространства при подготовке нового участка является одним из важных пунктов перед началом вспомогательных работ. Здесь можно выделить ключевые этапы, которые облегчат процесс строительства и дальнейший ввод проекта в эксплуатацию: подвод вр…

Численный анализ эффективной теплопроводности пластиковых пен

Численный анализ эффективной теплопроводности

из пластиковых пен

Andre

‘Chateau Akue

‘Chateau Akue

‘ASSE

‘KO

1,2,

*, Benoı

T COSTON

1

1

, CLE

‘ment Duborper

1,2

, Marie-France Lacrampe

1

,

и Patricia Krawczak

1

1

Отдел полимеров и Composites Technology and Machine Engineering, Mines Douai, 941 rue Charles Bourseul,

CS 10838, F-59508 Douai Cedex, France

2

IFMAS (Французский институт агро-источников материалов), Parc Scientifique de la Haute Borne 60 Avenue Halley,

59650 Villeneuve d’Ascq, France

Получено: 10 мая 2016 г.

Принято в печать: 21 июня 2016 г.

Опубликовано онлайн:

90 002 8 июля 2016 г.

Springer Science+Business

Media New York 2016

АННОТАЦИЯ

Данное исследование посвящено разработке численного метода конечных элементов для определения эффективной теплопроводности экструдированного полимерного пенопласта.

с разным уровнем открытой и закрытой пористости.Реализованный численный метод

основан на методах периодической гомогенизации, используемых для моделирования лазерной сварки композитных материалов. В целях валидации было применено

для расчета эффективной теплопроводности экструдированного пенополиэтилена

, для которого входные данные (плотность, размер и распределение ячеек,

коэффициент пористости и коэффициент экстинкции) были охарактеризованы экспериментально.

Вычисленные результаты сравнивались с экспериментальными данными, полученными методом

переходного плоского источника, и аналитическими результатами, полученными из литературы.Отклонение от экспериментальных данных в пять раз меньше, чем у

аналитических методов. Кроме того, предложенное численное решение позволяет достичь более высокого коэффициента пористости

и позволяет сократить время расчета

при обеспечении одинакового коэффициента компактности вне зависимости от расчета.

Номенклатура

ETC Эффективная теплопроводность

k

пена

Теплопроводность пены (Вт/м K)

ks

cnd Теплопроводность через твердую фазу 90W0 0 3

cnd Теплопроводность газовых фаз (Вт/

мК)

krd Радиационная теплопроводность (Вт/м·К)

kcnv Конвекционная теплопроводность (Вт/м·К)

k

Воздух

9003 90 воздух (0.0263 W / M k)

V

SOL

V

SOL

Фракция твердых объемов

V

GAS

V

ГАЗА

50002 ГАЗА

Объем газа

Устройство

Q

F

Плотность пены (кг / м

3

)

q

s

Плотность твердого полимера (кг/м

3

)

-0161-8

J Mater Sci (2016) 51:9217–9228

Содержание предоставлено Springer Nature, применяются условия использования.Права защищены.

Механические свойства и теплопроводность теплоизоляционных плит, содержащих переработанный термореактивный полиуретан и термопластичные полимеры

(Базель). 2021 декабрь; 13(24): 4411.

Алексей Иорданский, академический редактор и Ветчер Александр, академический редактор

Поступила в редакцию 8 ноября 2021 г.; Принято 13 декабря 2021 г.

Abstract

В этом исследовании использовался механохимический метод для анализа механизма рециркуляции пенополиуретана и оптимизации процесса рециркуляции.Использование механохимических методов для регенерации порошка пенополиуретана разрушает связь С–О пенополиуретана и значительно повышает активность порошка. На основе ортогонального плана испытаний были выбраны сетка, пропорция, температура и время для производства девяти переработанных плит методом горячего прессования. Затем было проанализировано влияние четырех факторов на теплопроводность и прочность на разрыв переработанной плиты. Результаты показывают, что пенополиуретановый порошок 120 меш обладает высокой активностью, а прочность на растяжение может достигать 9.913 МПа при формовании при 205 °C и 40 мин с 50% порошком полипропилена. Благодаря низкой теплопроводности пенополиуретана теплопроводность вторичного картона может достигать 0,037 Вт/м·К при параметре 40 меш, 80%, 185 °С, 30 мин. Это исследование предлагает эффективный метод переработки пенополиуретана.

Ключевые слова: механохимический метод, рециклированный пенополиуретан, ортогональное испытание, предел прочности, теплопроводность

1.Введение

Полиуретан широко используется в строительной отрасли, автомобильной промышленности, покрытиях и одежде из-за его хорошей стабильности, коррозионной стойкости, низкой плотности и теплопроводности [1]. Поэтому производство полиуретана также увеличивается. В настоящее время годовой объем производства полиуретана приближается к 30 миллионам тонн, что составляет 7,9% от общего объема производства пластмасс. Это пятый наиболее используемый полимер в мире [2]. Полиуретаны обычно делятся на следующие категории: гибкие пены, жесткие пены и оболочки (покрытия, клеи, герметики, эластомеры), которые используются для различных применений, показанных в [3,4,5,6].

Таблица 1

Категории применения PU.

Области Приложения Production
Гибкие пены мебель, ковер, постельное белье 36% 36%
жесткие пены коммерческие холодильники, изоляционные доски, упаковка 32%
Elastomers Elastomers Имплантаты, медицинские устройства, обувные SOLES 8%
Клеи и герметики Литье герметики 6% 6%
Покрытия Самолеты, транспортные средства (бамперы, сторона панели) 14%
Связующие Сборка древесно-стружечных, резиновых, эластомерных полов 4%

В процессе производства и потребления в большом количестве появились пенополиуретаны,Из-за небольшой плотности навала (около 30 кг/м 3 ) и трудности естественного разложения пенополиуретан вызвал серьезные экологические проблемы [7]. Многие страны исследуют биоразлагаемый пенополиуретан, но из-за высокой цены традиционные пенополиуретаны не могут быть заменены за короткое время [8,9]. Поэтому стоит изучить вопрос о том, как правильно обращаться с отходами пенополиуретана.

Методами обращения с отходами пенополиуретана являются захоронение, сжигание и утилизация [10,11].Доля отходов на свалках может достигать 50%. Из-за ущерба экологии и окружающей среде, постоянного истощения запасов нефти многие страны ограничивают или даже запрещают захоронение полимерных отходов [2]. Сжигание, как еще один метод обработки пенополиуретана, занимает важное место. При сжигании используются полиуретановые отходы в качестве топлива для восстановления энергии. Фактически сжигание полиуретана может дать такое же количество тепла, как и уголь по весу [7]. Однако во многие пенополиуретаны добавляют антипирены, что сильно затрудняет горение полиуретана.Неполное сгорание полиуретана приводит к образованию токсичных газов (таких как CO, NOx) и загрязнению атмосферы. Поэтому лучшим способом борьбы с пенополиуретаном станет утилизация.

После отверждения пенополиуретана нельзя изменить форму путем повторного нагревания. Хорошие характеристики пенополиуретана затрудняют переработку. В настоящее время существует два метода переработки отходов пенополиуретана: физическая переработка и химическая переработка [12,13].

Метод физической переработки не изменяет химическую структуру.Пенополиуретан разбивается на частицы или порошки, которые можно непосредственно использовать в качестве наполнителя или придавать им форму с помощью клея [14]. В настоящее время широко применяется метод физической переработки пенополиуретана. Ян и др. [15] измельчили жесткий пенополиуретан на частицы для улучшения механических свойств жесткого пенополиуретана (PUF) и фенольного пенопласта (PF). Результаты показывают, что при содержании частиц пенополиуретана (ППУ) 5 мас.% прочность на сжатие ППУ и ​​ПФ увеличивается почти на 20%.Гама и др. [16] сообщили, что частицы отходов ППУ можно смешивать с МДИ, а затем формовать при температуре 100–200 °C и давлении 30–200 бар. Продукт этого метода был полезен в качестве изоляционных панелей, ковров и мебели. Мун и др. [17] используют низкотемпературное измельчение для измельчения гибкого пенополиуретана в порошок. Порошок пенополиуретана обрабатывается ультразвуком, а исходный пенополиуретан добавляется для приготовления смешанного ППУ. Результаты показывают, что подушка автомобильного сиденья из смешанного ППУ имеет более высокий комфорт, чем чистый ППУ, и снижает жесткость и потери на гистерезис.Метод физического рециклинга прост в эксплуатации и дешев, но область его применения ограничена, а его возможности не получили широкого развития.

Методы химической переработки, также известные как извлечение сырья, включают алкоголиз, гидролиз, гликолиз, ацидолиз и т. д. [18,19], которые разлагают пенополиуретан на олигомеры и более мелкие молекулы. Сырье, восстановленное химическим способом, может быть использовано в новых пенополиуретанах или других продуктах. Валле и др. [20] использовали касторовое масло для успешного разложения отходов гибкого пенополиуретана.Результаты показывают, что увеличение концентрации разложившегося полиуретана (DP) увеличивает удлинение при разрыве, снижает прочность на растяжение и размер ячеек. Хейран и др. [21] использовали различные гликоли и катализаторы для гликолиза отходов пенополиуретана. Определяются такие параметры, как температура и соотношение материалов. Восстановленное сырье можно использовать для получения новых полиуретанов, а также для изоляции котлов и защитных покрытий. Гама и др. [22] деполимеризовали эластичный пенополиуретан с янтарной кислотой для получения вторичного полиола.Переработанный полиол заменит часть исходного полиола для производства пенополиуретана. Результаты показывают, что 30% переработанного полиола не оказывает очевидного влияния на морфологию и плотность пенополиуретана. Метод химической переработки следует принципу деградации и теоретически является лучшим методом переработки пенополиуретана. Однако процесс сложен, а процесс разделения и очистки очень дорог, что затруднительно для промышленного применения.

Механохимия основана на физическом методе и аккумулирует механическую и тепловую энергию, посредством длительного механического силового воздействия заставляя твердые реагенты вступать в химическую реакцию без растворителя и изменять химическую структуру веществ [23,24].Хотя термореактивные пластмассы не могут быть превращены в сырье с помощью механохимического метода, такого как метод химического восстановления, он может нарушить сетчатую структуру сшивки термореактивных пластмасс, снизив степень сшивки и улучшив активность переработанного порошка. Ху и др. [25] использовали механохимический метод для восстановления термореактивной фенольной смолы, и предел прочности при растяжении переработанного материала мог достигать 8,13 МПа.

Таким образом, механический метод подходит для переработки термореактивных пластиков, но он в основном ориентирован на механические свойства переработанных материалов, что, несомненно, является отходом для пенополиуретана с высокой теплоизоляционной способностью.Это исследование представляет собой попытку переработать пенополиуретан и превратить его в изоляционный материал, который можно использовать в зданиях. Механохимический метод использовался для восстановления пенополиуретана в качестве наполнителя, переработанного полипропилена в качестве матрицы, без добавления какого-либо другого клея, изменялись только размер частиц полиуретана, пропорция и параметры термопрессования, а также оценивались теплопроводность и прочность на разрыв продукта. Процесс восстановления пенополиуретана механохимическим методом показан на рис.

Процесс восстановления пенополиуретана механохимическим методом.

2. Материалы и методы

2.1. Материалы

Отработанный пенополиуретан, используемый в этом исследовании, представляет собой жесткую полиуретановую изоляционную плиту (Aoyang Insulation Material Corp., Лангфанг, Китай). Как показано на рисунке, внешняя сторона этой плиты представляет собой огнеупорный слой, состоящий из нетканого материала и неорганической пасты, а середина представляет собой жесткий пенополиуретан. Эта плита является наиболее часто используемым типом строительного изоляционного материала в Китае.Материал матрицы — переработанный полипропилен (ZhongLian Plastic Corp., Дунгуань, Китай).

Внешний вид ( a ) отходов плит ППУ, ( b ) кусков ППУ, ( c ) порошка ППУ, ( d ) самодельной дробилки и ( e ) микроскопической морфологии порошка ППУ .

2.2. Процесс эксперимента

2.2.1. PUF Crushing Process

Измельчение отходов пенополиуретана осуществляется в самодельной дробилке, специально предназначенной для длительного измельчения в лаборатории.Чтобы соответствовать реальным условиям восстановления, огнезащитный слой был сохранен. Это может повысить прочность переработанного материала и повысить экономическую выгоду. Сначала пенополиуретан вручную нарезали на мелкие кусочки площадью 2 квадратных сантиметра, затем грубо дробили на частицы размером менее 5 мм, наконец, измельчали ​​в порошок с низкой степенью сшивания с помощью самодельной дробилки. Как показано на d, самодельная дробилка оснащена тремя комплектами режущих зубьев и двумя шлифовальными дисками. В процессе измельчения действуют сила сдвига, сила измельчения, сила экструзии и другие механические силы.По мере измельчения материала и накопления тепловой энергии сетчатая структура пенополиуретана разрушается и образуются активные группы. Скорость дробилки установлена ​​на 1500 об/мин, а время дробления 40 мин. Это условие дробления было получено в результате предыдущих исследований в лаборатории [26]. Более высокая скорость и более длительное время увеличивают эффект дробления, но потребление механической энергии значительно увеличивается, а эффективность снижается. При 1500 об/мин и 40 мин полиуретановая пена может эффективно разлагаться и имеет самые высокие экономические показатели.Пенополиуретановый порошок показан на c.

2.2.2. Процесс горячего прессования

Порошок пенополиуретана формовали на плоской вулканизационной машине XLB350X (Qicai Hydraulic Machinery Corp., Шанхай, Китай). Для облегчения извлечения из формы на дно формы укладывается слой ПЭТ-пленки. Температура плавления ПЭТ выше 250 °C, что может предотвратить связывание расплава с формой. Равномерно смешать отработанный порошок пенополиуретана и переработанный полипропиленовый материал, уложить смесь в форму, наложить на порошок еще один слой ПЭТ-пленки, накрыть пресс-форму.Разогрейте форму при 175 ° С в течение 10 минут перед каждым экспериментом. Затем проводят термопрессование при температуре и времени, указанных в таблице. После термопрессования выхлоп выпускают в течение 10 мин, а затем поддерживают в тепле в течение 10 мин. Наконец, снимите форму и охладите ее до комнатной температуры перед извлечением из формы. Размер платы 150×150×5 мм 3 , как показано на рис.

Вторичная плита, полученная термопрессованием.

2.3. Тестирование производительности

2.3.1. Тестирование порошка ППУ

Распределение порошка пенополиуретана определяли с помощью лазерного анализатора размера частиц BT-9300ST (Bettersize Instruments Crop., Даньдун, Китай). К порошку добавляли дистиллированную воду и пирофосфат натрия для приготовления суспензии, и порошок диспергировали ультразвуком в течение 3 мин. Скорость цикла во время испытания составляла 1600 об/мин, а среднее значение бралось за 6 испытаний.

Инфракрасный спектрометр с преобразованием Фурье FTIR-850 (GangDong Sci&Tech Ltd., Тяньцзинь, Китай) использовали для изучения изменений молекулярной структуры порошков пенополиуретана. Три меш порошка (40, 80, 120) добавляли в бромид калия и изготавливали листы пресса, которые определяли по 32 временам сканирования.

2.3.2. Сканирующий электронный микроскоп (СЭМ)

Сканирующий электронный микроскоп EVO-18 (Carl Zeiss AG, Оберкохен, Баден-Вюртемберг, Германия) использовали для наблюдения за микроструктурой полиуретанового порошка и переработанного картона. Учитывая низкую электропроводность полиуретана, переработанные платы были разрезаны на образцы размером 5×5×5 мм 3 и покрыты золотом под вакуумом. Ускоряющее напряжение выбрано равным 20 кВ, что может удовлетворить анализ большинства элементов.По сравнению с более низким ускоряющим напряжением, 20 кВ может обеспечить более высокое разрешение и помочь нам получить информацию о составе внутри образца.

2.3.3. Испытание на теплопроводность

Теплопроводность всегда считалась основным параметром, связанным с практическим применением пенополиуретана. Прибор для измерения теплового потока DRPL-III (XiangYi, Instrument Co., Ltd., Xiangtan, Китай) использовался для определения теплопроводности девяти досок. В соответствии со стандартом ISO 8301 выберите две конфигурации расходомера тепла, установите холодную поверхность на 25 °C, горячую поверхность на 40 °C и давление на 80 Н.Теплопроводность рассчитывается по формуле (1). Эксперименты повторяли три раза для каждого образца, чтобы получить среднее значение. Образцы, измеренные на теплопроводность, были отполированы и рафинированы для уменьшения теплового контактного сопротивления.

куда:

  • λ = теплопроводность (W · M -1 · K -1 )

  • F = Калибровочный коэффициент (W · M -2 · V -1 )

  • e = мощность теплосчетчика (В)

  • d = средняя толщина образца (м)

2.3.4. Испытание прочности на растяжение

Испытание материалов Система AGS-X (Shimadzu Corp., Киото, Япония) использовалась для испытания прочности на растяжение переработанных плит в соответствии со стандартами Международной организации по стандартизации (ISO) 527 и ASTM D638. из переработанных досок были изготовлены образцы стандартных размеров (ширина 10 мм, расчетная длина 50 мм), скорость испытания была установлена ​​на 1 мм/мин, и была измерена максимальная нагрузка, которую мог выдержать образец. Эксперимент повторяли трижды для определения прочности на растяжение.

3. Результаты и обсуждение

Основной целью данной работы является разработка переработанного листа с лучшими механическими свойствами и меньшей теплопроводностью. Таким образом, это можно рассматривать как задачу оптимизации с двумя целями. Процесс оптимизации в основном разделен на следующие части:

  • (1)

    Анализ дробящего эффекта порошка пенополиуретана;

  • (2)

    Разработайте и завершите ортогональный тест;

  • (3)

    В качестве значений отклика принять теплопроводность и предел прочности, проанализировать влияние на них факторов;

  • (4)

    Выбор переработанного картона для многоцелевой оптимизации.

3.1. Анализ эффекта дробления

3.1.1. Распределение размера частиц порошка ППУ

показало распределение размера измельченного порошка ППУ. Средний размер порошка ППУ составляет 245 мкм, что не оказывает существенного влияния на форму плиты и может сохранять определенные теплоизоляционные характеристики. Распределение частиц по размерам: 52,89 % = 177–420 мкм, 22,83 % = 180–125 мкм; 8,74% = 75–125 мкм; 4,21% < 75 мкм.

Гранулометрический состав порошка ППУ.

3.1.2. FTIR (инфракрасная спектроскопия с Фурье-преобразованием) Анализ

FTIR используется для анализа молекулярной структуры и групповых изменений в процессе деградации, как показано на рис. Характеристический пик амино (-NH-) составляет 3317,6 см -1 в 40 меш. Характерный пик размера пылевидных частиц уширяется в 200 меш, появляется большое количество гидроксила (-OH-) и по совпадению формируется характерный пик большой концентрации амино (-NH-).Это результат разрыва связи С-О с образованием гидроксильной (-ОН-) группы. При разных числах ячеек характерные пики цианатных групп появлялись в волновых числах 3317,6–3369,4 см -1 , указывая на разрыв карбаматной группы по связи С-О и появление новой изоцианатной группы.

Спектры ATR-FTIR порошков полиуретана с различным числом ячеек.

При волновом числе 1226,5 см -1 пик валентных колебаний карбаматной группы C-O значительно изменился, указывая на то, что карбаматная группа в основной цепи полимеризации постепенно уменьшается, а сшивающая структура постепенно разрушается.

3.1.3. Микроструктура порошка ППУ

Микрофотография порошка ППУ представлена ​​на а (40 меш, напряжение нагрузки 20 кВ, увеличение 50 крат). Видно, что в порошке ППУ много волокон, которые происходят из упомянутого выше огнеупорного слоя. В этом исследовании выбор сохранения этих волокон может не только снизить стоимость предварительной обработки, но и эффективно улучшить механические свойства пластмасс за счет добавления волокон в пластмассы. Микрофотографии порошков 40 меш, 80 меш и 120 меш показаны на (напряжение нагрузки 20 кВ, увеличение 300 крат).Видно, что формы трех порошков схожи, но порошок 40 меш в большей степени сохраняет пористую структуру пенополиуретана, что более четко видно на b (40 меш, напряжение нагрузки 20 кВ, увеличение в 200 раз). ). Это хорошо объясняет влияние числа ячеек на теплопроводность. Расплавленный полипропилен покрывает поверхность порошка пенополиуретана и снова образует пузырьки, что может значительно снизить теплопроводность. Однако наличие большого количества пузырьковых структур также делает его слабым местом при испытании на растяжение.

Микроскопическая морфология порошка ППУ при различном увеличении. ( а ) 50 раз ( б ) 200 раз.

Микроскопическая морфология порошков ППУ с различным числом ячеек. ( и ) 40 меш. ( b ) 80 меш. ( c ) 120 меш.

3.2. Анализ ортогональных тестов

3.2.1. Дизайн ортогонального теста

В дизайне ортогонального теста очень важен выбор факторов и уровней. На основании результатов анализа размера частиц и анализа инфракрасного спектра, а также предыдущих исследований [26].Были определены четыре фактора, а именно номер ячейки (A), пропорция PUF (B), температура (C) и время (D).

(A) Сетка: после однофакторного теста на уровне сетки устанавливается уровень сетки 40, 80 и 120 меш. Чем больше размер частиц порошка, тем в большей степени он может сохранить теплоизоляционные свойства самого пенополиуретана, но слишком крупные частицы снизят прочность сцепления порошка пенополиуретана и полипропилена, а механические свойства переработанной плиты ухудшатся. бедных.Для улучшения механических свойств добавляется большое количество порошка полипропилена, что делает переработку пенополиуретана вторичной и идет вразрез с поставленной задачей. При этом чем меньше размер частиц порошка, тем лучше его механические свойства. Когда используется полиуретановый порошок мельче 200 меш и количество добавки превышает 50%, предел прочности готового продукта может быть близок к 20 МПа. Однако следует учитывать, что ограниченный выход сверхтонкого порошка значительно увеличит стоимость измельчения.Поэтому в нынешних условиях выбор 40 меш, 80 меш и 120 меш является более разумным.

(B) Пропорция ППУ: В связи с решением перерабатывать пенополиуретан в качестве основного компонента, доля небольшого добавления порошка пенополиуретана была установлена ​​на 50%. Учитывая максимальную пропорцию, хотя 100% пенополиуретановый порошок можно формовать при высокой температуре и высоком давлении (180 ° C, 35 МПа), эффект формования плохой, а механические свойства не идеальны.Поэтому максимальная доля добавления пенополиуретана установлена ​​на уровне 80%.

(C) Температура: Температура выбирается для обеспечения текучести полипропиленового порошка. На самом деле пенополиуретан также будет обладать определенной степенью пластичности при определенной температуре, что поможет формовке изделия. Учитывая температуру плавления полипропилена, была проведена серия испытаний в диапазоне 165–215 °С. Когда температура ниже 185°С, полипропиленовый порошок начинает течь, но формовочный эффект неудовлетворителен.Прочность сцепления порошка пенополиуретана и полипропилена очень низкая, и даже порошок отвалился, когда был взят конечный продукт. Когда время нагрева увеличивается, эффект улучшается, но механические свойства все еще не идеальны и недостаточно экономичны. Поэтому было принято решение установить температурный диапазон 185 °С, 195 °С и 205 °С. В этих условиях формовочный эффект наилучший.

(D) Время: Как упоминалось ранее, полипропилену требуется время, чтобы расплавиться и соединиться с порошком пенополиуретана.Была проведена серия тестов в диапазоне 10–60 мин, и было установлено, что наиболее приемлемым диапазоном является 30–50 мин. Слишком короткое время нагрева повлияет на механические свойства, а более длительное время не имеет смысла.

содержит подробную информацию о факторах и их уровнях. На основе ортогональной таблицы планирования тестов L9 (3 4 ) было проведено в общей сложности 9 групп тестов, как показано на , где каждая строка представляет один тест.

Таблица 2

Параметры и уровни для обработки.

Уровни A (Сетка) B (пропорция) C (Температура) D (Время) D (Время)
1 40 50% 185 30
2 80204 80204 80204 95% 195 40203 9 120202 120 120 80203 120 80203 205 205 50 9

Таблица 3

Доу для окончательных экспериментов.

0
EXP № MESH Пропорция Пропорция Температура (° C) Время (мин)
1 40 50% 185 30
2 40 95% 65% 195 4020204 4020204 40 9 40 80203 205
50
4 80 50% 195 50
5 80199 80 65% 205 30 30
6 80203 9 80203 185 40
7
7 120 50% 205 409 40
8 120 65% 185 50 50
9 120 80% 195 30
3.2.2. Результаты ортогонального теста

В этой статье задаются два показателя ортогонального теста: теплопроводность и прочность на растяжение. Каждая серия экспериментов проводилась трижды, и результаты усреднялись. Экспериментальные данные показаны на .

Таблица 4

Ортогональная схема и ее результаты.

9 9 9 9 9 9
Тест A B C C D D D Термальная проводимость (W / M · K) Прочность на растяжение (MPA)
1 1 1 1 1 0.0711 0911 0.9031
2 1 9 0,064 9 0.064 9 0.0645 0.4182
3 1 3 3 3 0.0555 0,4143
4 2 2 1 2 3 3 0.0982 3,0982
5 2 2 3 1 0.0726 0.9451
6 2 9 3 9 0.2179 9 0,2177 9 0.2177
7 3 1 3 2 0.1263 9.9129
8 3 2 2 9 9 9 0,0803 1.4642
9 3 3 3 2 1 0.0614 1.1847

3.3. Анализ эффективности платы

3.3.1. Анализ теплопроводности

показывает результаты анализа диапазона теплопроводности. K и представляет собой среднее значение теплопроводности при определенном факторе. Размер ячеек (А) положительно коррелирует с теплопроводностью. Чем больше размер ячеек порошка, тем больше теплопроводность, то есть тем хуже характеристики теплоизоляции (А).Температура (C) показала аналогичные результаты для сетки (A) (C). Наоборот, чем выше доля полиуретанового порошка (В), тем ниже теплопроводность (В). Когда значение фактора времени (D) увеличивается, соответствующее значение Ki сначала увеличивается, а затем уменьшается (D). В соответствии со значением R факторы можно расположить как B > A > D > C, что указывает на то, что доля полиуретана оказывает наибольшее влияние на теплопроводность, затем размер частиц полиуретанового порошка, температура и время оказывают меньшее влияние.

Влияние факторов разного уровня на теплопроводность: ( A ) Сетка. ( B ) Пропорция. ( C ) Температура. ( D ) Время.

Таблица 5

Анализ диапазона теплопроводности.

Элементы A B C D
К 1 0,0637 0,0985 0,0703 0,0684
К 2 0.0768 0,0725 0,0747 0,0835
К 3 0,0893 0,0588 0,0848 0,078
R 0,0256 0,0397 0,0145 0,0151

Согласно результатам в , ANOVA проводится для теплопроводности, а статистические результаты приведены в . SS — сумма квадратов переменных; DOF представляет степени свободы; MS — среднеквадратичное, то есть отношение SS к DOF; F и P — значения, которые определяют, является ли переменная значимой.Высокое значение F и низкое значение P указывают на то, что переменная более значима [27]. Как видно из , результаты дисперсионного анализа согласуются с предыдущим анализом диапазона, а доля полиуретанового порошка оказывает важное влияние на теплопроводность. Поскольку пенополиуретановые порошки не плавятся при нагревании, между порошками имеется много зазоров, и расплавленный полипропилен просачивается в эти зазоры и соединяет порошки. По мере увеличения доли порошка пенополиуретана доля полипропилена уменьшается, и полипропилен не может быть заполнен зазором, что приводит к большому количеству пузырьков.Это также является причиной того, что размер ячейки влияет на теплопроводность. Чем меньше сетка порошка, тем больше размер частиц, и зазор также больше. Это также видно на микрофотографии. Чтобы более наглядно выразить влияние факторов на теплопроводность, пропорция и количество ячеек пенополиуретана выбраны в качестве условий для построения проекции поверхности, как показано на рис. Программное обеспечение Minitab используется для анализа уравнения линейной регрессии коэффициента теплопроводности Υ 1 :

Υ 1 = −0.0233 + 0,000320A − 0,001323B + 0,0023C + 0,000482D

(2)

Проекция поверхности сетки и пропорции влияет на теплопроводность.

Таблица 6

Результат дисперсионного анализа для теплопроводности.

Переменная Нержавеющая сталь DOF MS F р Вклад
А 0,002957 2 0,001479 25.64 <0.001 23.99%
9 0.007324 2 0,003662 63.00662 <0.001 <0 0.001 59,42%
C 0,000991 2 0,000496 8.59 0.002 0,002 8.04%
D 0.001052 2 2 0,000526 9.12 0,002 0,002 8.54%
Ошибка 0.001038 18 0,000058
Всего 0,013363 26 100%
3.3.2. Анализ прочности на растяжение плиты

показывает результаты анализа диапазона прочности на растяжение. В соответствии со значением R порядок влияния факторов следующий: B > A > C > D. Можно видеть, что тенденция влияния различных факторов на свойства при растяжении согласуется с теплопроводностью, как показано на рис.

Влияние факторов разного уровня на стресс: ( A ) Сетка. ( B ) Пропорция. ( C ) Температура. ( D ) Время.

Таблица 7

Анализ диапазона прочности на растяжение.

Элементы A B C D
К 1 0,5544 4,7811 0,8616 1,0109
К 2 1.5634 0,9183 1,6860 3,4921
К 3 4,1872 0,6055 3,7574 1,8020
R 3,6328 4,1755 2,8958 2,4811

Дисперсионный анализ проводится для прочности на растяжение, и результаты показаны на рис. Сетка, пропорция, температура и время оказывают значительное влияние на предел прочности при растяжении, и ранжирование степени их вклада согласуется с результатами анализа диапазона.Для более интуитивного наблюдения за свойствами растяжения данные напряжения-деформации нарисованы, как показано на рис. Видно, что напряжение у баб №7 намного выше, чем у других баб. Судя по параметрам обработки (120 меш, 50%, 205 °C, 40 мин), этот результат неизбежен. Порошок PUF 120 меш имеет более сильную поверхностную активность и лучше сочетается с порошком PP. Высокая доля полипропиленового порошка обеспечивает более высокую прочность на растяжение уширителя №7. Температура 205 °С и время 40 мин обеспечивают возможность хорошего сочетания ППУ и ​​ПП.Вторым по величине напряжением является широкий № 4, параметры обработки которого составляют (80 меш, 50%, 195 ° C, 50 мин). Сравнивая теплопроводность и прочность на растяжение этих двух плит, можно увидеть, что они имеют самые высокие значения обоих. Высокая прочность на растяжение означает лучшее связывание порошка и меньшую пористость. Это также повышает теплопроводность.

Кривая зависимости напряжения от деформации (цифры на рисунке представляют разные номера экспериментов).

Таблица 8

Результат ANOVA для прочности на растяжение.

Переменная Нержавеющая сталь DOF MS F р Вклад +
63,148 2 31,5739 66,68 <0,001 27.43%
B 96,860 2 48,4300 102,28 < 0,001 42,08%
С 40.309 2 20.1545 42.56 42.56 <0.001 17.51%
9 29.870 2 2 14.9349 31.54 <0.001 12,98%
Ошибка 8,523 18 0,4735
Всего 238,710 26 100%

Аналогичным образом пропорция и количество ячеек пенополиуретана выбираются в качестве условий для построения проекции поверхности его влияния на прочность на растяжение, как показано на рис.Уравнение линейной регрессии для прочности на растяжение Υ 2 : .

3.3.3. Микроструктура переработанного картона

Микрофотографии девяти картонов показаны на . Волокна огнеупорного слоя видны в c,f. Обратите внимание, что каждая строка имеет одинаковое количество ячеек, а каждый столбец имеет одинаковую пропорцию. Поэтому также легко сравнить эффекты сетки и пропорции на доске.Наименьшую теплопроводность имеет доска №3, в чем также можно убедиться, сравнив 13с с другими горизонтальными и продольными снимками. Большое количество порошков пенополиуретана обеспечивает возможность низкой теплопроводности. Небольшое количество полипропилена не может полностью обернуть порошок пенополиуретана и играет только роль соединения, что также является причиной того, что прочность на разрыв плиты № 3 составляет всего 0,4143 МПа. Противоположная доска №7, микрофотография которой представлена ​​в 13 г.Плата № 7 содержит 50% порошка пенополиуретана 120 меш, который полностью покрыт полипропиленом равной массы. На других досках его нет. Это также обеспечивает превосходную прочность на растяжение пластины № 7. Стоит отметить, что теплопроводность плиты № 7 составляет 0,1263 Вт/м·К, что составляет 54% от теплопроводности чистой полипропиленовой плиты (около 0,23 Вт/м·К). Также доказано, что полиуретановый порошок 120 меш оказывает большое влияние на снижение теплопроводности.

Микрофотографии образцов 1–9 (увеличение ×150; ( a i ) соответствует опыту № 1–9).

3.3.4. Выбор параметров переработанного картона

На основании приведенного выше анализа мы видим, что теплопроводность положительно коррелирует с пределом прочности на растяжение, что затрудняет получение оптимального решения и требует корректировки в соответствии с фактическими требованиями. В этом исследовании приведены три параметра для справки: самая низкая теплопроводность, максимальная прочность на растяжение и выбор равновесия.

Наименьшая теплопроводность выбрана как A 1 B 3 C 1 D 1 . При этом условии теплопроводность составляет 0,037 Вт/м·К, предел прочности при растяжении — 0,133 МПа. Низкая прочность затрудняет использование в качестве самостоятельного материала. Однако его можно использовать в качестве строительных изоляционных плит, окруженных кирпичом, бетоном, железобетоном и другими тяжелыми материалами. Или как сэндвич из стальной плиты, чтобы обеспечить лучшую изоляционную способность.

Максимальная прочность на разрыв была выбрана как A 3 B 1 C 3 D 2 . При этом условии теплопроводность составила 0,1253 Вт/м·К, предел прочности при растяжении — 9,913 МПа. Его теплоизоляционные характеристики являются общими, но хорошие механические свойства могут быть использованы для отделки помещений панелями, трубами, бамперами, прокладками.

Кроме того, согласно анализу диапазонов, влияние пропорции (B) на теплопроводность намного выше, чем трех других факторов.Хотя пропорция (В) оказывает наибольшее влияние на предел прочности при растяжении, разница между ней и тремя другими факторами невелика. Таким образом, B 3 выбран для получения лучших теплоизоляционных характеристик, а A 3 C 3 D 2 выбран для получения лучшей прочности на растяжение. В условиях A 3 B 3 C 3 D 2 теплопроводность составляет 0,086 Вт/м·K, предел прочности при растяжении составляет 5,737 МПа. Сбалансированные характеристики могут быть применены для широкого спектра применений, таких как замена бетона с легким заполнителем для внутренних и наружных стен зданий, крыш и полов.

Для сравнения приведенные выше результаты и свойства исходного материала приведены в . Видно, что теплопроводность составляет всего 0,037 Вт/м·К, что очень близко к теплопроводности пенополиуретана. В прошлых исследованиях термореактивных пластиков исследователи сосредоточились на механических свойствах переработанных пластин. Например, Престес и др. [14] Добавление 40% порошков ламината высокого давления в полипропилен, экструдированный с помощью модели экструдера, и предел прочности при растяжении составил 11.58 МПа. Квадрини и др. [28] формовали чистые порошки пенополиуретана путем горячего прессования. Прочность на растяжение и прочность на сжатие составляли 2,4 МПа и 22 МПа соответственно. Если рассматривать только механические свойства, то это, несомненно, отходы пенополиуретана с высокой изоляционной способностью. Что касается самой высокой теплопроводности, значение 0,1253 Вт/м·К составляет 54% от теплопроводности чистой полипропиленовой плиты, которая также отвечает требованиям Китая к теплоизоляционным материалам.Его прочность на разрыв 9,913 МПа намного превышает прочность пенополиуретана. Принимая во внимание, что в условиях A 3 B 1 C 3 D 2 доля порошка пенополиуретана составляет 50%, механические свойства этой переработанной плиты не хуже, чем в исследовании Prestes et al. .

Таблица 9

Характеристики и применение платы.

1 B 3 C 1 D 1 9 9 1 C 3 D 2 9 2 2 2
0.086
Параметр Параметр Теплопроводность (с M · K) Прочность на растяжение (МПа) Приложения
0.037 0.133 0.133 Изоляционная доска, бутерброд из стали Широкий
0.1253 9.913 Комнатные отряды, Трубы, Бамперы, прокладки,
9 3 B 3 C 3 D 2 C 3 9 2 5.086 5.086 5.737 Стены, крыши, полы
Пена полиуретана 0,022 ~ 0,030 0.3
Полипропилен 0,23 29

4. Выводы

Ниже приведены выводы из данного исследования:

Изучено влияние механохимического измельчения отходов пенополиуретана на внешний вид и молекулярную структуру ППУ. В результате механическая и тепловая энергия накапливается в течение длительного периода дробления. При комбинированном воздействии происходит разрыв связи С–О ППУ, разрушение сетчатой ​​сшивающей структуры и существенное повышение активности порошка ППУ.

Порошок пенополиуретана и полипропилен могут быть преобразованы в композиционные материалы путем горячего прессования. Используя сетку, пропорцию, температуру и время в качестве факторов, а также теплопроводность, прочность на растяжение и плотность в качестве показателей, устанавливается ортогональный метод проектирования испытаний. На основе анализа диапазонов и дисперсионного анализа изучается влияние каждого фактора на индекс.

Результаты показывают, что доля порошка пенополиуретана оказывает наибольшее влияние на теплопроводность и прочность на растяжение, вторым является размер ячейки, а температура и время оказывают меньшее влияние.При числе ячеек 40 и доле 80% достигается самая низкая теплопроводность 0,037 Вт/м·К и предел прочности при растяжении 0,133 МПа. Порошок пенополиуретана в возрасте 40 меш сохраняет относительно полную структуру пузырьков, но расплавления 20% полипропилена недостаточно для его заполнения, а образуются новые и более мелкие пузырьки. При числе ячеек 120 и доле 50% максимальный предел прочности при растяжении составляет 9,913 МПа, а теплопроводность составляет 0,1253 Вт/м·К. Однако значение 0.1253 Вт/м·К, что составляет 54% от теплопроводности чистой полипропиленовой плиты (около 0,23 Вт/м·К), также соответствует требованиям Китая к теплоизоляционным материалам.

Это исследование представляет собой эффективный метод восстановления пенополиуретана, и в качестве примера применения можно ожидать: Изоляция, крыши, бамперы, прокладки и т. д. Необходимы дополнительные исследования для улучшения свойств вторичного пенополиуретана. Характеристики переработанных плит были немного хуже, чем у исходного материала, чего и следовало ожидать, учитывая, что в этом испытании не добавлялись никакие добавки.В следующем тесте будут выбраны добавки и опробованы различные термопласты.

Вклад авторов

Концептуализация, П.Х.; методология, HR; программное обеспечение, HR; валидация, PH, HR и CW; расследование, HL; ресурсы, PH; курирование данных, HR; написание – подготовка первоначального проекта, HR; написание – обзор и редактирование, HR; визуализация, C.W.; надзор, П.Х.; администрация проекта, PH; приобретение финансирования, P.H. Все авторы прочитали и согласились с опубликованной версией рукописи.

Финансирование

Данное исследование финансировалось Национальным фондом естественных наук Китая, номер гранта 51877001; Центральное правительство будет направлять местное научно-техническое развитие, номер гранта 202107d06020004; Ключевой проект Департамента образования провинции Аньхой Программа поддержки выдающихся талантов колледжа, номер гранта gxyqZD2020034, и Университет доктора Аньхой Цзянжу начал проект финансирования, номер гранта 2018QD14.

Заявление Институционального контрольного совета

Неприменимо.

Заявление об информированном согласии

Неприменимо.

Заявление о доступности данных

Данные, полученные или проанализированные в ходе этого исследования, включены в эту опубликованную статью.

Конфликт интересов

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Сноски

Примечание издателя: MDPI остается нейтральным в отношении юрисдикционных претензий в опубликованных картах и ​​институциональной принадлежности.

Каталожные номера

1.Ван М., Чжан С., Чжан В., Лу С., Юань Г. От термореактивных материалов к термопластам: новый однореакторный подход к переработке полиуретановых отходов посредством реактивного компаундирования с диэтаноламином. прог. Резиновый пласт. Переработка Технол. 2014;30:221–236. doi: 10.1177/147776061403000403. [Перекрестная ссылка] [Академия Google]3. Денг Ю., Девил Р., Аппельс Л., Ансарт Р., Байенс Дж., Канг К. Обзор термохимической переработки отходов пенополиуретана. Дж. Окружающая среда. Управление 2021;278:111527. doi: 10.1016/j.jenvman.2020.111527.[PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]4. Стачак П., Лукашевска И., Хебда Э., Пелиховски К. Последние разработки в области материалов на основе полиуретана для инженерии костной ткани. Полимеры. 2021;13:946. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]5. Магнин А., Поллет Э., Фалип В., Аверус Л. Оценка биологического разложения полиуретанов. Биотехнолог. Доп. 2020;39:107457. doi: 10.1016/j.biotechadv.2019.107457. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]6. Yang H., Yu B., Song P., Maluk C., Wang H. Разработка покрытия поверхности огнестойких гибких пенополиуретанов: критический обзор.Композиции Часть Б англ. 2019;176:107185. doi: 10.1016/j.compositesb.2019.107185. [Перекрестная ссылка] [Академия Google] 7. Ян В., Донг К., Лю С., Се Х., Лю Л., Ли Дж. Методы переработки и удаления отходов пенополиуретана. Procedia Окружающая среда. науч. 2012;16:167–175. doi: 10.1016/j.proenv.2012.10.023. [Перекрестная ссылка] [Академия Google]8. Ван Б., Ма С., Ли К., Чжан Х., Лю Дж., Ван Р., Чен З., Сюй С., Ван С., Лу Н. и др. Легкий синтез «усваиваемого», жесткого и гибкого строительного блока на биологической основе для высокоэффективных разлагаемых термореактивных пластиков.Зеленый хим. 2020;22:1275–1290. doi: 10.1039/C9GC04020J. [Перекрестная ссылка] [Академия Google]9. Юань Ю., Сунь Ю., Ян С., Чжао Дж., Лю С., Чжан М., Чжэн С., Цзя Л. Многократно перерабатываемые термостойкие ковалентные термореактивные усовершенствованные композиты, армированные углеродным волокном. Нац. коммун. 2017;8:14657. doi: 10.1038/ncomms14657. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]10. Тантисаттаякул Т., Канчанапия П., Метаканон П. Сравнительные варианты обращения с отходами жесткого пенополиуретана в Таиланде.Дж. Чистый. Произв. 2018;196:1576–1586. doi: 10.1016/j.jclepro.2018.06.166. [Перекрестная ссылка] [Академия Google] 12. Гарде С., Кандасубраманян Б. Методы механотермической и химической переработки для окружающей среды из армированного волокном пластика (FRP). Технол. иннов. 2019;14:100311. doi: 10.1016/j.eti.2019.01.005. [Перекрестная ссылка] [Академия Google] 13. Сингх Р., Сингх И., Кумар Р., Брар Г. Отходы термореактивного полимера и керамики в качестве армирования термопластичной матрицы для обеспечения устойчивости: термомеханические исследования.Дж. Термопласт. Композиции Матер. 2019; 34: 523–535. doi: 10.1177/0892705719847237. [Перекрестная ссылка] [Академия Google] 14. Престес П., Домингос М., Фаулстич Д. Влияние остатков ламината высокого давления на механические свойства переработанных полипропиленовых смесей. Полим. Контрольная работа. 2019;80:106104. doi: 10.1016/j.polymertesting.2019.106104. [Перекрестная ссылка] [Академия Google] 15. Yang C., Zhuang Z., Yang Z. Распыленные частицы пенополиуретана, армированные твердым пенополиуретаном и фенольной пеной. Дж. Заявл. Полим. науч. 2014;13:39734.doi: 10.1002/app.39734. [Перекрестная ссылка] [Академия Google] 17. Мун Дж., Квак С., Ли Дж., Ким Д., Ха Дж., О Дж. Синтез пенополиуретана из подушек автомобильных сидений, удаленных с помощью ультразвука. Управление отходами. 2019; 85: 557–562. doi: 10.1016/j.wasman.2019.01.018. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 18. Гама Н., Годиньо Б., Маркес Г., Силва Р., Баррос-Тиммонс А., Феррейра А. Переработка полиуретана ацидолизом: влияние условий реакции на свойства восстановленного полиола. Полимеры. 2021;219:123561.doi: 10.1016/j.polymer.2021.123561. [Перекрестная ссылка] [Академия Google] 19. Годиньо Б., Гама Н., Баррос-Тиммонс А., Феррейра А. Переработка различных видов отходов пенополиуретана путем ацидолиза для производства полиуретановых покрытий. Поддерживать. Матер. Технол. 2021;29:e00330. doi: 10.1016/j.susmat.2021.e00330. [Перекрестная ссылка] [Академия Google] 20. Валле В., Агирре К., Алдас М., Пазминьо М., Алмейда-Наранхо К. Термореактивный материал на основе вторичного сырья, полученный при разложении отходов пенополиуретана касторовым маслом.Дж. Матер. Циклы управления отходами. 2020; 22:1793–1800. doi: 10.1007/s10163-020-01068-5. [Перекрестная ссылка] [Академия Google] 21. Хейран Р., Гадериан А., Регунадхан А., Седагати Ф., Томас С., Хагиги А. Гликолиз: эффективный способ переработки пенополиуретанов с истекшим сроком службы. Дж. Полим. Рез. 2021;28:22. doi: 10.1007/s10965-020-02383-z. [Перекрестная ссылка] [Академия Google] 22. Гама Н., Годиньо Б., Маркес Г., Силва Р., Баррос-Тиммонс А., Феррейра А. Переработка отходов полиуретана путем ацидолиза. хим. англ. Дж. 2020; 395:125102.doi: 10.1016/j.cej.2020.125102. [Перекрестная ссылка] [Академия Google] 23. Джеймс С., Адамс К., Болм К., Брага Д., Коллиер П., Фришич Т., Грепиони Ф., Харрис К., Хайетт Г., Джонс В. и др. Механохимия: возможности для нового и более чистого синтеза. хим. соц. 2012; 41:413–447. doi: 10.1039/C1CS15171A. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 24. Чжан С., Чжуан Л., Юань В., Ван Дж., Бай Дж. Извлечение свинца из отработанного свинцового стекла в щелочном растворе механохимическим восстановлением. Гидрометаллургия. 2016; 165:312–317.doi: 10.1016/ж.гидромет.2016.01.017. [Перекрестная ссылка] [Академия Google] 25. Ху Дж., Донг Х., Сонг С. Исследование механизма и процесса восстановления отходов термореактивных фенольных смол на основе механохимического метода. Доп. Матер. науч. англ. 2020;2020:1384194. дои: 10.1155/2020/1384194. [Перекрестная ссылка] [Академия Google] 26. Ву В., Лю Г., Ченг Х. Подготовка и анализ характеристик регенерированных материалов для термореактивного полиуретана на основе связанной термомеханической модели. Подбородок. Дж. Мех. англ.-англ. Эд. 2016;27 [Google Академия]27.Ли Х., Сюй Б., Лу Г., Ду К., Хуанг Н. Многоцелевая оптимизация топливного элемента PEM путем распознавания связанных значимых переменных, суррогатных моделей и многоцелевого генетического алгоритма. Преобразование энергии. Управление 2021;236:114063. doi: 10.1016/j.enconman.2021.114063. [Перекрестная ссылка] [Академия Google] 28. Квадрини Ф., Беллисарио Д., Санто Л. Переработка термореактивных пенополиуретанов. Полим. англ. науч. 2013;53:1357–1363. doi: 10.1002/pen.23393. [CrossRef] [Google Scholar]

Какой изолятор лучше: бумага, стекло, пластик или пенопласт?

Обновлено 11 декабря 2018 г.

Автор: Dot Summer

Теплопроводность материала определяет, насколько он хорош в качестве изолятора.Официальное определение теплопроводности – это количество тепла, передаваемое через единицу толщины в направлении, нормальном к поверхности единицы площади, из-за единичного градиента температуры в установившихся условиях. Проще говоря, теплопроводность — это способность проводить тепло. Лучшими материалами для утепления являются материалы с наименьшей теплопроводностью.

Теплопроводность

Теплопроводность обычно описывается с точки зрения того, как быстро единица тепла, называемая БТЕ или Британская тепловая единица, может пройти через 1 фут материала за один час из-за разницы в 1 градус Фаренгейта.

Сравнение материалов

Стекло значительно уступает бумаге, пластику и пенополистиролу с точки зрения изоляции. Теплопроводность в единицах БТЕ/(футы – час – градусы Фаренгейта) составляет 1,82 для стекла, 0,09 для бумаги, 0,06 для пенополистирола. Проводимость пластиков различается в зависимости от материалов: для полипропилена и поликарбоната значения теплопроводности составляют 0,69 и 0,35 соответственно.

Горячие напитки и изоляция

Бумага, стекло, пластик и пенополистирол являются обычными материалами, используемыми в емкостях для горячих напитков.Принимая во внимание емкости одинакового размера, стеклянная емкость наименее эффективна для сохранения температуры чашки кофе. Хотя это и не используется в Соединенных Штатах, использование элегантных стеклянных чашек для подачи кофе или других горячих напитков распространено в Австрии, Испании и Индии.

Бумажные стаканчики по сравнению со стаканами из пенопласта

Часто можно увидеть, как люди ходят с кофе в бумажных или пенопластовых стаканчиках. Изоляционные свойства бумаги и пенопласта не так уж отличаются, но чашки из пенопласта, как правило, намного толще бумажных, поэтому они дольше сохраняют ваш кофе горячим.Однако многим людям не нравится пить из пенопластовой чашки, потому что это не самый экологичный выбор. Бумага разлагается намного быстрее, чем пенополистирол.

Пластиковые кружки

Многие дорожные кофейные кружки изготавливаются из твердого пластика, полистирола или поликарбоната. Их теплоизоляционные свойства выше, чем у стекла, но ниже, чем у бумаги. Пластиковые дорожные кружки прочнее и толще бумажных или пенопластовых стаканчиков. Это не только улучшает теплоизоляционные свойства пластиковых кружек, но и делает их более безопасными при вождении с обжигающе горячими напитками.

Отличная термостойкость | ТОРАЙПЕФ™ | ТОРАЙ ПЛАСТИКС

Техническая информация | Выдающаяся термостойкость

Термические свойства

Ⅰ. Рабочая температура окружающей среды для TORAYPEF™

TORAYPEF™ сшивается с помощью ИК-излучения, поэтому его можно использовать в более широком диапазоне температур, чем продукты без сшивания. Рабочие температуры окружающей среды для TORAYPEF™ зависят от цели использования, поэтому нельзя делать какие-либо общие заявления.Однако около 80°C является максимальной температурой, подходящей для непрерывного использования с точки зрения внешнего вида или размеров. Однако TORAYPEF™ можно использовать при температуре выше 100°C при определенных условиях или в течение короткого времени. По результатам испытаний на изгиб (испытание на изгиб на оправке) хрупкое разрушение происходит при температурах от -70°С до -100°С, с некоторыми вариациями в зависимости от марки. Это удивительно низкая температура хрупкого разрушения в свете того факта, что пенополистирол проявляет хрупкое разрушение при температуре около комнатной.TORAYPEF™ хорошо подходит для холодоизоляции, например, в холодильных складах и соляных трубах, и даже используется для холодоизоляции при температуре -196°C (температура жидкого азота). Термостойкие марки полипропилена могут длительно эксплуатироваться при температуре до 120°С, но уступают полиэтиленовым маркам по морозостойкости и проявляют хрупкое разрушение при температуре около -20°С в испытаниях на низкотемпературный изгиб.

Ⅱ. Изменение размеров

На рис. 1 показана кривая изменения размеров TORAYPEF™ при температуре от -20°C до 80°C.Нагрев вызывает некоторую усадку по длине и ширине и набухание по толщине, но лишь в незначительной степени до постоянной рабочей температуры TORAYPEF™ 80°C. Охлаждение вызывает усадку по всем направлениям — длине, ширине и толщине — из-за снижения давления газа внутри ячеек пенопласта. Однако степень усадки еще меньше, чем при нагреве, поскольку смола, входящая в состав стенок ячеек пенопласта, становится более жесткой.

Размеры измерены после оставления образцов в стандартном состоянии на один час после нагревания до 80°С.Для температуры -20°С размеры измерялись в низкотемпературной камере.
Рисунок 1: Кривая изменения размеров TORAYPEF™ (30060)

Ⅲ. Коэффициент линейного расширения

Образец, находящийся в состоянии равновесия при 23°С, помещали в низкотемпературную камеру при -20°С. После достижения усадочного равновесия измеряли размеры образца. Результаты измерений коэффициента линейного расширения представлены в Таблице общих свойств основных марок TORAYPEF™.Для TORAYPEF™ этот коэффициент составляет примерно от 10-3 до 10-4/°C с некоторыми отклонениями в зависимости от сорта, что далеко от уровней, демонстрируемых металлическими или деревянными материалами (например, медь составляет 1,14×10-5/°C). . Однако в реальных теплоизоляционных целях TORAYPEF™ должен быть приклеен к поверхности стены и зафиксирован в этом положении, поэтому TORAYPEF™ не будет препятствием ни в каком практическом отношении, учитывая его высокий предел эластичности.

Ⅳ. Теплоизоляционные свойства

TORAYPEF™ обладает превосходными теплоизоляционными свойствами благодаря большому объему воздуха, содержащемуся в его микроструктуре с закрытыми порами.Например, периферия 3-литровой узкогорлой стеклянной бутыли для реагентов была полностью покрыта TORAYPEF™ 30060. Затем бутыль была заполнена кипящей водой и помещена в низкотемпературную камеру с температурой 1°C. Измерялось изменение во времени температуры воды. Результаты показаны на рис. 2. Снижение температуры в бутылке, покрытой TORAYPEF™, минимально по сравнению с бутылкой без какой-либо теплоизоляции.

Размеры измерены после оставления образцов в стандартном состоянии на один час после нагревания до 80°С.Для температуры -20°С размеры измерялись в низкотемпературной камере.

Рисунок 2: Теплоизоляционные эффекты (температура наружного воздуха θ 0 = 1°C)

На рис. 3 показаны результаты измерения теплопроводности термоламинированного продукта TORAYPEF™ 30060, измеренные с использованием метода защищенной горячей плиты (JISA 1412). Линейный график (линейный график θ – λ) представляет зависимость между средней температурой и теплопроводностью. Результаты измерения теплопроводности для других марок представлены в Таблице общих свойств основных марок TORAYPEF™.

Рисунок 3: Зависимость между температурой и теплопроводностью в TORAYPEF™
30060 термоламинированные изделия

Теплопроводность определяет распределение температуры, когда теплопроводность находится в постоянном состоянии. Однако в ситуациях, когда температура меняется во времени (например, температура наружного воздуха), тепловая дисперсия κ (= λ/cρ) определяет распределение температуры. Меньшая тепловая дисперсия приводит к более медленной реакции на изменение температуры окружающей среды, поэтому это свойство имеет большое практическое значение.В Таблице 1 сравниваются теплопроводность и тепловое рассеивание 30-кратного вспененного пеноматериала TORAYPEF™ с другими теплоизоляционными материалами. Термическая дисперсия TORAYPEF™ является одной из самых маленьких по сравнению с другими пенопластами аналогичной плотности. В Таблице 2 указана толщина TORAYPEF™, необходимая для предотвращения конденсации росы на длинной крыше. Значение К, необходимое для предотвращения образования конденсата, можно рассчитать по следующей формуле.

Тогда как:
K: Коэффициент теплопередачи стены (Вт/м2·K)
θi: Температура в помещении (°C)
θo: температура наружного воздуха (°C)
θd: температура точки росы (°C), определяемая по температуре и влажности в помещении
αi: Теплопроводность поверхности внутри помещения (Вт/м2·K)
Как только вы найдете значение K, вы можете рассчитать толщину теплоизоляционного материала, необходимого для

Тогда как:
d: Толщина материала стенки (м)
λ: Теплопроводность материала, из которого состоит стена (Вт/м·К)
αο: Теплопроводность поверхности снаружи (Вт/м2·K)

Пожалуйста, свяжитесь с нами, если вам нужна дополнительная информация по расчету теплоизоляции и предотвращению образования конденсата.

Таблица 1: Теплопроводность и тепловое рассеивание в тепло- и хладоизоляционных материалах
Тип Кажущаяся плотность (кг/м 3 ) Удельная теплоемкость c
(×10 2 кгК)
Теплопроводность λ ο
(Вт/мК)
Тепловая дисперсия χ
2 /ч)
TORAYPEF* 30-кратный пенопласт 33 23.0 0,031 15×10 -4
Стекловата 20 8,4 0,0×35 7510 -4
Пенополистирол 20 13,4 0,034 45×10 -4
Жесткий вспененный ПВХ 35 15,9 0,037 33×10 -4
Пенополиэтилен 35 15.9 0,031 20×10 -4
Бетон (для справки) 2200 8,8 1,5(20°С) 28×10 -4
Таблица 2: Толщина TORAYPEF*, необходимая для предотвращения конденсации росы на длинной крыше
В помещении Рядом с крышей Точка росы
θдв (°С)
TORAYPEF* требуемая толщина | (мм)
Наружная температура θ ο (°C)
Температура θ i
(°С)
Влажность θ
(% относительной влажности)
Температура θn (°C) Влажность ψh
(% относительной влажности)
-5 -10 -15 -20
10 50 12.8 42 0,1 0,3 1,8 3,2 4,6
60 50 2,7 1,6 3,4 5,2 7,0
40 58 4,5 3,0 5,2 7,3 9,5
80 67 6.7 5,8 8,7 11,7 14,6
15 50 18,7 40 4,5 1,3 2,6 3,9 5.1
60 47 7,2 2,7 4,3 5,9 7,4
70 55 9.5 4,6 6,5 8,5 10,4
80 63 11,7 7,5 10,0 12,6 15,2
20 50 24,6 38 9.1 2,2 3,3 4,5 5,7
60 46 12.0 3,8 5,2 6,6 8,0
70 53 14,1 5,5 7,2 8,9 10,6
80 60 16,4 8,3 10,5 12,7 14,9

(Высота здания: 10м.с использованием воздушного отопителя)

Ⅴ. Характеристики горения

  1. Скорость горения
    Стандартная марка TORAYPEF™ легко воспламеняется. Однако сам полимерный материал является пластиком, который очень стабилен при воздействии тепла. TORAYPEF™ имеет скорость горения от 4 до 10 см/мин, в зависимости от сорта, в соответствии со стандартами ASTM D 1692. Это очень медленно по сравнению с пенополистиролом, не обработанным антипиреном, скорость горения которого при испытаниях в тех же условиях составила 20 см/мин.В отличие от других пенопластов, TORAYPEF™ не выделяет черного дыма при горении. Класс огнестойкости TORAYPEF™ получил сертификат огнезащитной оцинкованной листовой стали, ламинированной мягким вспененным пластиком (квазинегорючий № 2024), когда TORAYPEF™ приклеен к оцинкованной или бортовой стальной пластине (толщина TORAYPEF™ 4 мм). или меньше, вес 130 г/м2 или меньше) с использованием заводских условий плавки. Чтобы еще больше повысить безопасность, поместите TORAYPEF™ между такими легковоспламеняющимися материалами, как оцинкованные стальные листы, гибкие плиты или гипсокартонные плиты.Или использовать вместе с цементной штукатуркой или раствором. В качестве альтернативы, марка TORAYPEF™ FR-UL (тип AE20) соответствует UL94HF-1.
  2. Температура воспламенения и температура вспышки
    Температура воспламенения TORAYPEF™ 30060 измерялась при нагревании в электродуговой печи, а температура вспышки измерялась при нагревании в пробирке и при воздействии газовой зажигалки. Результаты показаны в таблице 3 в сравнении с мягким пенополиуретаном и кедровой доской. По устойчивости к воспламенению TORAYPEF™ превосходит мягкую уретановую пену и сравнима с кедровой доской.
  3. Предел безопасности распространения огня и рабочая плотность излучения
    Одной из причин пожаров в жилых помещениях является самовозгорание, вызванное лучистым теплом. Используя испытание на нагрев инфракрасным светом, была измерена минимальная плотность излучения, необходимая для возгорания (предельная плотность излучения, обеспечивающая безопасность распространения огня). Результаты представлены в таблице 3. Как видите, в любом случае нагрев при плотности излучения даже 63 000 кДж/м2ч не приводит к воспламенению. Однако при этих уровнях лучистой плотности ни один из рассмотренных материалов не может быть использован повторно.TORAYPEF™ и уретановая пена претерпевают значительные потери при растворении, вызванные пиролизом, а кедровая доска горит без пламени. Аналогичным методом была исследована плотность излучения, при которой TORAYPEF™ можно использовать повторно. Результат составил 34 860 кДж/м2ч, что находится между значениями для кедровой доски и пенополиуретана.
Таблица 3: Огнестойкие свойства TORAYPEF™
Категория ТОРАЙПЕФ* 30060 Мягкий пенополиуретан
(Черный огнезащитный образец,
р = 0.030)
Мягкий пенополиуретан
(Черный огнезащитный образец, р = 0,030)
Температура воспламенения
(°С)
470 470 500
(Горит без воспламенения при 350°С)
Температура воспламенения вспышки
(°С)
360 или выше 310 310
Предел безопасности распространения огня Плотность излучения
(кДж/м 2 ·ч)
63 000 или выше 63 000 или выше 63 000 или выше
TORAYPEF* рабочая плотность излучения
(кДж/м 2 ·ч)
34 860 21 000 54 600

Эти данные являются репрезентативными примерами значений измерений, полученных при определенных условиях.Значения не должны использоваться в качестве стандарта.

%PDF-1.6 % 1 0 объект > эндообъект 7 0 объект > эндообъект 2 0 объект > /Шрифт > >> /Поля [] >> эндообъект 3 0 объект > поток 2014-10-16T09:54:20+02:002014-10-16T09:54:20+02:002014-10-16T09:54:20+02:00Adobe InDesign CC (Macintosh)application/pdfuuid:c5ddf21e-07fd- 4fe0-b937-7aadafa7d7dauuid:8bb6d66d-7bae-424c-beba-a8b8e3619e9bБиблиотека Adobe PDF 11.0 конечный поток эндообъект 4 0 объект > эндообъект 5 0 объект > эндообъект 6 0 объект > эндообъект 8 0 объект > эндообъект 9 0 объект > эндообъект 10 0 объект > эндообъект 11 0 объект > эндообъект 12 0 объект > эндообъект 13 0 объект > /XОбъект > >> /Анноты [37 0 R 38 0 R 39 0 R] /Родитель 5 0 Р /MediaBox [0 0 595 842] >> эндообъект 14 0 объект > /MediaBox [0 0 594.96 842,04] /Родитель 5 0 Р /Ресурсы > /Шрифт > /ProcSet [/PDF /текст] /XОбъект > >> /Повернуть 0 /StructParents 0 /Вкладки /S /Тип /Страница >> эндообъект 15 0 объект > /MediaBox [0 0 594,96 842,04] /Родитель 5 0 Р /Ресурсы > /Шрифт > /ProcSet [/PDF /текст] /XОбъект > >> /Повернуть 0 /StructParents 1 /Вкладки /S /Тип /Страница >> эндообъект 16 0 объект > /MediaBox [0 0 594,96 842,04] /Родитель 5 0 Р /Ресурсы > /Шрифт > /ProcSet [/PDF /текст] /XОбъект > >> /Повернуть 0 /StructParents 2 /Вкладки /S /Тип /Страница >> эндообъект 17 0 объект > /MediaBox [0 0 594.96 842,04] /Родитель 5 0 Р /Ресурсы > /Шрифт > /ProcSet [/PDF /текст] /XОбъект > >> /Повернуть 0 /StructParents 3 /Вкладки /S /Тип /Страница >> эндообъект 18 0 объект > /MediaBox [0 0 594,96 842,04] /Родитель 5 0 Р /Ресурсы > /Шрифт > /ProcSet [/PDF /текст] /XОбъект > >> /Повернуть 0 /StructParents 4 /Вкладки /S /Тип /Страница >> эндообъект 19 0 объект > /MediaBox [0 0 594,96 842,04] /Родитель 5 0 Р /Ресурсы > /Шрифт > /ProcSet [/PDF /текст /ImageC] /XОбъект > >> /Повернуть 0 /StructParents 5 /Вкладки /S /Тип /Страница >> эндообъект 20 0 объект > /MediaBox [0 0 594.96 842,04] /Родитель 5 0 Р /Ресурсы > /Шрифт > /ProcSet [/PDF /текст] /XОбъект > >> /Повернуть 0 /StructParents 6 /Вкладки /S /Тип /Страница >> эндообъект 21 0 объект > /MediaBox [0 0 594,96 842,04] /Родитель 5 0 Р /Ресурсы > /Шрифт > /ProcSet [/PDF /текст] /XОбъект > >> /Повернуть 0 /StructParents 8 /Вкладки /S /Тип /Страница >> эндообъект 22 0 объект > эндообъект 23 0 объект > эндообъект 24 0 объект > эндообъект 25 0 объект > эндообъект 26 0 объект > эндообъект 27 0 объект > эндообъект 28 0 объект > эндообъект 29 0 объект > эндообъект 30 0 объект > эндообъект 31 0 объект > эндообъект 32 0 объект > поток xV]o6|ا6lY94w)Z4EAK͚”=v(ۉchŝ]D=[A’5хϭϭٰӠ0Ç~ƃk#:J4,ZjNi3%fXc0sF1IBJ2’pJP)u”`҆ī[email protected]’mjL,:6R1Q.8Lw0X{rզf,͹VpY }€g”kj$Ҷ

%PDF-1.4 % 1 0 объект > эндообъект 7 0 объект /Создатель /Режиссер /CreationDate (D:20220216050244Z’) /Ключевые слова (Вспененный полистирол \(EPS\),теплопроводность\(исходные и стабильные значения\),кондиционирование\(окружающая и повышенная температуры\),ускоренное старение,европейские стандарты,диффузия пенообразователя,клеточная структура,сканирующая электронная микроскопия) /ModDate (D:20201012020630-07’00’) /Тема (Ячеистые полимеры 2020.39:238-262) /Заголовок (Теплопроводность и кондиционирование пенополистирола серого цвета) >> эндообъект 2 0 объект > эндообъект 3 0 объект > эндообъект 4 0 объект > эндообъект 5 0 объект > эндообъект 6 0 объект > поток приложение/pdfdoi:10.1177 / +026248932093426310,1177 / 0262489320934263https: //doi.org/10.1177/02624893209342632020-06-26true

  • journals.sagepub.com
  • 10,1177 / 0262489320934263
  • journals.sagepub.com
  • true2020-06-2610.1177 / 0262489320934263 конечный поток эндообъект 8 0 объект > эндообъект 9 0 объект > эндообъект 10 0 объект > эндообъект 11 0 объект > эндообъект 12 0 объект > эндообъект 13 0 объект > эндообъект 14 0 объект > эндообъект 15 0 объект > эндообъект 16 0 объект > эндообъект 17 0 объект > эндообъект 18 0 объект > эндообъект 19 0 объект > эндообъект 20 0 объект > эндообъект 21 0 объект > эндообъект 22 0 объект > эндообъект 23 0 объект > эндообъект 24 0 объект > эндообъект 25 0 объект > эндообъект 26 0 объект > эндообъект 27 0 объект > эндообъект 28 0 объект > эндообъект 29 0 объект > эндообъект 30 0 объект > эндообъект 31 0 объект > эндообъект 32 0 объект > эндообъект 33 0 объект > /ProcSet [/PDF /Text /ImageC /ImageI /ImageB] >> эндообъект 34 0 объект > эндообъект 35 0 объект > эндообъект 36 0 объект > поток xZK$ n]*`[email protected]?fdb;Aþ/TUMo,[ȏ_bӯ/a_O}3yx n/k ?N3)^wEVz^\u^~z{XYh0e&7` >?e`7z#”>,(SxrE3j:+Jr)G\>1Yc*DWW^|[email protected]^oێ#hqaJ:3 [email protected] .

    Теплопроводность | ТОРЕЛИНА™ | ТОРАЙ ПЛАСТИКС

    Техническая информация|Тепловые свойства|Теплопроводность

    Явления теплопередачи, которые заставляют объекты, подверженные разности температур, принимать однородную температуру, в основном подразделяются на теплопроводность, конвекцию и излучение, в зависимости от состояния пути потока, по которому проходит тепло, и других факторов. Теплопроводность — это явление, при котором тепло проходит через твердое тело или неподвижный газ (или жидкость).Теплопроводность — это свойство, показывающее легкость, с которой тепло может проходить через твердое тело, такое как формованное изделие. Носители (среды) для переноса тепла включают свободные электроны, колебания решетки и колебания молекул. Эффект теплопередачи свободных электронов очень высок, поэтому такие металлы, как алюминий и медь, обладают высокой теплопроводностью. С другой стороны, пластиковые материалы, такие как TORELINA, являются изоляционными материалами, которые не имеют свободных электронов, поэтому имеют более низкую теплопроводность, чем металлы, и превосходят их по своим теплоизоляционным свойствам.

    Ⅰ. Измерение теплопроводности

    Существуют различные методы измерения теплопроводности твердых тел. Их можно разделить на стационарные методы, в которых температура образца находится в стационарном состоянии, а теплопроводность определяется по количеству (тепловому потоку, Вт/м 2 ), которое проходит через единицу поперечного сечения площади в единицу времени, и нестационарные методы, в которых теплопроводность определяется по скорости диффузии тепла через образец (температуропроводность, м 2 ・S -1 ).В последнее время чаще всего используются нестационарные методы, с помощью которых можно быстро получить измерения. Эти методы включают метод лазерной вспышки и метод горячего диска. Теплопроводность можно определить, используя плотность образца и удельную теплоемкость при температуре измерения, в дополнение к коэффициенту температуропроводности, определенному нестационарным методом в соответствии с формулой 6.1. Обычно для измерения теплопроводности используется плоская пластина, поэтому с помощью стационарного метода и метода лазерной вспышки можно определить теплопроводность в направлении толщины, а с помощью метода горячего диска можно определить теплопроводность в плоском направлении. в дополнение к этому в направлении толщины.Существует еще один метод, при котором теплопередача фактического формованного изделия проверяется визуально с помощью термографии, которая анализирует инфракрасные лучи, испускаемые формованным изделием, и затем это выражается на диаграмме распределения температуры.

    Ⅱ. Теплопроводность TORELINA

    Теплопроводность TORELINA в направлении толщины, определенная стационарным методом, приведена в таблице. 6.3. Армированный ПФС имеет более высокую теплопроводность, чем неармированный ПФС.Арматура из стекловолокна и минерального наполнителя имеет более высокую теплопроводность, чем полимер ПФС, поэтому теплопроводность различается в зависимости от типа и содержания добавляемой арматуры.

    Таблица. 6.3 Теплопроводность TORELINA (стационарный метод, 80℃) 

    Товар Единиц Армированный стекловолокном Стекло + усиленный наполнитель Улучшение эластомера Неармированный
    А504С90 А604 А310МХ04 А610МХ03 А673М А575В20 А495МА1 А900 А670Т05
    Теплопроводность
    (направление толщины)
    Вт/м・K 0.3 0,3 0,5 0,5 0,3 0,3 0,4 0,2 0,2

    Ⅲ. PPS

    с высокой теплопроводностью

    ПФС с высокой теплопроводностью подходит для продления срока службы электрических и электронных деталей, таких как системы светодиодного освещения, а также для проектирования теплового излучения в таких целях, как снижение потерь энергии в обмотках, используемых в автомобильных двигателях.TORELINA предлагает линейку TORELINA H501B, электропроводящего типа, у которого значительно улучшена теплопроводность по сравнению с обычным PPS, и H718LB, который сохраняет свои изоляционные свойства. (табл. 6.4)

    Таблица. 6.4 ПФС с высокой теплопроводностью (23℃)

    Артикул Направление измерения Единиц Армированный стекловолокном Высоконаполнительный PPS с высокой теплопроводностью Метод измерения
    Изолирующий тип Электропроводящий тип
    А504С90 А310МХ04 Х718ЛБ Х501Б
    Теплопроводность Плоское направление Вт/м・K 0.4 0,7 1,0 10,0 Метод горячего диска
    Объемное удельное сопротивление Ом・м 2×10 14 1×10 14 5×10 13 5×10 0

    Рис. 6.7 Термографический анализ

    При термическом анализе с использованием термографии (рис.6.7) источник тепла (3,4 Вт) помещают в центр плоской пластины (80 × 80 × 3 мм t) и наблюдают с противоположной стороны. На рис. 6.8 сравниваются диаграммы распределения температуры, полученные при нагревании в течение пяти минут обычного ПФС, армированного стекловолокном (A504X90), и ПФС с высокой теплопроводностью (H501B и H718LB). Можно видеть, что для марки ПФС, армированной стекловолокном, которая имеет низкую теплопроводность, теплу трудно диффундировать от источника тепла, образуя горячую точку, в то время как для марок ПФС с высокой теплопроводностью тепло рассеивается в окружающую среду, тем самым ограничивая размер горячей точки.

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован.