Polyuretanová pěna: technické vlastnosti

Výrobky z polyuretanové pěny nebo na ní založené jsou prezentovány v široké škále, aktivně se používají ve stavebnictví a kutilství, v nábytkářském a automobilovém průmyslu. Zvažte z technického hlediska polyuretanovou pěnu: co to je, jaké vlastnosti má. Pojďme se seznámit s odrůdami hotových výrobků, charakteristikami konečného výsledku stříkaných možností. Přečtěte si až do konce a pochopíte, který typ polymerní kompozice je lepší zvolit pro řešení určitých problémů.

Co je polyuretanová pěna

Polyuretanová pěna (PPU) je stavební materiál ze skupiny polymerních tepelně izolačních látek s porézní strukturou. Plynem plněný plast se vyznačuje nízkým koeficientem tepelné vodivosti, což je jedna z hlavních výhod na pozadí nejoblíbenějších ohřívačů. Také, navzdory syntetické povaze a toxicitě jednotlivých složek, je konečný výsledek považován za ekologický, přijatelný pro vnitřní použití.

Zvažte, co je pěnová nebo tuhá polyuretanová pěna, pokud jde o složení. Jedná se o materiál, který se získává smícháním kapalných složek: polyolu a diisokyanátu. První ovlivňuje technický výkon a lze jej získat z rostlinných olejů nebo ropných produktů, druhý přispívá k pěnění. Po nanesení stříkané polyuretanové pěny v suchém zbytku dosahuje obsah vzduchu v buňkách 90 %. Pracovní hmotu lze navíc plnit funkčními přísadami, což je určujícím kritériem pro klasifikaci směsí připravených k použití.

Technický popis a odrůdy

Vlastnosti polyuretanové pěny závisí na komplexu různých faktorů. Mezi hlavní patří složení, poměr míchání všech složek, rychlost chemických procesů po aplikaci na pracovní základ. Na základě výše uvedeného se rozlišuje několik poddruhů:

1. Flexibilní. Ve skutečnosti se jedná o měkký PPU, elastický a pružný materiál, který je běžněji známý jako pěnová pryž. Hlavní nevýhodou je zde nízká pevnost v tahu.
2. Hustý. Vzorek se zvýšenou hustotou a tvrdostí. Nevýhodou je ale křehkost, malá pevnost v ohybu.
3. Napěněný. Nejžádanější typ materiálu, protože má optimální vlastnosti pro provoz. Mistři a uživatelé zde nezaznamenávají nedostatky.

Podle provedení se rozlišují dva typy materiálů: pěnové a pevné. První se vyznačuje ergonomií díky vytvoření bezešvé tepelně-izolační vrstvy. Kompozice se aplikuje stříkáním hmoty připravené na staveništi. Druhá verze PPU je deskový nebo deskový materiál, který lze použít k izolaci domu, znehodnocení povrchu.

V tabulce jsou uvedeny informace o technických vlastnostech polyuretanové pěny se stručným popisem.

Samostatně při výběru flexibilní polyuretanové pěny pro řešení určitých problémů musíte věnovat pozornost označení týkající se tuhosti konečného produktu:

• ST – aktivně se používá ve výrobě nábytku pro účely čalounění zad a područek;
• EL – hlavní spotřebitel používá stejný modifikovaný polyuretan pro výrobu matrací, prvků pro sezení a ležení (zvládá malé dynamické zatížení);
• HR – má dobrou elasticitu, která je důležitá pro výrobu ortopedických výrobků.

Existuje také několik typů pevných materiálů PPU:

1. Tvrdý. Pevná verze s vysokou hustotou, ale nízkou hmotností. Slouží ke zlepšení akustických a tepelně izolačních vlastností konstrukcí. Vzorky desek se také používají pro výrobu sendvičových panelů.
2. Síťované. Charakteristickým znakem je struktura s otevřenými póry. Díky tomu jsou materiály hygroskopické a paropropustné, mají schopnost filtrovat proudění vzduchu. Takové panely se dobře hodí pro izolaci střechy a fasády domu, uspořádání systému klimatizace.

Síťovaný typ polyuretanu

1. Elastický. Výrobky jsou v provedení blízké pěnové pryži, proto se často používají v nábytkářském průmyslu a medicíně k vytvoření vrstvy tlumící nárazy. V rámci skupiny existuje několik odrůd. Umělý latex je tedy schopen obnovit svůj tvar, propustit vzduch a vykazuje vysokou odolnost proti opotřebení. PU pěna s paměťovým efektem se vyznačuje silnou elasticitou, obnovuje její původní tvar.
2. Integrální. Jedná se o monolitický vzorek s hustou strukturou. Nejčastěji se používá při výzdobě interiéru automobilů.
3. Napěněný. Pěnová polyuretanová pěna se vyznačuje typem struktury: s otevřenými nebo uzavřenými buňkami. První možnost je relevantní pro práci s malými místy, prodává se v jednorázových válcích (montážní pěna). Druhý dvousložkový typ pěny se používá k izolaci velkých předmětů, nanáší se pomocí specializovaného zařízení s míchadlem jednotlivých složek a rozprašovačem. Rozdíl mezi modifikacemi pěnového polyuretanu je obsah obyčejného vzduchu (nahrazuje freon) nebo oxidu uhličitého. Montážní pěna je v důsledku toho vhodnější pro zvukovou izolaci a druhá možnost pro izolaci.

V praxi i v laboratorních podmínkách se podle výsledků testů prokázalo, že polyuretanová pěna je odolný materiál, který si zachovává kvalitu po dobu 25 let. Po vysušení nemá PPU škodlivý vliv na životní prostředí a člověka. Ale v době aplikace a vytvrzování kompozice v důsledku chemických procesů uvolňuje páry, které agresivně ovlivňují dýchací orgány. Dochází také k tvorbě oxidu uhelnatého při silném zahřívání v přítomnosti otevřeného plamene.

přihláška

Zvažte PPU – jaký je to materiál pro stavbu a zdobení domu. Hlavním účelem pěny je izolace, zvuková izolace, utěsnění místních oblastí a montážních mezer. Pomocí tekuté kompozice jsou také upevněny různé konstrukční prvky: parapety, svahy, krabice a rámy, sádrokartonové desky a panely.

Izolace okenního otvoru montážní pěnou

Deskové verze se častěji používají jako podklad pro podlahové krytiny netuhého typu, které se montují metodou “plovoucí podlahy”. Desky jsou důležité pro tepelnou izolaci a zvukovou izolaci domu. Polyuretanová pěna se také používá k výrobě hustých výrobků pro dekoraci stropů, ochranu a konečnou úpravu sousedních rohů mezi stropem nebo podlahou a stěnami.

Popis videa

V tomto videu odborník představil přehled PPU na příkladu izolované mansardové střechy a experimenty:

Nejdůležitější znaky

Polyuretanová pěna (PPU) je syntetický materiál na bázi polymerních složek polyolu a diisokyanátu.

Struktura konečného produktu je porézní s různou hustotou, obsah vzduchu nebo plynu v materiálech může dosáhnout 90 %.

Ve stavebnictví se častěji používá pevný typ PPU: tekuté složení, desky nebo desky, soklové lišty, lišty a další dekorativní prvky.

Pěnové materiály, které se vyznačují pružností, měkkostí, různou mírou tuhosti, se ve větší míře používají v nábytkářském průmyslu, automobilovém průmyslu a lékařství.

Na pozadí mnoha populárních izolačních vzorků má polyuretanová pěna nižší tepelnou vodivost, dobrou schopnost pohlcovat hluk a nízkou hmotnost.

Napište do komentářů, co si myslíte – v jaké verzi je lepší použít izolační typy polyuretanové pěny pro domácnost: deskové nebo stříkané pomocí speciální instalace nebo ze spreje?

O polyuretanové pěně, jinak PPU, dnes slyšeli nejen profesionální stavitelé. Snad každý, kdo přemýšlel o zateplení vlastního domova, považoval tento materiál za jednu z dobrých možností. Koneckonců, je to nejen efektivní, ale také velmi pohodlné pro instalaci – stačí jej pouze nastříkat na správné místo. A dlouhá životnost a vynikající kvalita polyuretanové pěny z ní již udělaly jakýsi standard mezi topidly. Pojďme zjistit, proč je polyuretanová pěna tak pozoruhodná, zvážit její vlastnosti, uvést výhody a také zjistit, jaké nevýhody má tento materiál.

Co je to polyuretanová pěna a jak se to děje

Tento materiál je jednou z odrůd plastu. Má buněčnou pěnovou strukturu a ve složení polyuretanové pěny převažuje plynná látka – od 85 do 90 procent. Četné drobné buňky jsou naplněny plynem, vzájemně izolované. Zbývajících pár procent objemu připadá na pevnou část – tenké stěny těchto buněk.

Polyuretanovou pěnu vynalezli němečtí vědci ze společnosti IG Farben v čele se slavným Otto Bayerem. V té době však toto jméno ještě nebylo populární. Takže v laboratoři města Leverkusen byl po sérii experimentů získán nový materiál, jehož vlastnosti se ukázaly jako jedinečné. Ukázalo se, že tato látka má mnoho potenciálních aplikací.

Různé druhy polyuretanové pěny jsou dnes velmi žádané – vždyť jsou velmi jednoduché na výrobu a hned na stavbě. V tomto případě obě kapalné složky, když se smíchají, vstoupí do chemické reakce. Při dodržení požadovaných poměrů se syntetizuje polymer, kterým je tvrzená pěna. Úpravou receptury přípravy můžete získat polyuretanové pěny, které se navzájem liší svými vlastnostmi. Některé z nich jsou vhodné pro tepelnou izolaci oken a dveří, jiné pro zateplení domů z cihel nebo železobetonu a další pro různé druhy potrubí.

Video. Proces získávání polyuretanové pěny

Takže v závislosti na podílu výchozích materiálů získáme polyuretanové pěny s buňkami různých velikostí, jejichž stěny mají různé tloušťky a podle toho i síly. Nebudeme uvádět všechny typy PPU, které lze získat změnou receptury. Zastavme se u dvou nejoblíbenějších materiálů této skupiny.

1. Známá pěnová pryž, vědecky nazývaná elastická polyuretanová pěna, má hustotu 5 až 35 kilogramů na metr krychlový. Tento materiál vidíme každý den ve formě žínek a houbiček, výplně sedadel a pohovek, podšívky bot a oděvů a nárazuvzdorných obalů.

2. Tuhá polyuretanová pěna se v poslední době používá při stavebních pracích. Dnes už ale vědci dokážou říct, co s ním bude za 30 nebo 50 let – materiál se studuje a testuje. Kromě toho byly v některých laboratořích provedeny experimenty, ve kterých byl PPU podroben umělému stárnutí. Tyto i další výsledky byly stejné.

S jistotou lze říci, že polyuretanová pěna nemá ráda kontakt s minerálními kyselinami a organickými rozpouštědly. Vody a ropných produktů se ale vůbec nebojí.

U nás se používá poměrně velké množství značek tuhé polyuretanové pěny – asi 30. Používají se jak samostatně, tak v různých kombinacích mezi sebou. Vše závisí na účelu aplikace – může to být zateplení domu, jeho ochrana před hlukem, vytvoření izolační vrstvy na chladicím zařízení. Tento materiál získal tak širokou škálu aplikací díky svým úžasným vlastnostem.

Nástřik polyuretanové pěny na povrch, který má být izolován.

O technických vlastnostech polyuretanové pěny

Budeme mluvit o tuhých polyuretanových pěnách – používají se při stavebních pracích. Výborně udržují teplo, prakticky nepropouštějí páru a vodu a nebojí se koroze, záření a agresivního chemického prostředí. Navíc jsou velmi odolné a vydrží velké změny teplot a povětrnostní katastrofy.

Tepelná vodivost polyuretanové pěny

Vlastnosti PPU jako tepelného izolantu závisí na velikosti buněk, z nichž se skládá. Tepelná vodivost tuhých polyuretanových pěn se pohybuje od 0,019 do 0,035 wattu na metr na Kelvin. Aby bylo jasné, že se jedná o vynikající ukazatel, uvedeme příklady srovnání. U keramzitového štěrku se tento parametr pohybuje od 0,12 do 0,14 wattu na metr na Kelvina, zatímco u plynového skla a pěnového skla je to až 0,84 wattu na metr na Kelvin. Horší než polyuretanová pěna a minerální vlna s tepelnou vodivostí 0,045-0,056 wattu na metr na Kelvin.

Schopnost polyuretanové pěny pohlcovat hluk

Absorpce hluku materiálem je dána několika parametry: pružností, propustností vzduchu, ale i tloušťkou izolace a jejími tlumícími vlastnostmi. Takže u polyuretanové pěny závisí schopnost zpomalit zvuky na tom, jak tuhý je rám materiálu a jaká je frekvence zvukových vibrací.

Důležitá je také třecí síla vznikající přenosem částic mezi sousedními buňkami a také pohlcováním zvukových vln vzduchem z buněk. Experimenty bylo zjištěno, co nejlépe chrání před hlukem polyuretanová pěna poloelastického typu.

Vztah k chemickému prostředí

Ve vztahu k agresivním chemikáliím je polyuretanová pěna odolnější než pěnový polystyren. PPU nemůže zničit žíravé chemické výpary (jejichž koncentrace nepřekračuje povolenou hodnotu). Tato izolace se nebojí benzínu, olejů, alkoholů, zředěných kyselin a změkčovadel. Je poměrně odolný vůči esterům s ketokem. Dokonce i koncentrovaná kyselina není vždy schopna jej poškodit.

Pokud na kovový povrch nanesete vrstvu PPU, nebude rezavět. V tomto případě bude skutečně fungovat trojitá ochrana – jak samotný polyuretan, tak dva filmy, vně a uvnitř, vznikající během polymerace materiálu. Jedna z fólií přilne ke kovu a druhá bude v kontaktu s vnějším prostředím. V závislosti na značce PPU může být ochranná vrstva více či méně účinná.

Absorpce vlhkosti polyuretanovou pěnou

Absorpce vlhkosti tímto materiálem je jedna z nejnižších – za den může dosáhnout od 1 do 3 procent původního objemu. Tento indikátor závisí na receptuře pro přípravu PPU. Čím je izolace hustší, tím méně vody dokáže absorbovat. A také zvýšit odolnost proti vodě speciálních látek zavedených do složení polyuretanové pěny. Jedním z těchto vodoodpudivých látek, které snižují absorpci vlhkosti 4krát, je obyčejný ricinový olej.

Hořlavost polyuretanové pěny

Polyuretanové pěny mohou patřit do tří skupin: C (samozhášecí), TC (těžce hořící) a TV (těžko zápalné). Jak vidíte, hořlavost polyuretanové pěny je poměrně nízká. A buď zavedení speciálních přísad nebo změna chemického vzorce receptury pomáhá zvýšit její požární odolnost. Druhá možnost je drahá, proto se častěji používá metoda zavádění plniv.

Mohou to být sloučeniny fosforu, stejně jako halogeny. Na běžnou polyuretanovou pěnu je možné nanést pouze tenkou vrstvu ohnivzdorné polyuretanové pěny s přísadami. V průmyslových prostorách, kde je riziko požáru vysoké, bude takový nátěr nanášený ze dvou vrstev docela vhodný.

Video. Hoří polyuretanová pěna – test hořlavosti

Hustota PPU

Hustota této izolace se pohybuje od 30 do 80 kilogramů na metr krychlový. Tento ukazatel přímo závisí na tom, jaká technologie byla použita při výrobě materiálu. V zásadě to není špatné – při izolaci mohou být vyžadovány tvrdší i měkčí materiály. Vše závisí na konkrétním úkolu. Proto někdy můžete výrazně ušetřit použitím levnější polyuretanové pěny s nižší hustotou.

Odolnost polyuretanové pěny

Životnost polyuretanové pěny výrobci deklarují ne méně než 20-30 let. Už nyní ale existují důkazy, že skutečná čísla jsou mnohem vyšší. V amerických, německých, švédských a japonských městech se rozebírají budovy postavené v sedmdesátých letech minulého století. Při jejich stavbě byla k izolaci použita polyuretanová pěna.

Po prostudování vzorků odebraných z potrubí, stěn a střech odborníci dospěli k závěru, že materiál zůstal ve všech ohledech nezměněn. Devět desetin všech článků zůstává izolováno, což vám umožňuje stále dobře šetřit teplo. Chemický stav se také nezměnil. Laboratorní i průmyslové testy to shodně potvrzují.

Environmentální bezpečnost a dopad na člověka

Po 10 – 20 sekundách, během kterých materiál tvrdne, se polyuretanová pěna stává naprosto bezpečnou. Pokud se zahřeje na teplotu vyšší než 500 stupňů, začnou se uvolňovat dva plyny: oxid uhličitý a oxid uhelnatý. Ale pokud dáte místo PPU dřevo nebo gumu, pak se při stejné teplotě ukáží jako nebezpečnější. Pokusy na myších to potvrdily.

Tabulka vlastností polyuretanové pěny

O výhodách PPU

1. Polyuretanová pěna dokonale „přilne“ ke všem materiálům, ať už je to cihla, sklo, dřevo, beton nebo kov. Nezáleží na tvaru plochy a její odchylce od přímosti. Díky dobrým adhezním vlastnostem není třeba zacházet s dalšími spojovacími prvky. Mimochodem, před nástřikem není potřeba povrch ničím ošetřovat.

PPU má vynikající přilnavost téměř ke všem stavebním materiálům.

2. Tato izolace se vyrábí přímo na místě a objem počátečních komponentů je minimální. Proto jsou náklady na dopravu nízké.

3. Polyuretanová pěna je extrémně lehká, nezatěžuje povrch. Pokud jde o izolaci střechy, je to velmi důležité.

4. Při nanášení vrstvy polyuretanové pěny stěny a příčky nejen izolujeme, ale také činíme odolnějšími.

5. Polyuretanová pěna nereaguje na oteplování a ochlazování během roku. Cítí se skvěle při teplotách od minus 200 do plus 200 stupňů Celsia.

6. Na rozdíl od panelové a deskové izolace je tento typ tepelné izolace jeden celek, těsně přiléhající ke konstrukci. Nikde není spára, ani malý šev, kam může foukat studený vítr.

PPU můžete nainstalovat kdekoli a bez použití spojovacích prvků.

O nevýhodách PPU

Tento článek není v žádném případě reklamní, proto uvádíme negativní vlastnosti polyuretanové pěny. Je jich však velmi málo, přesněji dva.

1. Negativní dopad ultrafialového záření může vést k rychlému opotřebení materiálu. Aby se zabránilo zničení izolace, je nutné zajistit její ochranu. V této kapacitě může sloužit omítka, různé panely nebo obyčejná barva, která nejen chrání před sluncem, ale také zatraktivňuje povrch PPU.

2. Jak již bylo zmíněno, polyuretanové pěny jsou považovány za pomalu hořící materiály. Podle klasifikace mají skupinu hořlavosti G-2. To znamená, že při vystavení vysoké teplotě nedojde ke vznícení, ale izolace začne doutnat. Tento proces se okamžitě zastaví, jakmile se materiál ochladí. Ale tam, kde se povrch příliš zahřívá nebo může vzplanout, se PPU stejně nevyplatí používat.

Video. Izolace polyuretanovou pěnou a její vlastnosti