Оставить заявку на оценку

Что такое пенополиуретан?

На сегодня напыление пенополиуретана относится к числу наиболее востребованных и эффективных способов утепления. Благодаря своим отменным техническим характеристикам и длительному сроку службы ППУ считается эталоном среди утеплителей и широко используется для обработки самых разных поверхностей – от стен и кровли домов до трубопроводов и промышленных емкостей. Но что представляет собой ППУ? И чем объясняется его популярность?

История пенополиуретана

Своим появлением ППУ обязан исследователям из немецкой лаборатории IG Farben, которые в 1937 году впервые сумели синтезировать новый материал с совершенно уникальными характеристиками. Исходя из пропорции компонентов и скорости реакции, он становился упругим, но не прочным на разрыв или, напротив, прочным и твердым. Подобные характеристики показались ученым многообещающими, поэтому уже спустя три года после открытия ППУ стали изготавливать в промышленных масштабах.

С началом Второй мировой войны развитие и разработка пенополиуретана значительно замедлились. Только в 1960-х годах широкое распространение стал получать мягкий ППУ (поролон), который при всех своих недостатках (короткий срок эксплуатации, вред для здоровья и пожароопасность) активно использовался при утеплении.

Дальнейшие исследования ученых со всего мира позволили создать современный жесткий пенополиуретан, который значительно превосходит поролон по своим прочностным и экологическим характеристикам.

В России свой вклад в развитие ППУ сделали специалисты Института химии высокомолекулярных соединений во главе с академиком Ю. Липатовым, а также Институт химической физики РАН и научно-технические институты Москвы и Казани.

Что такое ППУ?

Пенополиуретан – это разновидность газонаполненных пластмасс, которая на 85–90 % состоит из инертной газовой фазы. Он имеет однородную ячеистую структуру с включениями мелких пузырьков газа, служащих основой материала и обеспечивающих ему низкие показатели теплопроводности. В качестве компонентов для получения ППУ используются продукты нефтяной промышленности – полиизоцианат и полиол, которые при вступлении в химическую реакцию образуют прочное и надежное покрытие, способное выдерживать значительные нагрузки.

Получение ППУ осуществляется прямо на месте проведения теплоизоляционных работ. Применяемые компоненты смешиваются в определенных пропорциях и распыляются на обрабатываемую поверхность в жидком состоянии. В считанные секунды материал вспенивается и существенно увеличивается в объеме, заполняя собой все трещины, зазоры и пустоты. После затвердевания на поверхности образуется монолитный слой, обладающий идеальной теплоизоляцией.

Полиизоцианат и полиол относятся к ядовитым веществам, однако после прохождения реакции формируют абсолютно безвредный материал, обладающий экологической чистотой и безопасностью для людей и окружающей среды.

За счет низкой теплопроводности и хороших гидроизоляционных качеств пенополиуретан успешно используется в строительных работах для утепления объектов различного назначения. Его применяют в качестве утеплителя для:

  • кровли, мансардных и чердачных помещений;
  • перекрытий домов, наружных и внутренних стен;
  • подвалов и фундаментов;
  • магистральных трубопроводов;
  • резервуаров, цистерн и других емкостей.

Виды пенополиуретана

Неустанные исследования и разработки  в области изготовления пенополиуретана позволили ученым получить тысячи пенополиуретановых композиций и множество материалов на их основе, которые активно применяются в строительстве и промышленности. На сегодня различают несколько основных разновидностей ППУ:

  1. По твердости – эластичные, жесткие и полужесткие.
  2. По замкнутости ячеек – закрыто- и открытоячеистые.
  3. По способу изготовления – формованные и блочные.

В строительной сфере для утепления зданий, трубопроводов и промышленных емкостей обычно используется жесткий закрытоячеистый ППУ, который представляет собой легкий и прочный материал с небольшой паропроницаемостью и твердой структурой. В некоторых случаях возможно использование открытоячеистого ППУ, однако в силу повышенной гигроскопичности его применение нецелесообразно при утеплении подвалов и других мест, где имеется риск намокания.

Химические и механические свойства пенополиуретана

ППУ, полученный путем смешения полиолов и полиизоционатов, помимо уретановой связи, содержит ряд других функциональных групп, взаимодействующих между собой. Если рассматривать химические свойства материала в упрощенном порядке, то можно сказать, что он образуется в результате двух последовательных реакций:

  • Реакция полиизоцианата с полиолами, которая приводит к формированию коротких цепочек полимера. Ее тепловой эффект составляет около 24 ккал/моль уретана.
  • Прохождение реакции полиизоцианата и воды, которая влечет за собой появление углекислого газа. Этот газ способствует вспениванию полимера и приданию ему пористой структуры. Тепловой эффект примерно равен 47 ккал/моль.

В зависимости от длины цепочек рассматривают различные механические свойства ППУ. В частности, мягкие пеноблоки, которые используются при производстве мебели, имеют плотность 5–40 кг/м³, а жесткий пенополиуретан, применяемый при утеплении, обладает плотностью в пределах 30–86 кг/м³.

Технические характеристики и свойства пенополиуретана

Среди многочисленных теплоизоляционных материалов, представленных на современном рынке, трудно подобрать более эффективный утеплитель, чем ППУ. Он имеет низкую теплопроводность (от 0,019 до 0,025 Вт/м*К) и отменные гидроизолирующие свойства, что позволяет применять его в качестве кровельного покрытия. Благодаря закрытой пористой структуре водопоглощение пенополиуретана составляет не больше 2 % от его объема.

К другим положительным качествам ППУ относят:

  • Высокая адгезия –  ППУ отличное сцепляется с любыми поверхностями, будь то рубероид, штукатурка, древесина, шифер и т.д.
  • Пожаробезопасность – материал не поддерживает горение, не дымит и не тлеет. Подобный эффект достигается за счет включения в его состав пламегасящих добавок (антипиренов), которые препятствуют воспламенению и замедляют горение.
  • Стойкость к химическим и биологическим веществам – ППУ нейтрален по отношению к щелочным и кислотным средам, грибкам, плесени.
  • Продолжительный период эксплуатации – средний срок службы материала составляет 25 лет, а при отсутствии повреждений и контакта с окружающей средой достигает 50 лет.
  • Легкость – нанесенное покрытие обладает небольшим весом и не утяжеляет конструкцию, что особенно актуально при утеплении кровли.
  • Устойчивость к перепадам температур – ППУ не теряет своих свойств на фоне сезонного потепления или похолодания и способен выполнять непосредственные функции в диапазоне температур -150…+150 °C.
  • Монолитность – после распыления пенополиуретан формирует целостный слой без зазоров и мостиков холода.

Таким образом, ППУ является наиболее перспективным и надежным из всех теплоизоляционных материалов и благодаря своим свойствам считается полимером №1 по всему миру.