Сравнение экструдированного пенополистирола, пенополиуретана и пенопласта

img 20 Января 2017
Вернуться

1. Пенополиуретан (ППУ) легче чем экструдированный пенополистирол (ЭППС)?

В первую очередь так и чешутся руки разрушить легенду, что изотермические фургоны с залитым пенополиуретаном (ППУ) легче клееных с экструдированным пенополистиролом (ЭППС). Оптимальные свойства теплоизоляции обоих материалов достигаются при плотности 40 кг/м³. Учитывая, что коэффициенты теплопередачи  ППУ и ЭППС примерно равны, отличаясь лишь на 2 тысячных Вт/м²*К, можно утверждать, что и в клееном и в заливном сэндвичах с одинаковой изотермичностью (например, 0,7 Вт/м²*К) толщина утеплительного материала должна быть одинаковой. А это значит, что при одинаковых плотностях материалов их вес в составе фургонов будет ОДИНАКОВ. Также отметим, что, например, для фургона размером 5,3х2,6х2,5 м под 12 европаллет прибавка 10 мм толщины утепления прибавит всего 27 кг веса.

2. Технологии производства ЭППС и ППУ

Во-вторых, нужно растолковать базисные знания о технологиях производства сэндвич-панелей.

Клееные сэндвич-панели. В них соединение слоев происходит посредством одно- или двухкомпонентного (встречается чаще) полиуретанового клея в вакуумном или механическом прессе. Последний довольно-таки дорог, поэтому не каждый может его себе позволить. Но мы позволили, и панели у нас получаются изумительные, ровные, как морская гладь. При этом сэндвич-панель может быть как трехслойной: облицовка + утеплитель (в целях снижения стоимости некоторые используют пенопласт, некоторые – ЭППС отечественный, а мы – ЭППС импортный) + облицовка, так и пятислойной с добавлением под облицовки по слою фанеры. А может быть и N-слойной.

Заливные сэндвич-панели. Облицовки будущей панели помещается в пресс, при этом между ними выбирается требуемое расстояние, а торцы закрываются ограничителями. Верхняя облицовка в прессе держится либо магнитами, либо вакуумными присосками. Далее по трубке в пространство между облицовками поступает пенополиуретан. Самое сложное здесь — добиться равномерности распределения пены, т.е. чтобы плотность её была одинаковой по всему объему панели. Сложности возникают с размещением закладных (их нужно предварительно приклеить к одной из облицовок). И с производством N-слойных панелей: облицовки с внутренними слоями приходится сначала склеивать в прессе, а затем уже производить заливку полиуретановой массы между ними (пресс работает 2 раза вместо одного → расход энергии, время производства панели увеличивается → рост трудоемкости, поэтому 4-х и 5-слойные фургоны с ППУ дороги).

2. Пенопласт?

В-третьих, поставим Вас в известность, что пенопласт — зло. Утеплитель он неплохой, но из-за гранульной структуры некрепкий. Однако ж, самым большим его недостатком является гигроскопичность – впитывает воду, как губка, а впитав, рассыпается на гранулы. Такой фургон не прослужит более 2-х лет, особенно, если перевозить в нем заморозку (большая дельта температур).

4. Российский и импортный экструдированный пенополистерол

ЭППС ЭЭПСу – рознь. Ранее у нас был опыт использования ЭППС отечественного производства (марку мы намеренно не указываем). На первый взгляд от импортного он отличался только цветом (импортный – синий, ЭППС отечественный – желтый), но при подробном изучении выяснилось, что:

  • отечественный ЭППС имеет нестабильное качество – от поставки к поставке плотность материала варьировалась от 35 до 40 кг/м³ (мы определяли это взвешиванием каждого брикета, вес их различался). В результате фургоны изрядно теряли в теплоизоляции;
  • размеры плит отечественного ЭППС даже в одном брикете различались (погрешность геометрических параметров иногда достигала 2 мм). Около 25% поступавшего в производство материала списывалась в брак. Поэтому переход на много более дорогой американский утеплитель Styrofoam мы произвели с незначительными финансовыми потерями.

5. Преимущества ЭППС

Достоинства ЭППС Styrofoam, ныне применяемого нами:

1.png

Долговечная теплоизоляция (постоянство характеристик в длительном интервале времени – важный фактор для прохождения второго теста ATP)

2.png

Высокая механическая прочность (на сжатие, разрыв, изгиб, сдвиг). Позволяет гасить высокие динамические нагрузки, вызванные воздействием ветра и вибрацией.

3.png

Высокие влаго- и пароизоляционные характеристики (важные факторы, влияющие на долговечность)

4.png

Химическая стойкость

5.png

Хорошая адгезия

6.png

Легкость (достаточная прочность достигается при меньшей плотности материала)

7.png

Стабильность размеров (постоянство геометрии плит)


6. Краткая сравнительная характеристика теплоизоляторов

Параметры ЭППС
Styrofoam
ЭППС
отеч.
ППУ Пенопласт
Низкая теплопроводность + +-

++
в первые годы эксплуатации

при условии его вспенивания фреоном;

если вспенивание происходит воздухом

(что часто встречается в РФ),

то показатель теплопроводности такого ППУ

заслуживает не более одного +

-
Низкое влаго/ водопоглощение + + - -
разрушается структура
Высокая структурная прочность + +- +- -
Соотношение прочность/вес + +- - -
Одинаковая плотность + - + +
Стабильность размеров (без дополнительной обработки) + - - +
Оптимальная поверхность для работы
(нет пыли/закрытые ячейки)
+ + -- -
Возможность автоматизации и простота в использовании + + - +
Температурная стойкость - - + -

7. Какой утеплитель крепче?

ЭППС Styrofoam или ППУ? Для начала проведем аналогию. ППУ и ЭППС используются и в других отраслях. Так, из ППУ с добавлением специальных присадок делают подушки для сидений, диванов и кресел, а ЭППС используется армией США и NASA. Выводы делайте сами.

Прочность ЭППС подтверждается следующими испытаниями:

Королевским институтом аэронавтики (Стокгольм, Швеция) были проведены испытания по измерению долговременной усталостной прочности ЭППС Styrofoam Dow и ППУ плотностью 40 кг/м³. Метод – цикличные (5 Гц) испытания на прогиб под преобладающим касательным напряжением , увеличивающимся с каждым циклом. Испытания показали, что панель с ЭППС имеет колоссальное преимущество перед панелью с ППУ.