البولي إيثيلين الرغوي: التصنيع والخصائص والتطبيق

البولي إيثيلين الرغوي هو عازل فريد من نوعه للحرارة والضوضاء والرطوبة ، والذي يحسد عليه الآن. إن المزيج البسيط من البولي إيثيلين والهواء ، في النهاية ، يوفر توفيرًا للحرارة بنسبة 70 ٪ من حيث البناء ، على الرغم من أن نطاقه بعيد عن هذا الحد. <. P>

هذه هي المواد التي تجمع بنجاح بين التكلفة المنخفضة والكفاءة الكبيرة. في نفس الوقت ، دون المساس بصحة الإنسان وحياته. وقد أدت نفس الخصائص إلى توسيع نطاق تطبيق البولي إيثيلين الرغوي من البناء والهندسة الميكانيكية والطب والأحذية والسلع الجلدية إلى التعبئة والتغليف.

أنواع طريقة الإنتاج

لتبسيط الشرح ، يتم تقسيم رغوة البولي إيثيلين إلى "متصالبة" و "غير مرتبطة" وفقًا لطريقة الإنتاج ، على الرغم من أن التقنيات المستخدمة لكل نوع قد تكون مختلفة. يتمثل الاختلاف الرئيسي بين المواد التي تم الحصول عليها في أنه أثناء الإنتاج ، لا يتغير التركيب الجزيئي لرغوة البولي إيثيلين "غير المتشابكة" ، على عكس المادة "المتشابكة" ، على الرغم من تسمية كلتا المادتين بالرغوة.

يحتوي كل نوع من أنواع المواد التي تم الحصول عليها على عدد من الميزات المميزة ، ونتيجة لذلك ، مجال تطبيق مختلف قليلاً. تشير تقنية "الخياطة" إلى عملية الربط المتقاطع للوحدات الجزيئية في منطقة ثلاثية الأبعاد بخلايا عريضة.

اختيار دعم رغوة البولي ايثيلين

نوع غطاء الأرضية

عند اختيار دعامة من رغوة البولي إيثيلين ، من الضروري مراعاة نوع غطاء الأرضية الذي ستستخدمه تحته.

يتم اختيار دعامة رغوة البولي إيثيلين وفقًا للمعايير التالية:

1. 
   لا ينبغي أن تكون الطبقة السفلية رقيقة جدًا ، لأنها قد لا تعطي التأثير المطلوب ، ولكن إذا كانت الطبقة السفلية سميكة جدًا ، فسوف تنطلق عند المشي.

2. بالنسبة للصفائح التي يبلغ سمكها سبعة مليمترات ، يجب أن يكون سمك الطبقة الداعمة حوالي 2 مم.
3. بالنسبة للطلاءات السميكة (حتى ثمانية أو تسعة ملليمترات أو حتى أكثر) ، يجب اختيار ركيزة لا تقل عن ثلاثة ملليمترات.

ميزات تركيب ركيزة رغوة البولي إيثيلين

ليس من الصعب على الإطلاق وضع دعامة من رغوة البولي إيثيلين ، ولكن يجب اتباع عدة قواعد:

1. قبل وضع الأرضية السفلية ، من الضروري تسوية وتجفيف بئر الأرضية السفلية ؛
2. إذا كانت الأرضية مستوية بالأسمنت - ذراع التسوية الخرساني ، فأنت بحاجة أولاً إلى التحقق من النسبة المئوية للرطوبة.
3. يجب وضع الركيزة الرقيقة بحيث يكون جانب الرقاقة لأعلى وعزلها عن الأسلاك الكهربائية التي قد توضع بجانبها ؛

لمنع إزاحة صفائح دعم رغوة البولي إيثيلين ولضمان مقاومة جيدة للماء ، يتم وضعها من طرف إلى طرف وليس متداخلة. وكذلك يجب لصق جميع الوصلات (اللحامات) بشريط لاصق ، أي شريط.

حسنًا ، أخبرناك عن مادة مثل البولي إيثيلين الموسع ، (بتعبير أدق ، حول الركيزة المصنوعة من هذه المادة) ، وعن الفروق الدقيقة في تركيبها وصفاتها التقنية ، ونأمل أن تكون هذه المقالة مفيدة لك. نتمنى لكم التوفيق في مساعيكم وصبركم!

رغوة البولي إيثيلين "غير المتشابكة" (NPE)

يتم الحصول عليها باستخدام عامل نفخ فيزيائي ، عن طريق طريقة البثق ، أو بطريقة أكثر بساطة ، عن طريق طريقة إرغاء مادة بوليمر بخليط غازي ، والذي يتم استبداله لاحقًا بالهواء العادي.

يعد إنتاجه من أكثر المنتجات الصديقة للبيئة نظرًا لحقيقة أن غاز الفريون المحظور في جميع البلدان الأوروبية وفي معظم المنظمات البيئية المحلية قد تم استبداله بنجاح بغاز البوتان والبروبان والبيوتان والأيزوبيوتان.على الرغم من الإنصاف ، يجب أن يقال إنه الفريون ، نظرًا لارتفاع درجة تبخره ، يعد مثاليًا لهذا الإنتاج ، ولكن من أجل الصحة يجب التخلي عنه.

والنتيجة هي مادة شفافة ذات مسام كبيرة. لكن قوتها الشد أدنى من رغوة البولي إيثيلين "المتصالبة". هذا يرجع إلى حقيقة أنه لا توجد رابطة قوية بين جزيئات البوليمر. يحدد هذا المؤشر مجال تطبيق IPE.

تصنيف

رغوة أساسها البولي إيثيلين مصنفة حسب الخصائص التالية:

• نوع المادة الأولية
• طريقة الرغوة
• طريقة الخياطة.

لتصنيع معدات الوقاية الشخصية ، يتم استخدام حبيبات LDPE و HDPE ، بالإضافة إلى التركيبات المختلفة القائمة عليها. يتيح التركيب الجزيئي لأي نوع من أنواع البولي إيثيلين الحصول على مواد ذات خصائص يمكن التنبؤ بها.

في انتاج رغوة البولي ايثيلين
يتم تطبيق طريقتين لإنشاء المرحلة الغازية:

1. جسدي - بدني. هذا الحقن المباشر للغاز (البوتان أو غيره من الهيدروكربونات المشبعة الخفيفة) في مصهور المواد الخام هو أرخص طريقة للرغوة. ومع ذلك ، فإنه يتطلب استخدام معدات متخصصة والامتثال لمزيد من تدابير السلامة الوقائية من الحرائق.
2. المواد الكيميائية. يتم إدخال الكواشف التي تتحلل مع إطلاق الغازات في المادة الأولية. يمكن إجراء عملية الرغوة الكيميائية على معدات السبك والبثق القياسية. يتم تحديد تكوين المواد المضافة من خلال متطلبات الكثافة وحجم الخلية.

تجعل تقنيات الإنتاج الحديثة من الممكن الحصول عليها الهياكل الجزيئية المختلفة البولي إيثيلين المملوء بالغاز:

1. غير مخيط (NPE). يتم الحصول عليها عن طريق تقنية الرغوة الفيزيائية. في الوقت نفسه ، يحتفظ البولي إيثيلين بالهيكل الأصلي المعطى أثناء التركيب. يتميز NPE بخصائص قوة منخفضة نسبيًا واستخدامه مبرر في ظل ظروف الأحمال الميكانيكية غير المهمة.
2. متشابك كيميائيًا (HS-PPE). تشتمل التقنية على المراحل التالية: خلط المواد الخام مع رغوة وكواشف التشابك ، وتشكيل فراغ المصفوفة الأولي ، والتسخين التدريجي في الفرن. تؤدي المعالجة الحرارية إلى ظهور روابط متقاطعة بين خيوط البوليمر (يحدث التشابك) ، ثم يحدث تكوين الغاز. تتميز المنتجات المصنوعة من CS-PPE بهيكل ناعم المسام وسطح غير لامع ومؤشرات ميكانيكية أعلى مقارنة بالمنتجات المصنوعة من PSE: القوة ، مقاومة التمزق ، المرونة ، أي القدرة على العودة إلى السماكة السابقة بعد الضغط.
3. متشابك جسديًا (FS-PPE). لا تحتوي المادة على إضافات للربط المتشابك ، وبدلاً من المرحلة الأولى من المعالجة الحرارية ، تتم معالجة فراغ المصفوفة بتدفق إلكتروني ، والذي يبدأ عملية الربط المتشابك. تتيح القدرة على التحكم في عدد الروابط المتقاطعة تغيير خصائص المواد وأحجام الشبكات.

على عكس معظم مواد البناء ، لا يتم تمييز رغوة البولي إيثيلين بمؤشرات القوة ، ولكن بمتوسط ​​الكثافة ، أي نسبة الوزن لكل وحدة حجم (كجم / م 3): 15 ، 25 ، 35 ، 50 ، 75 ، 100 ، .. .500 كما هو موضح في الصورة أعلاه على سبيل المثال.

رغوة البولي إيثيلين "المتشابكة" (PPE)

هناك نوعان من هذه المواد حسب التقنية المستخدمة:

1. كيميائيا "متشابكة" ؛
2. جسديا "مخيط".

كلا النوعين مرغيان في الفرن ، لكن طريقة تكوين روابط داخلية مستقرة على المستوى الجزيئي مختلفة. في ما يسمى بـ "التشابك" الكيميائي ، يتم استخدام كاشف كيميائي ، وفي الفيزياء - مسرع شعاع نبضي ، والذي ينظم التركيب الجزيئي للمادة بسبب تدفق الإلكترونات.

نتيجة لذلك ، في كلتا الحالتين ، يتم الحصول على مادة بها خلايا صغيرة ومغلقة إلى حد ما ، والتي تتميز بمقاومة ممتازة للإجهاد.

مراحل الإنتاج

يتكون خط إنتاج رغوة البولي ايثيلين من:

• الطارد.
• ضاغط لتزويد الغاز
• خطوط التبريد
• التعبئة والتغليف.

اعتمادًا على نوع المنتج النهائي ، يمكن تسمية الجهاز بتصنيع الأكياس ، وخياطة الأنابيب ، وما إلى ذلك.

بالإضافة إلى ذلك ، يتم استخدام المقصات الطائرة ومكابس التثقيب ذات التصميمات المختلفة وآلات التشكيل.

يتم تحميل حبيبات LDPE أو HDPE أو التركيبات القائمة عليها في قادوس الاستقبال.

يتم إرجاع الزركشة - النوع الرئيسي من النفايات الناتجة عن إنتاج رغوة البولي إيثيلين - إلى دورة الإنتاج بعد الحد الأدنى من المعالجة.

العديد من الشركات خلط المواد الخام الأولية مع إعادة التحبيب.

تتمثل المتطلبات الرئيسية للمواد الخام الثانوية لإنتاج البولي إيثيلين الرغوي في عدم وجود شوائب ميكانيكية وتوحيد اللون ومتوسط ​​الوزن الجزيئي مع البولي إيثيلين الأولي.

إذا تم استيفاء المتطلبات ، فلن تتأثر الجودة والأداء والخصائص الميكانيكية للمنتج النهائي.

الخصائص المقارنة

الخصائص الرئيسية	رغوة البولي إيثيلين "المتشابكة"	رغوة البولي إيثيلين "السلكية"
سمك ، مم	من 0.5 إلى 15	من 0.5 إلى 20
الكثافة ، كجم / م 3	33(± 5)	25(± 5)
درجة حرارة العمل ، درجة مئوية	من -60 إلى +105	من -60 إلى +75
معامل التوصيل الحراري W / (م • درجة مئوية)	0.031	0.045-0.055
معامل امتصاص الحرارة ، W / (م • درجة مئوية)	0,34	—
نفاذية بخار الماء ، mg / (mh.Pa)	0.001 — 0.0015	0.003
مؤشر تأثير تقليل الضوضاء ، ديسيبل ، ليس أقل	18	—
مقاومة الانضغاط عند 25٪ تشوه خطي ، MPa	0,035
امتصاص الماء بالحجم عند الغمر الكامل 96 ساعة ،٪	>1

ومن العيوب الشائعة أنها قابلة للاشتعال في حالة عدم وجود إضافات مطفأة (مثبطات اللهب).

الخصائص الإيجابية العامة:

1. مقاومة عالية للرطوبة
2. مقاومة الوسائط العدوانية - الأحماض والزيوت والقلويات ، إلخ ؛
3. تفاعل ممتاز مع مواد أخرى ؛
4. سهولة التركيب؛
5. وزن خفيف؛
6. الغياب التام لرائحة معينة ؛
7. مقاومة التأثيرات الميكروبيولوجية ؛
8. السلامة البيئية وكمية صغيرة من النفايات في الإنتاج.

ومع ذلك ، فإن تقنيات إنتاج رغوة البولي إيثيلين "المتشابكة" أكثر تعقيدًا ، وبالتالي فهي تتمتع بعدد من المزايا على "غير المتشابكة":

1. بنسبة 30٪ تقريبًا ، تتمتع بهيكل أكثر كثافة ، مما يجعلها في وضع أكثر إفادة بكثير فيما يتعلق بعزل الصوت ؛
2. بسبب القوة المتزايدة والمقاومة الأعلى للأشعة فوق البنفسجية من تلك الموجودة في NPE ، فإنها تتمتع بعمر خدمة أطول ؛
3. الموصلية الحرارية لها أقل بنسبة 20٪ من تلك الخاصة بـ NPE ؛

1. مقاومة ميكروبيولوجية أعلى للمادة ؛
2. مقاومة درجة الحرارة والضغط الميكانيكي ؛
3. عدم الحساسية للمذيبات العضوية ؛
4. مقاومة الاهتزاز؛
5. قوة تشوه عالية.

ومع ذلك ، تتمتع NPE بميزة لا يمكن إنكارها - سعر منخفض ، مما يؤدي غالبًا إلى إغراء كبير للبائعين لتضخيم خصائصها بشكل مصطنع ، وتمريرها على أنها مادة عازلة للصوت كاملة تستخدم في البناء. تجدر الإشارة إلى أنه اليوم يمكنك العثور على استخدام أصلي إلى حد ما لرغوة البولي إيثيلين.

نظرًا لحقيقة أن خصائص أنواع رغوة البولي إيثيلين تختلف أحيانًا بشكل كبير جدًا ، سيكون من الأنسب النظر في مجالات تطبيقها بشكل منفصل.

الخصائص الأساسية

الخصائص التقنية للرغوة PE هي توليف خصائص البولي إيثيلين ، والمواد المرنة اللينة مع نقطة انصهار منخفضة ، والرغاوي ذات الوزن الخفيف والموصلية الحرارية المنخفضة:

• مثل البولي إيثيلين العادي ، فإن الرغوة PE هي مادة قابلة للاحتراق ، يجب ألا تتجاوز درجة حرارة التشغيل القصوى + 102 درجة مئوية بمعدلات أعلى ، سوف تذوب.
• في درجات الحرارة المنخفضة ، حتى عند خفضها إلى -60 درجة مئوية ، ستحتفظ رغوة البولي إيثيلين بجميع خصائصها ، بما في ذلك القوة والمرونة.
• الموصلية الحرارية لهذا المنتج منخفضة للغاية ، فهي 0.038-0.039 واط / م * كلفن ، مما يعطي المنتجات منه معاملًا عاليًا للعزل الحراري.
• عند التلامس المباشر مع الماء ، لا يمتص البولي إيثيلين الرغوي أكثر من 1-3.5٪ من حجمه شهريًا.
• البولي إيثيلين الرغوي مقاوم للغاية للوسائط النشطة كيميائيًا ، لا سيما منتجات النفط والبنزين.
• لا تتحلل في بيئة نشطة بيولوجيا (لا تتعفن ، لا تصلح لعمل البكتيريا والفطريات).
• تمتص الأصوات تمامًا ، بحيث يمكن استخدام معدات الوقاية الشخصية لعزل الضوضاء.
• غير سام على الإطلاق ، حتى أثناء الاحتراق.
• سهل النقل والتركيب ،
• مقاومة للاهتراء ومتينة حتى 80-100 سنة من الخدمة.

مثير للإعجاب! من حيث الموصلية الحرارية ، وبناءً عليه ، إمكانيات العزل الحراري ، يمكن أن يصبح البولي إيثيلين الرغوي بديلاً ممتازًا للعديد من العوازل الحرارية الشائعة: يمكن لمعدات الحماية الشخصية بسمك 1 سم أن تحل محل 5 سم من الصوف المعدني أو 15 سم من الطوب.

سلبيات

الخاصية السلبية لـ PE الرغوية هي عدم تحمله للأشعة فوق البنفسجية. التعرض المباشر لأشعة الشمس له تأثير مدمر عليه ، لذلك يجب أن يتم تخزين واستخدام رغوة البولي إيثيلين في مكان محمي من الضوء. خلاف ذلك ، يجب أن تحتوي المادة نفسها على حماية ، على الأقل في شكل فيلم معتم.

نطاق رغوة البولي إيثيلين "غير المتشابكة" (NPE)

1. لا يمكن لهذا النوع أن يتباهى بمجموعة واسعة من التطبيقات مباشرة في البناء. ومع ذلك ، فإن خصائصه تجعله لا غنى عنه تمامًا في تغليف المنتج ، مما يشير إلى عدم وجود سمية.
2. على الرغم من حقيقة أنه نظرًا للخلايا المملوءة بالهواء ، فإن استخدام IPE تحت حمل نقطي محفوف بالتصدعات ، إلا أنه يستخدم على نطاق واسع لتعبئة أي معدات إلكترونية ومنتجات زجاجية وأثاث تغليف وأطباق وما إلى ذلك.
3. كمادة تغليف ، NPE مريحة للغاية. إنه يخفف حتى أحمال الصدمات المتعددة جيدًا. علاوة على ذلك ، لا تتدهور على الإطلاق. هذه هي الجودة الأكثر قيمة عند نقل جميع أنواع العناصر. يتم استخدامه كمواد توسيد وكمواد تغليف. سرعان ما استبدلت اللوح المموج وأغلفة الفقاعات ، وهو ما يمثل 90 ٪ من سوق التعبئة والتغليف اليوم.
4. ميزة أخرى هي أنه نظرًا لهيكل الفقاعات الدقيقة والليونة ، فإنه قادر على التقاط بعض الحطام التقني الذي يستقر على سطح المادة أثناء عمليات التحميل والتفريغ ، باستثناء الاحتمال اللاحق لملامسة الحطام مع السطح ؛
5. يتم استخدام NPE حتى كعزل ضد الماء والبخار والمكثفات والضوضاء التي تحملها البنية. ولكن ، تجدر الإشارة إلى أن هذا يحدث فقط في الحالات التي لا توجد فيها أحمال تحمل قوية ودرجات حرارة عالية ؛
6. أيضًا ، مع متطلبات الجودة المنخفضة ، يتم استخدامه في الهندسة الميكانيكية وحتى البناء كمادة عازلة للحرارة ؛
7. يتم استخدامه كعزل عاكس للاحتفاظ بالحرارة في المنزل وبالتالي تقليل تكاليف الطاقة ؛
8. يتم استخدامه كركيزة للباركيه الرقائقي لتسوية السطح ؛
9. يتم إنتاج NPE بسماكات مختلفة (انظر الجدول) وبأشكال مختلفة - بشكل لفات ، صفائح ، على شكل شبكة رغوة البولي إيثيلين. هناك أيضا رقائق EPS مغلفة ورقائق. لذلك ، هناك خيار يعتمد على المهمة المطروحة ؛
10. تسمح تكلفتها المنخفضة باستخدامها لإنتاج المنتجات التي تستخدم لمرة واحدة.

في دول الاتحاد الأوروبي ، يقتصر نطاق تطبيقه بشكل صارم على التغليف فقط.

الخصائص التقنية والاستهلاكية

رغوة البولي إيثيلين - ما هي وما خصائصها؟ للإجابة على هذا السؤال ، عليك أن تتذكر الخاصية الرئيسية لأي مادة ذات بنية رغوية - القدرة على الاحتفاظ بالحرارة داخل نفسها ومنع فقدانها.

يعتبر العزل الحراري السمة الاستهلاكية الرئيسية لهذه المادة ، والتي جعلت من الممكن ، أولاً وقبل كل شيء ، استخدامها في صناعة البناء.

بالإضافة إلى ذلك ، يحتوي البوليمر على عدد من الخصائص:

• وزن خفيف. بسبب هذه الخاصية ، تُستخدم المادة على نطاق واسع في جميع المناطق التي لا تعطي فيها الكتلة الصغيرة عبئًا كبيرًا على العناصر الداعمة ولا تزيد من وزن المنتج النهائي أو الهيكل ؛
• لا تخضع للتعفن. جودة مهمة تسمح باستخدام البوليمر في العزل الخارجي لخطوط الأنابيب والمباني ، وكذلك في الأماكن ذات المناخ المداري والبيئة الميكروبيولوجية العدوانية ؛
• مجموعة واسعة من درجات حرارة التشغيل تجعل من الممكن استخدام الرغوة في مناطق مناخية مختلفة ؛
• يضمن النقاء البيئي والخمول الكيميائي عدم إطلاق المواد للسموم والمواد المسرطنة أثناء التشغيل.

بالإضافة إلى الخصائص المذكورة أعلاه ، تتميز رغوة البولي إيثيلين بمعامل امتصاص منخفض للماء (أقل من 2٪) وخصائص عزل ضوضاء جيدة وسهولة المعالجة.

البولي إيثيلين الرغوي وجوانب سلامته

وجدت رغوة البولي إيثيلين استخدامًا نشطًا في إنتاج مجموعة واسعة من المنتجات المختلفة. استخدامه على مستوى الأسرة آمن تمامًا. من المهم فقط عدم تجاوز درجات الحرارة المحددة. يمكن أن يؤدي التسخين حتى +110 درجة أو أكثر إلى عواقب وخيمة. يترافق احتراق رغوة البولي إيثيلين مع إطلاق مواد خطرة ، وتستغرق عملية تحلل هذه المواد حوالي 200 عام. يشير هذا بشكل مباشر إلى طول عمره ، ولكن يُنظر إليه بشكل سلبي من وجهة نظر التأثير على بيئة الأرض.