Polietilene espanso: fabbricazione, proprietà e applicazione

Il polietilene espanso è un isolante unico di calore, rumore e umidità, che ora è una popolarità invidiabile. La combinazione ingegnosamente semplice di polietilene e aria, alla fine, offre un risparmio di calore del 70% in termini di costruzione, anche se il suo scopo è tutt'altro che limitato a questo. <. P>

È questo materiale che combina con successo basso costo e grande efficienza. Allo stesso tempo, senza pregiudizio per la salute e la vita umana. Le stesse caratteristiche hanno ampliato l'ambito di applicazione del polietilene espanso dall'industria edile, meccanica, farmaceutica, calzaturiera e pelletteria fino all'imballaggio.

Tipi per metodo di produzione

Per semplicità di spiegazione, la schiuma di polietilene è suddivisa in "reticolato" e "non reticolato" in base al metodo di produzione, sebbene le tecnologie utilizzate per ciascun tipo possano essere diverse. La principale differenza tra i materiali ottenuti è che durante la produzione, la struttura molecolare della schiuma di polietilene "non reticolato" non cambia, a differenza di quella "reticolata", sebbene entrambi i materiali siano detti espansi.

Ciascuno dei tipi di materiale ottenuti ha una serie di caratteristiche distintive e, di conseguenza, un campo di applicazione leggermente diverso. La tecnologia della "cucitura" si riferisce al processo di reticolazione di unità molecolari in una regione tridimensionale con cellule larghe.

Selezione di supporto in schiuma di polietilene

Tipo di rivestimento del pavimento

Quando si sceglie un supporto in schiuma di polietilene, è necessario tenere conto del tipo di rivestimento del pavimento per il quale lo si utilizzerà.

Il supporto in schiuma di polietilene viene selezionato in base ai seguenti criteri:

1. 
   Il sottofondo non dovrebbe essere molto sottile, perché potrebbe non dare l'effetto desiderato, ma se il sottofondo è troppo spesso, si solleverà quando si cammina.

2. Per un laminato da sette millimetri, lo spessore del supporto dovrebbe essere di circa due millimetri.
3. Per rivestimenti più spessi (fino a circa otto o nove o anche più millimetri), è necessario selezionare un substrato di almeno tre millimetri.

Caratteristiche del montaggio di un substrato di schiuma di polietilene

La posa di un supporto in schiuma di polietilene non è affatto difficile, ma è necessario osservare diverse regole:

1. Prima di posare il sottofondo, è necessario livellare e asciugare bene il sottofondo;
2. Se il pavimento è livellato con cemento - massetto in calcestruzzo, per prima cosa è necessario controllare la percentuale della sua umidità.
3. Il supporto della lamina deve essere posato con il lato della lamina rivolto verso l'alto e isolato dai cavi elettrici che possono essere posati nelle vicinanze;

Per evitare lo spostamento dei fogli di supporto in schiuma di polietilene e per garantire una buona impermeabilità, viene posato da un capo all'altro e non sovrapposto. E anche tutte le giunture (cuciture) devono essere incollate con nastro adesivo, cioè nastro.

Bene, ti abbiamo parlato di un materiale come il polietilene espanso, (più precisamente, di un substrato realizzato con questo materiale) delle sfumature della sua installazione e delle qualità tecniche, e speriamo che questo articolo ti sia utile. Ti auguriamo buona fortuna per i tuoi sforzi e pazienza!

Schiuma di polietilene "non reticolato" (NPE)

Si ottiene utilizzando un agente espandente fisico, con il metodo dell'estrusione, o, più semplicemente, con il metodo di schiumare un materiale polimerico con una miscela di gas, che viene successivamente sostituita da aria ordinaria.

La sua produzione è una delle più rispettose dell'ambiente in quanto il gas freon vietato in tutti i paesi europei e nella maggior parte delle organizzazioni ambientali nazionali è stato sostituito con successo con butano, propano-butano e isobutano.Anche se, in tutta onestà, va detto che è il freon, per il suo elevato calore di vaporizzazione, che è l'ideale per questa produzione, ma per motivi di salute va abbandonato.

Il risultato è un materiale traslucido a pori larghi. Ma la sua resistenza alla trazione è inferiore alla schiuma di polietilene "reticolata". Ciò è dovuto al fatto che non esiste un forte legame tra le molecole polimeriche. Questo indicatore determina l'ambito di applicazione dell'IPE.

Classificazione

Schiuma a base di polietilene classificato secondo le seguenti caratteristiche:

• tipo di materia prima;
• metodo di schiumatura;
• metodo di cucitura.

Per la produzione di DPI, vengono utilizzati granuli di LDPE e HDPE, nonché varie composizioni basate su di essi. La struttura molecolare di qualsiasi tipo di polietilene consente di ottenere materiali con proprietà prevedibili.

Nella produzione di schiuma di polietilene
vengono applicati due metodi per creare una fase gassosa:

1. Fisico. Questa iniezione diretta di gas (butano o altri idrocarburi saturi di luce) nella massa fusa della materia prima è il metodo di formazione di schiuma più economico. Tuttavia, richiede l'uso di attrezzature specializzate e il rispetto di maggiori misure di sicurezza antincendio preventiva.
2. Chimica. I reagenti che si decompongono con il rilascio di gas vengono introdotti nella materia prima. La schiumatura chimica può essere eseguita su apparecchiature standard di fonderia ed estrusione. La composizione degli additivi è determinata dai requisiti di densità e dimensione delle cellule.

Le moderne tecnologie di produzione consentono di ottenere varie strutture molecolari polietilene riempito di gas:

1. Scucito (NPE). È ottenuto dalla tecnologia della schiumatura fisica. Allo stesso tempo, il polietilene mantiene la struttura originale data durante la sintesi. L'NPE si distingue per caratteristiche di resistenza relativamente basse e il suo utilizzo è giustificato in condizioni di carichi meccanici insignificanti.
2. Reticolato chimicamente (HS-PPE). La tecnologia comprende le seguenti fasi: miscelazione delle materie prime con reagenti schiumogeni e reticolanti, formazione del bianco della matrice iniziale, riscaldamento graduale in un forno. Il trattamento termico porta al fatto che si verifica la reticolazione tra i fili polimerici (si verifica la reticolazione) e quindi si verifica la formazione di gas. I prodotti realizzati in KhS-PPE hanno una struttura a pori fini, una superficie opaca e indicatori meccanici più elevati rispetto ai prodotti realizzati in DPI: forza, resistenza allo strappo, elasticità, ad es. la capacità di tornare allo spessore precedente dopo la spremitura.
3. Fisicamente reticolato (FS-PPE). Il materiale non contiene additivi reticolanti e, invece del primo stadio del trattamento termico, lo sbozzato della matrice viene trattato con un flusso di elettroni, che avvia il processo di reticolazione. La possibilità di controllare il numero di reticoli consente di variare le caratteristiche del materiale e le dimensioni delle celle.

A differenza della maggior parte dei materiali da costruzione, la schiuma di polietilene non è contrassegnata da indicatori di resistenza, ma da una densità media, ovvero il rapporto tra peso per unità di volume (kg / m 3): 15, 25, 35, 50, 75, 100, .. 500, come mostrato nella foto sopra per esempio.

Schiuma di polietilene "reticolato" (DPI)

Esistono due tipi di questo materiale, a seconda della tecnologia utilizzata:

1. chimicamente "reticolato";
2. fisicamente "cucito".

Entrambi i tipi sono schiumati nel forno, ma il modo di formare legami interni stabili a livello molecolare è diverso. Nella cosiddetta "reticolazione chimica" viene utilizzato un reagente chimico, e nel fisico - un acceleratore di fascio di impulsi, che regola la struttura molecolare del materiale a causa del flusso di elettroni.

Di conseguenza, in entrambi i casi, si ottiene un materiale a celle chiuse piuttosto piccole, che si distingue per un'ottima resistenza allo stress.

Fasi di produzione

La linea di produzione di schiuma PE è composta da:

• estrusore;
• compressore per alimentazione gas;
• linee di raffreddamento;
• confezione.

A seconda del tipo di prodotto finale, l'attrezzatura può essere chiamata fabbricazione di sacchetti, cucitura di tubi, ecc.

Inoltre, vengono utilizzate cesoie volanti e punzonatrici di vari modelli, macchine di stampaggio.

I granuli di LDPE, HDPE o le composizioni a base di essi vengono caricati nella tramoggia di ricezione.

Le guarnizioni - il principale tipo di scarto della produzione di schiuma di polietilene - vengono reinserite nel ciclo produttivo dopo una lavorazione minima.

Molte aziende mescolare materie prime primarie con rigranulato.

I requisiti principali per le materie prime secondarie per la produzione di polietilene espanso sono l'assenza di impurità meccaniche, l'uniformità di colore e il peso molecolare medio con il PE primario.

Se i requisiti vengono soddisfatti, la qualità, le prestazioni e le proprietà meccaniche del prodotto finito non vengono influenzate.

Caratteristiche comparative

Caratteristiche principali	Schiuma di polietilene "reticolato"	Schiuma di polietilene "cablata"
Spessore, mm	da 0,5 a 15	da 0,5 a 20
Densità, kg / m3	33(± 5)	25(± 5)
Temperatura di lavoro, ° С	da -60 a +105	da -60 a +75
Coefficiente di conducibilità termica, W / (m • ° С)	0.031	0.045-0.055
Coefficiente di assorbimento del calore, W / (m • ° С)	0,34	—
Permeabilità al vapore acqueo, mg / (m.h.Pa)	0.001 — 0.0015	0.003
Indice di riduzione del rumore da impatto, dB, non inferiore	18	—
Resistenza alla compressione al 25% di deformazione lineare, MPa	0,035
Assorbimento d'acqua in volume a piena immersione 96 h,%	>1

Uno svantaggio comune è che, in assenza di additivi estinguenti (ritardanti di fiamma), sono infiammabili.

Caratteristiche positive generali:

1. elevata resistenza all'umidità;
2. resistenza a mezzi aggressivi - acido, olio, alcali, ecc.;
3. eccellente interazione con altri materiali;
4. facilità di installazione;
5. peso leggero;
6. completa assenza di un odore specifico;
7. resistenza agli effetti microbiologici;
8. sicurezza ambientale e una piccola quantità di rifiuti nella produzione.

Tuttavia, le tecnologie per la produzione di schiuma di polietilene "reticolato" sono più complesse, quindi presenta una serie di vantaggi rispetto a "non reticolato":

1. ha una struttura più densa di quasi il 30%, il che lo pone in una posizione molto più vantaggiosa in materia di isolamento acustico;
2. a causa della maggiore resistenza e maggiore resistenza ai raggi UV rispetto all'NPE, ha una vita utile più lunga;
3. la sua conducibilità termica è del 20% inferiore a quella dell'NPE;

1. maggiore resistenza microbiologica del materiale;
2. resistenza alla temperatura e alle sollecitazioni meccaniche;
3. insensibilità ai solventi organici;
4. resistenza alle vibrazioni;
5. elevata resistenza alla deformazione.

Tuttavia, l'NPE ha un innegabile vantaggio: un prezzo basso, che spesso porta a una grande tentazione per i venditori di gonfiare artificialmente le sue caratteristiche, facendolo passare per un vero e proprio materiale insonorizzato utilizzato nella costruzione. Vale la pena notare che oggi è possibile trovare un'applicazione piuttosto originale di schiuma di polietilene.

A causa del fatto che le caratteristiche dei tipi di schiuma di polietilene a volte differiscono in modo molto significativo, sarebbe più opportuno considerare separatamente le loro aree di applicazione.

Proprietà di base

Le caratteristiche tecniche del PE espanso sono una sintesi delle proprietà dei polietileni, dei materiali elastici morbidi a basso punto di fusione e delle schiume con la loro leggerezza e bassa conducibilità termica:

• Come il normale polietilene, il PE espanso è un materiale combustibile, la cui temperatura massima di esercizio non deve superare + 102 ° C. A velocità più elevate, si scioglierà.
• A basse temperature, anche se abbassate a -60 ° C, la schiuma di polietilene manterrà tutte le sue proprietà, comprese resistenza ed elasticità.
• La conducibilità termica di questo prodotto è molto bassa, è 0,038-0,039 W / m * K, il che conferisce ai prodotti realizzati con esso un coefficiente di isolamento termico particolarmente elevato.
• A diretto contatto con l'acqua, il PE schiumato assorbe non più dell'1-3,5% del suo volume al mese.
• Il polietilene espanso è molto resistente ai mezzi chimicamente attivi, in particolare al petrolio e ai prodotti petroliferi.
• Non si decompone in un ambiente biologicamente attivo (non marcisce, non si presta all'azione di batteri e funghi).
• Assorbe perfettamente i suoni, in modo che i DPI possano essere utilizzati per l'isolamento acustico.
• Assolutamente atossico, anche durante la combustione.
• Facile da trasportare e installare,
• Resistente all'usura e durevole fino a 80-100 anni di servizio.

INTERESSANTE! In termini di conducibilità termica e, di conseguenza, le possibilità di isolamento termico, il polietilene espanso può diventare un'ottima alternativa a molti isolanti termici diffusi: i DPI di 1 cm di spessore possono sostituire 5 cm di lana minerale o 15 cm di muratura.

svantaggi

Una proprietà negativa del PE schiumato è la sua intolleranza ai raggi ultravioletti. L'esposizione diretta alla luce solare ha un effetto distruttivo su di esso, pertanto sia lo stoccaggio che l'uso della schiuma di polietilene devono avvenire in luoghi protetti dalla luce. In caso contrario, il materiale stesso deve contenere una protezione, almeno sotto forma di una pellicola opaca.

Portata della schiuma di polietilene "non reticolato" (NPE)

1. Questo tipo non può vantare una vasta gamma di applicazioni direttamente nella costruzione. Tuttavia, le sue proprietà lo rendono assolutamente indispensabile nella confezione del prodotto, il che indica l'assenza di tossicità.
2. Nonostante il fatto che, a causa delle celle riempite d'aria, l'uso di IPE sotto un carico puntuale sia irto di rotture, è ampiamente utilizzato per l'imballaggio di apparecchiature elettroniche, prodotti in vetro, mobili per l'imballaggio, stoviglie e così via.
3. Come materiale di imballaggio, l'NPE è molto conveniente. Smorza bene anche più carichi d'urto. Inoltre, non si deteriora affatto. Questa è la qualità più preziosa quando si trasportano tutti i tipi di articoli. Viene utilizzato sia come materiale di imbottitura che come materiale di avvolgimento. Ha rapidamente sostituito il cartone ondulato e il pluriball, rappresentando oggi il 90% del mercato degli imballaggi.
4. Un altro vantaggio è che grazie alla sua struttura a bolle fini e alla sua morbidezza, è in grado di raccogliere alcuni detriti tecnici che si depositano sulla superficie del materiale durante le operazioni di carico e scarico, escludendo la successiva possibilità di contatto dei detriti con la superficie;
5. L'NPE è anche utilizzato come isolante contro l'acqua, il vapore, la condensa e il rumore strutturale. Tuttavia, va notato che questo è solo in quei casi in cui non ci sono carichi potenti sui cuscinetti e temperature elevate;
6. Inoltre, con requisiti di bassa qualità, viene utilizzato nell'ingegneria meccanica e persino nell'edilizia come materiale termoisolante;
7. Viene utilizzato come isolante riflettente per trattenere il calore in casa e, di conseguenza, ridurre i costi energetici;
8. Viene utilizzato come sottofondo per parquet laminato per livellare la superficie;
9. NPE è prodotto in diversi spessori (vedi tabella) e in diversi formati: in rotoli, fogli, sotto forma di rete in polietilene espanso. C'è anche lamina e EPS laminato. Pertanto, c'è una scelta a seconda dell'attività da svolgere;
10. Il suo basso costo ne consente l'utilizzo per la produzione di prodotti usa e getta.

Nei paesi dell'UE, l'ambito della sua applicazione è strettamente limitato al solo imballaggio.

Caratteristiche tecniche e di consumo

Schiuma di polietilene: che cos'è e quali proprietà ha? Per rispondere a questa domanda, è necessario ricordare la proprietà principale di qualsiasi materiale con una struttura schiumata: la capacità di trattenere il calore al suo interno e prevenirne la perdita.

L'isolamento termico è considerato la principale caratteristica di consumo di questo materiale, che ha permesso, prima di tutto, di utilizzarlo nel settore delle costruzioni.

Inoltre, il polimero ha una serie di caratteristiche:

• peso leggero. A causa di questa proprietà, il materiale è ampiamente utilizzato in tutte le aree in cui una piccola massa non dà un carico significativo agli elementi di supporto e non aumenta il peso del prodotto finito o della struttura;
• non soggetto a decadimento. Una qualità importante che consente di utilizzare il polimero nell'isolamento esterno di condotte ed edifici, nonché in luoghi con clima tropicale e ambiente microbiologico aggressivo;
• un'ampia gamma di temperature di esercizio consente di utilizzare la schiuma in diverse zone climatiche;
• la purezza ecologica e l'inerzia chimica garantiscono che durante il funzionamento il materiale non rilasci tossine e agenti cancerogeni.

Oltre alle proprietà di cui sopra, la schiuma di polietilene ha un basso coefficiente di assorbimento d'acqua (inferiore al 2%), buone proprietà di isolamento acustico e facilità di lavorazione.

Polietilene espanso e aspetti della sua sicurezza

La schiuma di polietilene ha trovato un impiego attivo nella produzione di un'ampia gamma di prodotti diversi. Il suo utilizzo a livello familiare è completamente sicuro. È importante solo non andare oltre le temperature limite. Il riscaldamento fino a +110 gradi o più può portare a gravi conseguenze. La combustione della schiuma di polietilene è accompagnata dal rilascio di sostanze pericolose e il processo di decomposizione di questo materiale dura circa 200 anni. Questo indica direttamente la sua longevità, ma è percepito negativamente dal punto di vista dell'impatto sull'ecologia terrestre.