פוליאתילן מוקצף: ייצור, תכונות ויישום

פוליאתילן מוקצף הוא מבודד חום, רעש ולחות ייחודי, אשר כיום פופולריות מעוררת קנאה. השילוב של פוליאתילן ואוויר, פשוט עד כדי גאונות, נותן בסופו של דבר חיסכון של 70% בחום מבחינת הבנייה, אם כי היקפו רחוק מלהיות מוגבל לכך. <. P>

זהו חומר זה המשלב בהצלחה עלות נמוכה ויעילות רבה. יחד עם זאת, מבלי לפגוע בבריאות האדם ובחייו. אותם מאפיינים הרחיבו את היקף היישום של פוליאתילן מוקצף מתעשיות הבנייה, הנדסת מכונות, רפואה, הנעלה ומוצרי עור לאריזות.

סוגים לפי שיטת ייצור

לשם פשטות ההסבר, קצף הפוליאתילן מחולק ל"מצולב "ו"לא מצולב" על פי שיטת הייצור, אם כי הטכנולוגיות המשמשות לכל סוג עשויות להיות שונות. ההבדל העיקרי בין החומרים שהושגו הוא שבמהלך הייצור, המבנה המולקולרי של קצף הפוליאתילן ה"לא מקושר "אינו משתנה, בניגוד לזה הקשור" צולב ", למרות ששני החומרים נקראים מוקצפים.

לכל אחד מסוגי החומר המתקבלים מספר מאפיינים ייחודיים וכתוצאה מכך, תחום יישום שונה במקצת. הטכנולוגיה של "תפירה" פירושה תהליך של קישור צולב של יחידות מולקולריות לאזור תלת ממדי עם תאים רחבים.

מבחר גיבוי מקצף פוליאתילן

סוג כיסוי רצפה

בבחירת גיבוי מקצף פוליאתילן, יש לקחת בחשבון לאיזה סוג כיסוי רצפה תשתמשו בו.

גיבוי קצף הפוליאתילן נבחר על פי הקריטריונים הבאים:

1. 
   התחתית לא צריכה להיות דקה מאוד, מכיוון שהיא עשויה לא לתת את האפקט הרצוי, אך אם התחתית עבה מדי, היא תקפיץ בזמן ההליכה.

2. לרבד של שבעה מילימטר, עובי הגב צריך להיות כשני מילימטרים.
3. לציפויים עבים יותר (עד כשמונה או תשעה מילימטרים ואף יותר), יש לבחור מצע של שלושה מילימטרים לפחות.

תכונות של הרכבה של מצע קצף מפוליאתילן

הנחת גיבוי מקצף פוליאתילן אינה קשה כלל, אך יש להקפיד על מספר כללים:

1. לפני הנחת תת הרצפה, יש צורך ליישר ולייבש את רצפת המשנה היטב;
2. אם הרצפה מפולסת עם מלט - המגהץ בטון, אז ראשית עליך לבדוק את אחוז הלחות שלה.
3. יש להניח את מצע נייר האלומיניום כשהצד הרדיד כלפי מעלה ומבודד מחיווט חשמלי שעשוי להיות מונח בקרבת מקום;

כדי למנוע תזוזה של יריעות הגבייה מקצף הפוליאתילן וכדי להבטיח איטום טוב, הוא מונח מקצה לקצה ולא חופף. וגם כל המפרקים (התפרים) חייבים להיות מודבקים בעזרת סרט דבק, כלומר סרט.

ובכן, סיפרנו לכם על חומר כזה כמו פוליאתילן מורחב, (ליתר דיוק, על מצע העשוי מחומר זה) על ניואנסים של התקנתו ואיכויותיו הטכניות, ואנו מקווים שמאמר זה יהיה שימושי עבורכם. אנו מאחלים לך בהצלחה במאמצייך ובסבלנותך!

קצף פוליאתילן "לא מקושר" (NPE)

הוא מתקבל באמצעות חומר נשיפה פיזי, בשיטת האקסטרוזיה, או באופן פשוט יותר, בשיטת הקצפת חומר פולימרי בתערובת גז, אשר מוחלפת לאחר מכן באוויר רגיל.

ייצורו הוא מהידידותיים ביותר לסביבה בשל העובדה שגז הפריאון שנאסר בכל מדינות אירופה וברוב ארגוני הסביבה המקומיים הוחלף בהצלחה בבוטאן, פרופאן-בוטאן ואיזובוטאן.אמנם, למען ההגינות, יש לומר שהוא פריאון, בגלל חום האידוי הגבוה שלו, שהוא אידיאלי לייצור זה, אך למען הבריאות יש לנטוש אותו.

התוצאה היא חומר שקוף ונקבובי. אך חוזק המתיחה שלו נחות מקצף הפוליאתילן ה"מצולב ". זאת בשל העובדה כי אין קשר חזק בין מולקולות פולימר. אינדיקטור זה קובע את אזור היישום של ה- IPE.

מִיוּן

קצף על בסיס פוליאתילן מסווג על פי המאפיינים הבאים:

• סוג חומרי הזנה;
• שיטת קצף;
• שיטת תפירה.

לייצור גרגרי PPE, LDPE ו- HDPE משמשים, כמו גם קומפוזיציות שונות המבוססות עליהם. המבנה המולקולרי של כל סוג של פוליאתילן מאפשר להשיג חומרים בעלי תכונות צפויות.

בייצור קצף פוליאתילן
שתי שיטות ליצירת שלב גזי מוחלות:

1. גוּפָנִי. הזרקה ישירה זו של גז (בוטאן או פחמימנים רוויים בהירים אחרים) להמיסת חומרי המזון היא שיטת הקצפה הזולה ביותר. עם זאת, זה מחייב שימוש בציוד מיוחד ומתן עמידה באמצעי בטיחות אש מונעים מוגברים.
2. כִּימִי. ריאגנטים המתפרקים עם שחרור גזים מוחדרים לחומר המזון. ניתן לבצע קצף כימי על ציוד יציקה וחילול רגיל. הרכב התוספים נקבע על פי הדרישות לצפיפות וגודל התא.

טכנולוגיות ייצור מודרניות מאפשרות להשיג מבנים מולקולריים שונים פוליאתילן מלא גז:

1. ללא תפרים (NPE). זה מתקבל על ידי טכנולוגיית קצף פיזית. יחד עם זאת, פוליאתילן שומר על המבנה המקורי שניתן במהלך הסינתזה. NPE נבדל על ידי מאפייני חוזק נמוכים יחסית והשימוש בו מוצדק בתנאים של עומסים מכניים לא משמעותיים.
2. צלב כימי (HS-PPE). הטכנולוגיה כוללת את השלבים הבאים: ערבוב חומרי גלם עם ריאגנטים מקציפים וקושרים, היווצרות החומר המטריציוני הראשוני, חימום בשלבים בתנור. טיפול בחום מוביל לעובדה כי קישור רוחב מתרחש בין חוטי הפולימר (מתרחש קישור), ואז מתרחשת גזים. מוצרים העשויים KhS-PPE הם בעלי מבנה נקבובי עדין, משטח מט ומחוונים מכניים גבוהים יותר בהשוואה למוצרים העשויים PPE: חוזק, עמידות בקריעה, גמישות, כלומר היכולת לחזור לעובי הקודם לאחר הסחיטה.
3. מקושרים פיזית (FS-PPE). החומר אינו מכיל תוספים צולבים, ובמקום השלב הראשון של טיפול בחום, מטפל בריק המטריציוני בזרימת אלקטרונים, היוזמת את תהליך ההצלבה. היכולת לשלוט במספר הצלבנים מאפשרת לך לשנות את מאפייני החומר ואת גודל התאים.

בניגוד לרוב חומרי הבנייה, קצף הפוליאתילן מסומן לא על ידי אינדיקטורי חוזק, אלא על ידי צפיפות ממוצעת, כלומר יחס המשקל ליחידת נפח (ק"ג / מ '3): 15, 25, 35, 50, 75, 100, .. 500, כפי שמוצג למשל בתמונה לעיל.

קצף פוליאתילן "מצולב" (PPE)

ישנם שני סוגים של חומר זה, תלוי בטכנולוגיה המשמשת:

1. כימית "מצולבת";
2. "תפור" פיזית.

שני הסוגים מוקצפים בתנור, אך הדרך ליצירת קשרים פנימיים יציבים ברמה המולקולרית שונה. במה שמכונה "crosslinking" כימי, נעשה שימוש במגיב כימי, ובגוף הפיזי - מאיץ קרני דופק, המווסת את המבנה המולקולרי של החומר עקב זרימת האלקטרונים.

כתוצאה מכך, בשני המקרים מתקבל חומר בעל תאים סגורים קטנים למדי, המובחן בעמידות מצוינת למתח.

שלבי ייצור

קו הייצור של קצף PE מורכב מ:

• מכבש;
• מדחס לאספקת גז;
• קווי קירור;
• אריזה.

תלוי בסוג המוצר הסופי, ניתן לקרוא לציוד ייצור שקיות, תפירת צינורות וכו '.

בנוסף, נעשה שימוש במספריים מעופפים ולחיצות אגרוף בעיצובים שונים ומכונות דפוס.

גרגרי LDPE, HDPE או קומפוזיציות המבוססים עליהם נטענים בכרטור המקבל.

קישוטים - סוג הפסולת העיקרי מייצור קצף פוליאתילן - מוחזרים למחזור הייצור לאחר עיבוד מינימלי.

עסקים רבים מערבבים חומרי גלם ראשוניים עם גרנולציה מחדש.

הדרישות העיקריות לחומרי גלם משניים לייצור פוליאתילן מוקצף הן היעדר זיהומים מכניים, אחידות בצבע ומשקל מולקולרי ממוצע עם PE ראשוני.

אם הדרישות מתקיימות, האיכות, הביצועים והתכונות המכניות של המוצר המוגמר אינם מושפעים.

מאפיינים השוואתיים

תכונות עיקריות	קצף פוליאתילן "מצולב"	קצף פוליאתילן "קווי"
עובי, מ"מ	בין 0.5 ל -15	בין 0.5 ל -20
צפיפות, ק"ג / מ"ק	33(± 5)	25(± 5)
טמפרטורת עבודה, ° С	מ -60 עד +105	מ -60 עד +75
מקדם מוליכות תרמית, W / (m • ° С)	0.031	0.045-0.055
מקדם ספיגת חום, W / (m • ° С)	0,34	—
חדירות אדי מים, מ"ג / (מ"ש פ"א)	0.001 — 0.0015	0.003
מדד הפחתת רעש השפעה, dB, לא פחות	18	—
חוזק דחיסה ב 25% דפורמציה לינארית, MPa	0,035
ספיגת מים בנפח בטבילה מלאה 96 שעות,%	>1

חסרון שכיח הוא שבהיעדר תוספי כיבוי (מעכבי אש), הם דליקים.

מאפיינים חיוביים כלליים:

1. עמידות גבוהה בלחות;
2. עמידות לתקשורת אגרסיבית - חומצות, שמנים, אלקליות וכו ';
3. אינטראקציה מצוינת עם חומרים אחרים;
4. קלות התקנה;
5. קל;
6. היעדר מוחלט של ריח ספציפי;
7. עמידות להשפעות מיקרוביולוגיות;
8. בטיחות סביבתית וכמות קטנה של פסולת בייצור.

עם זאת, הטכנולוגיות לייצור קצף פוליאתילן "מצולב" מורכבות יותר, ולכן יש לו מספר יתרונות על פני "לא מקושרים":

1. בכמעט 30% יש לו מבנה צפוף יותר, מה שמציב אותו במיקום הרבה יותר יתרון בענייני בידוד רעש;
2. בשל חוזק מוגבר ועמידות גבוהה יותר לקרינת UV לעומת NPE, יש לו חיי שירות ארוכים יותר;
3. המוליכות התרמית שלו נמוכה ב -20% מזו של ה- NPE;

1. עמידות מיקרוביולוגית גבוהה יותר של החומר;
2. עמידות לטמפרטורה ולחץ מכני;
3. חוסר רגישות לממיסים אורגניים;
4. עמידות ברטט;
5. חוזק עיוות גבוה.

אף על פי כן, ל- NPE יתרון שאי אפשר להכחיש - מחיר נמוך, שלעתים קרובות מוביל לפיתוי גדול עבור המוכרים לנפח באופן מלאכותי את מאפייניו, ולהעביר אותו כחומר אטום לרעש מלא המשמש בבנייה. ראוי לציין כי כיום ניתן למצוא יישום מקורי למדי של קצף פוליאתילן.

בשל העובדה כי מאפייני סוגי קצף הפוליאתילן נבדלים לעיתים באופן משמעותי מאוד, כדאי יהיה לשקול את תחומי היישום שלהם בנפרד.

מאפיינים בסיסיים

המאפיינים הטכניים של PE מוקצף הם סינתזה של תכונות הפוליאתילנים, חומרים אלסטיים רכים עם נקודת התכה נמוכה, וקצף עם משקלם הקליל ומוליכות תרמית נמוכה:

• כמו פוליאתילן רגיל, PE מוקצף הוא חומר דליק, שטמפרטורת ההפעלה המרבית שלו לא תעלה על + 102 ° C. בשיעורים גבוהים יותר, הוא יתמוסס.
• בטמפרטורות נמוכות, גם כשהוא מוריד ל -60 מעלות צלזיוס, קצף פוליאתילן ישמור על כל תכונותיו, כולל חוזק וגמישות.
• המוליכות התרמית של מוצר זה נמוכה מאוד, היא 0.038-0.039 W / m * K, מה שמעניק למוצרים ממנו מקדם בידוד תרמי גבוה במיוחד.
• במגע ישיר עם מים, PE מוקצף סופג אותו לא יותר מ 1-3.5% מנפחו לחודש.
• פוליאתילן מוקצף עמיד מאוד לתקשורת פעילה כימית, בפרט למוצרי נפט ובנזין.
• אינו מתפרק בסביבה פעילה ביולוגית (אינו נרקב, אינו מעניק את עצמו לפעולה של חיידקים ופטריות).
• קולט באופן מושלם צלילים, כך שניתן להשתמש ב- PPE לבידוד רעשים.
• לחלוטין לא רעיל, גם בזמן צריבה.
• קל להובלה והתקנה,
• עמיד בפני בלאי ועמיד עד 80 - 100 שנות שירות.

מעניין! מבחינת מוליכות תרמית ובהתאם לאפשרויות הבידוד התרמי, פוליאתילן מוקצף יכול להפוך לחלופה מצוינת למבודדי תרמית פופולריים רבים: PPE בעובי 1 ס"מ יכול להחליף 5 ס"מ צמר מינרלי או 15 ס"מ לבנים.

חסרונות

מאפיין שלילי של PE מוקצף הוא חוסר הסובלנות לקרניים אולטרה סגולות. לחשיפה ישירה לאור השמש יש השפעה הרסנית עליה, לכן אחסון ושימוש בקצף פוליאתילן צריך להתרחש במקומות מוגנים מפני אור. אחרת, החומר עצמו חייב להכיל הגנה, לפחות בצורה של סרט אטום.

היקף קצף פוליאתילן "לא מקושר" (NPE)

1. סוג זה אינו יכול להתפאר במגוון רחב של יישומים ישירות בבנייה. עם זאת, מאפייניו הופכים אותו לחיוני לחלוטין באריזת המוצר, מה שמעיד על היעדר רעילות.
2. למרות העובדה שבגלל תאים מלאים באוויר, השימוש ב- IPE בעומס נקודתי רצוף קרעים, הוא נמצא בשימוש נרחב לאריזת כל ציוד אלקטרוני, מוצרי זכוכית, אריזה לרהיטים, כלים וכן הלאה.
3. כחומר אריזה, NPE הוא מאוד נוח. זה מחליש אפילו עומסי זעזועים מרובים. עם זאת, זה בכלל לא מתדרדר. זו האיכות החשובה ביותר בעת הובלת כל מיני פריטים. הוא משמש גם כחומר ריפוד וגם כחומר עטיפה. זה החליף במהירות את גלי הגלים ועטיפת הבועות, והיוו 90% משוק האריזות כיום.
4. יתרון נוסף הוא שבשל מבנה הבועות העדין ורכותו הוא מסוגל לאסוף כמה פסולת טכנית המתיישבת על פני החומר במהלך פעולות העמסה ופריקה, למעט אפשרות הבאה של מגע פסולת עם המשטח;
5. NPE משמש אפילו כבידוד נגד מים, קיטור, עיבוי ורעש מובנה. אך, יש לציין כי זה רק במקרים בהם אין עומסי נשיאה חזקים וטמפרטורות גבוהות;
6. כמו כן, עם דרישות איכות נמוכות, הוא משמש בהנדסת מכונות ואפילו בבנייה כחומר מבודד חום;
7. הוא משמש כבידוד מחזיר אור לשמירת החום בבית וכתוצאה מכך להפחית את עלויות האנרגיה;
8. הוא משמש מצע לפרקט למינציה למישור פני השטח;
9. NPE מיוצר בעוביים שונים (ראו טבלה) ובפורמטים שונים - בגלילים, יריעות, בצורה של רשת קצף פוליאתילן. יש גם נייר כסף ורבד למינציה. לכן, קיימת בחירה בהתאם למשימה העומדת על הפרק;
10. העלות הנמוכה שלו מאפשרת להשתמש בו לייצור מוצרים חד פעמיים.

במדינות האיחוד האירופי, היקף היישום שלה מוגבל אך ורק לאריזות.

מאפיינים טכניים וצרכניים

קצף פוליאתילן - מה זה, ואילו תכונות יש לו? כדי לענות על שאלה זו, עליך לזכור את המאפיין העיקרי של כל חומר בעל מבנה מוקצף - היכולת לשמור על החום בתוכו ולמנוע את אובדןו.

בידוד תרמי נחשב למאפיין הצרכני העיקרי של חומר זה, מה שאיפשר, קודם כל, להשתמש בו בענף הבנייה.

בנוסף, לפולימר יש מספר מאפיינים:

• קל. בשל מאפיין זה, נעשה שימוש נרחב בחומר בכל האזורים בהם מסה קטנה אינה מעניקה עומס משמעותי על האלמנטים התומכים ואינה מעלה את משקל המוצר או המבנה המוגמר;
• לא כפוף לריקבון. איכות חשובה המאפשרת שימוש בפולימר בבידוד חיצוני של צינורות ומבנים, כמו גם במקומות עם אקלים טרופי וסביבה מיקרוביולוגית אגרסיבית;
• מגוון רחב של טמפרטורות הפעלה מאפשר להשתמש בקצף באזורי אקלים שונים;
• טוהר אקולוגי ואינרטיות כימית מבטיחים שבמהלך הפעולה החומר לא ישחרר רעלים ומסרטנים.

בנוסף לתכונות הנ"ל, קצף פוליאתילן מקדם ספיגת מים נמוך (פחות מ -2%), תכונות בידוד רעש טובות וקלות עיבוד.

פוליאתילן מוקצף והיבטי בטיחותו

קצף פוליאתילן מצא שימוש פעיל בייצור מגוון רחב של מוצרים שונים. השימוש בו ברמה הביתית הוא בטוח לחלוטין. חשוב רק לא לחרוג מטמפרטורות הגבול. חימום עד +110 מעלות ומעלה עלול לגרום לתוצאות חמורות. בעירה של קצף פוליאתילן מלווה בשחרור חומרים מסוכנים ותהליך הפירוק של חומר זה אורך כ- 200 שנה. זה מצביע ישירות על אורך החיים שלה, אך נתפס באופן שלילי מנקודת המבט של ההשפעה על האקולוגיה של כדור הארץ.