Geschuimd polyethyleen: fabricage, eigenschappen en toepassing

Geschuimd polyethyleen is een unieke warmte-, geluids- en vochtisolator, die nu benijdenswaardige populariteit geniet. De combinatie van polyethyleen en lucht, eenvoudig tot op het punt van genialiteit, geeft uiteindelijk een warmtebesparing van 70% qua constructie, hoewel de reikwijdte daar verre van beperkt is. <. P>

Het is dit materiaal dat met succes lage kosten en grote efficiëntie combineert. Bovendien, zonder afbreuk te doen aan de menselijke gezondheid en het leven. Door dezelfde kenmerken is het toepassingsgebied van geschuimd polyethyleen uitgebreid van de bouw-, machinebouw-, geneeskunde-, schoenen- en lederwarenindustrie tot verpakkingen.

Typen volgens productiemethode

Voor de eenvoud van de uitleg wordt polyethyleenschuim onderverdeeld in "verknoopt" en "niet-verknoopt" volgens de productiemethode, hoewel de technologieën die voor elk type worden gebruikt verschillend kunnen zijn. Het belangrijkste verschil tussen de verkregen materialen is dat tijdens de productie de moleculaire structuur van het "niet-verknoopte" polyethyleenschuim niet verandert, in tegenstelling tot de "verknoopte", hoewel beide materialen geschuimd worden genoemd.

Elk van de verkregen materiaalsoorten heeft een aantal onderscheidende kenmerken en daarmee een iets ander toepassingsgebied. De technologie van "stikken" betekent het proces van verknoping van moleculaire eenheden tot een driedimensionaal gebied met brede cellen.

Selectie van polyethyleenschuimrug

Type vloerbedekking

Bij het kiezen van een rug van polyethyleenschuim moet u er rekening mee houden voor wat voor soort vloerbedekking u deze gaat gebruiken.

De rug van polyethyleenschuim wordt geselecteerd op basis van de volgende criteria:

1. 
   De ondervloer mag niet erg dun zijn, omdat dit misschien niet het gewenste effect geeft, maar als de ondervloer te dik is, zal hij springen bij het lopen.

2. Voor een laminaat van zeven millimeter moet de rugdikte ongeveer twee millimeter zijn.
3. Voor dikke coatings (tot ongeveer acht of negen millimeter of zelfs meer) moet een substraat van minimaal drie millimeter worden gekozen.

Kenmerken van het monteren van een polyethyleenschuimsubstraat

Het leggen van een rug van polyethyleenschuim is helemaal niet moeilijk, maar er moeten verschillende regels worden gevolgd:

1. Voordat de ondervloer wordt gelegd, is het noodzakelijk om de ondervloer goed te egaliseren en te drogen;
2. Als de vloer is geëgaliseerd met cementbeton, moet u eerst het vochtpercentage controleren.
3. Het foliesubstraat moet worden gelegd met de foliezijde naar boven en geïsoleerd van elektrische bedrading die in de buurt kan worden gelegd;

Om verplaatsing van de rugvellen van polyethyleenschuim te voorkomen en om een ​​goede waterdichting te garanderen, wordt deze van begin tot eind gelegd en niet overlappend. En ook alle verbindingen (naden) moeten worden gelijmd met plakband, dat wil zeggen tape.

Welnu, we hebben u verteld over een materiaal als geëxpandeerd polyethyleen (meer precies, over een substraat gemaakt van dit materiaal) over de nuances van de installatie en technische kwaliteiten, en we hopen dat dit artikel nuttig voor u zal zijn. We wensen je veel succes en geduld!

"Uncrosslinked" polyethyleenschuim (NPE)

Het wordt verkregen met behulp van een fysiek blaasmiddel, door de extrusiemethode of, eenvoudiger, door de methode van het opschuimen van een polymeermateriaal met een gasmengsel, dat vervolgens wordt vervangen door gewone lucht.

De productie ervan is een van de meest milieuvriendelijke vanwege het feit dat het freongas dat in alle Europese landen en in de meeste binnenlandse milieuorganisaties verboden is, met succes is vervangen door butaan, propaan-butaan en isobutaan.Hoewel, in alle eerlijkheid, moet worden gezegd dat het freon is, vanwege de hoge verdampingswarmte, dat dit ideaal is voor deze productie, maar omwille van de gezondheid moet het worden opgegeven.

Het resultaat is een doorschijnend materiaal met grote poriën. Maar de treksterkte is inferieur aan "verknoopt" polyethyleenschuim. Dit komt door het feit dat er geen sterke binding is tussen polymeermoleculen. Deze indicator bepaalt het toepassingsgebied van de IPE.

Classificatie

Schuim op basis van polyethyleen geclassificeerd volgens de volgende kenmerken:

• type grondstof;
• schuimende methode;
• stikmethode.

Voor de vervaardiging van PPE worden LDPE- en HDPE-korrels gebruikt, evenals verschillende samenstellingen op basis daarvan. De moleculaire structuur van elk type polyethyleen maakt het mogelijk materialen te verkrijgen met voorspelbare eigenschappen.

Bij de productie van polyethyleenschuim
Er worden twee methoden toegepast om een ​​gasfase te creëren:

1. Fysiek. Deze directe injectie van gas (butaan of andere licht verzadigde koolwaterstoffen) in de voedingssmelt is de goedkoopste methode van schuimen. Het vereist echter het gebruik van gespecialiseerde apparatuur en naleving van verhoogde preventieve brandveiligheidsmaatregelen.
2. Chemisch. Reagentia die ontleden bij het vrijkomen van gassen worden in de grondstof gebracht. Chemisch schuimen kan worden uitgevoerd op standaard gieterij- en extrusieapparatuur. De samenstelling van de additieven wordt bepaald door de eisen aan dichtheid en celgrootte.

Moderne productietechnologieën maken het mogelijk om te verkrijgen verschillende moleculaire structuren gasgevuld polyethyleen:

1. Niet gestikt (NPE). Het wordt verkregen door de technologie van fysiek schuimen. Tegelijkertijd behoudt polyethyleen de oorspronkelijke structuur die tijdens de synthese werd gegeven. NPE onderscheidt zich door relatief lage sterkte-eigenschappen en het gebruik ervan is gerechtvaardigd onder omstandigheden van onbeduidende mechanische belastingen.
2. Chemisch vernet (HS-PPE). De technologie omvat de volgende fasen: mengen van grondstoffen met schuim- en verknopingsreagentia, vorming van de oorspronkelijke matrixblanco, stapsgewijze verwarming in een oven. Warmtebehandeling leidt ertoe dat verknoping optreedt tussen de polymeerdraden (verknoping treedt op), waarna gasvorming optreedt. Producten gemaakt van KhS-PPE hebben een fijnporige structuur, een mat oppervlak en hogere mechanische indicatoren in vergelijking met producten gemaakt van PPE: sterkte, scheurvastheid, elasticiteit, d.w.z. het vermogen om na het persen terug te keren naar de vorige dikte.
3. Fysiek verknoopt (FS-PPE). Het materiaal bevat geen verknopingsadditieven en in plaats van de eerste stap van de warmtebehandeling wordt de matrixblanco behandeld met een elektronenstroom, die het verknopingsproces initieert. De mogelijkheid om het aantal crosslinks te regelen, stelt u in staat om de kenmerken van het materiaal en de grootte van de cellen te variëren.

In tegenstelling tot de meeste bouwmaterialen wordt polyethyleenschuim niet gekenmerkt door sterkte-indicatoren, maar door gemiddelde dichtheid, dat wil zeggen de verhouding van het gewicht per volume-eenheid (kg / m 3): 15, 25, 35, 50, 75, 100, .. 500, zoals getoond op de foto hierboven bijvoorbeeld.

"Cross-linked" polyethyleenschuim (PPE)

Er zijn twee soorten van dit materiaal, afhankelijk van de gebruikte technologie:

1. chemisch "verknoopt";
2. fysiek "gestikt".

Beide soorten worden in de oven geschuimd, maar de manier om stabiele interne bindingen op moleculair niveau te vormen, is anders. In de zogenaamde chemische "crosslinking" wordt een chemisch reagens gebruikt, en in het fysieke - een pulsbundelversneller, die de moleculaire structuur van het materiaal regelt door de stroom van elektronen.

Als resultaat wordt in beide gevallen een materiaal verkregen met vrij kleine, gesloten cellen, dat zich onderscheidt door een uitstekende weerstand tegen stress.

Productiefasen

De productielijn van PE-schuim bestaat uit:

• extruder;
• compressor voor gastoevoer;
• koelleidingen;
• verpakking.

Afhankelijk van het type eindproduct, kan de uitrusting zakken maken, pijpsteken, enz. Worden genoemd.

Bovendien worden vliegende scharen en ponspersen van verschillende ontwerpen, vormmachines gebruikt.

LDPE-, HDPE-korrels of samenstellingen op basis daarvan worden in de stortbunker geladen.

Afsnijdsels - het belangrijkste type afval bij de productie van polyethyleenschuim - worden na minimale verwerking teruggevoerd naar de productiecyclus.

Veel bedrijven meng primaire grondstoffen met regranulaat.

De belangrijkste vereisten voor secundaire grondstoffen voor de productie van geschuimd polyethyleen zijn de afwezigheid van mechanische onzuiverheden, uniformiteit in kleur en gemiddeld molecuulgewicht met primair PE.

Als aan de vereisten wordt voldaan, worden de kwaliteit, prestaties en mechanische eigenschappen van het eindproduct niet beïnvloed.

Vergelijkende kenmerken

Belangrijkste kenmerken	"Cross-linked" polyethyleenschuim	"Wired" polyethyleenschuim
Dikte, mm	van 0,5 tot 15	van 0,5 tot 20
Dichtheid, kg / m3	33(± 5)	25(± 5)
Werktemperatuur, ° С	van -60 tot +105	van -60 tot +75
Warmtegeleidingscoëfficiënt, W / (m • ° С)	0.031	0.045-0.055
Warmteabsorptiecoëfficiënt, W / (m • ° С)	0,34	—
Waterdampdoorlaatbaarheid, mg / (m.h.Pa)	0.001 — 0.0015	0.003
Effectruisreductie-index, dB, niet minder	18	—
Druksterkte bij 25% lineaire vervorming, MPa	0,035
Wateropname in volume bij volledige onderdompeling 96 uur,%	>1

Een veelvoorkomend nadeel is dat ze bij afwezigheid van blusadditieven (brandvertragers) brandbaar zijn.

Algemene positieve kenmerken:

1. hoge vochtbestendigheid;
2. weerstand tegen agressieve media - zuren, oliën, logen, enz .;
3. uitstekende interactie met andere materialen;
4. installatiegemak;
5. lichtgewicht;
6. volledige afwezigheid van een specifieke geur;
7. weerstand tegen microbiologische effecten;
8. milieuveiligheid en een kleine hoeveelheid afval bij de productie.

De technologieën voor de productie van "gecrosslinkt" polyethyleenschuim zijn echter complexer, daarom heeft het een aantal voordelen ten opzichte van "niet-gecrosslinkt":

1. met bijna 30% heeft het een dichtere structuur, waardoor het in een veel gunstiger positie staat op het gebied van geluidsisolatie;
2. door verhoogde sterkte en hogere weerstand tegen UV-straling dan die van NPE, heeft het een langere levensduur;
3. zijn thermische geleidbaarheid is 20% lager dan die van de NPE;

1. hogere microbiologische weerstand van het materiaal;
2. weerstand tegen temperatuur en mechanische belasting;
3. ongevoeligheid voor organische oplosmiddelen;
4. trillingsbestendigheid;
5. hoge vervormingssterkte.

Desalniettemin heeft NPE een onmiskenbaar voordeel: een lage prijs, wat voor verkopers vaak tot een grote verleiding leidt om de kenmerken ervan kunstmatig op te blazen en het door te geven als een volwaardig geluiddicht materiaal dat in de bouw wordt gebruikt. Het is vermeldenswaard dat je tegenwoordig een vrij originele toepassing van polyethyleenschuim kunt vinden.

Omdat de eigenschappen van de soorten polyethyleenschuim soms zeer sterk verschillen, zou het handiger zijn om hun toepassingsgebieden afzonderlijk te beschouwen.

Basiseigenschappen

De technische kenmerken van geschuimd PE zijn een synthese van de eigenschappen van polyethenen, zachte elastische materialen met een laag smeltpunt en schuimen met hun lichte gewicht en lage thermische geleidbaarheid:

• Net als gewoon polyethyleen is geschuimd PE een brandbaar materiaal waarvan de maximale bedrijfstemperatuur niet hoger mag zijn dan + 102 ° C. Bij hogere snelheden zal het smelten.
• Bij lage temperaturen, zelfs bij verlaging tot -60 ° C, behoudt polyethyleenschuim al zijn eigenschappen, inclusief sterkte en elasticiteit.
• De thermische geleidbaarheid van dit product is erg laag, het is 0,038-0,039 W / m * K, wat de producten een bijzonder hoge thermische isolatiecoëfficiënt geeft.
• In direct contact met water absorbeert geschuimd PE het niet meer dan 1-3,5% van zijn volume per maand.
• Geschuimd polyethyleen is zeer goed bestand tegen chemisch actieve media, in het bijzonder tegen olie- en petroleumproducten.
• Breekt niet af in een biologisch actieve omgeving (rot niet, leent zich niet voor de werking van bacteriën en schimmels).
• Absorbeert perfect geluiden, zodat PBM gebruikt kunnen worden voor geluidsisolatie.
• Absoluut niet giftig, zelfs tijdens het branden.
• Gemakkelijk te vervoeren en te installeren,
• Slijtvast en duurzaam tot 80 - 100 jaar dienst.

INTERESSANT! In termen van thermische geleidbaarheid en daarmee de mogelijkheden van thermische isolatie, kan geschuimd polyethyleen een uitstekend alternatief worden voor veel populaire thermische isolatoren: PPE van 1 cm dik kan 5 cm minerale wol of 15 cm metselwerk vervangen.

nadelen

Een negatieve eigenschap van geschuimd PE is de intolerantie voor ultraviolette straling. Directe blootstelling aan zonlicht heeft een destructief effect, daarom moeten zowel opslag als gebruik van polyethyleenschuim plaatsvinden op een plaats die beschermd is tegen licht. Anders moet het materiaal zelf bescherming bevatten, althans in de vorm van een ondoorzichtige film.

Toepassingsgebied van "niet-verknoopt" polyethyleenschuim (NPE)

1. Dit type kan niet bogen op een breed scala aan toepassingen direct in de bouw. Door zijn eigenschappen is het echter absoluut onmisbaar in productverpakkingen, wat duidt op de afwezigheid van toxiciteit.
2. Ondanks het feit dat het gebruik van een IPE onder een puntbelasting door met lucht gevulde cellen gepaard gaat met scheuren, wordt deze veel gebruikt voor het verpakken van elektronische apparatuur, glasproducten, het verpakken van meubels, schalen, enzovoort.
3. Als verpakkingsmateriaal is NPE erg handig. Het dempt zelfs meerdere schokbelastingen goed. Bovendien verslechtert het helemaal niet. Dit is de meest waardevolle kwaliteit bij het vervoeren van allerhande artikelen. Het wordt zowel als opvulmateriaal als als inpakmateriaal gebruikt. Het verving snel golfkarton en noppenfolie en vertegenwoordigt vandaag 90% van de verpakkingsmarkt.
4. Een ander voordeel is dat het vanwege zijn fijne belletjesstructuur en zachtheid in staat is om technisch vuil op te vangen dat zich op het oppervlak van het materiaal nestelt tijdens het laden en lossen, met uitsluiting van de daaropvolgende mogelijkheid van vuilcontact met het oppervlak;
5. NPE wordt zelfs toegepast als isolatie tegen water, stoom, condensaat en contactgeluid. Maar er moet worden opgemerkt dat dit alleen is in die gevallen waarin er geen krachtige lagerbelastingen en hoge temperaturen zijn;
6. Ook wordt het, met lage kwaliteitseisen, gebruikt in de machinebouw en zelfs de constructie als warmte-isolerend materiaal;
7. Het wordt gebruikt als reflecterende isolatie om warmte in huis vast te houden en als gevolg daarvan de energiekosten te verlagen;
8. Het wordt gebruikt als ondergrond voor gelamineerd parket om het oppervlak te egaliseren;
9. NPE wordt geproduceerd in verschillende diktes (zie tabel) en in verschillende formaten - op rollen, vellen, in de vorm van polyethyleenschuimgaas. Er is ook folie en gelamineerd EPS. Daarom is er een keuze afhankelijk van de taak die voorhanden is;
10. Door zijn lage kosten kan het worden gebruikt voor de productie van wegwerpproducten.

In de EU-landen is het toepassingsgebied strikt beperkt tot verpakkingen.

Technische en consumentenkenmerken

Polyethyleenschuim - wat is het en welke eigenschappen heeft het? Om deze vraag te beantwoorden, moet u de belangrijkste eigenschap van elk materiaal met een geschuimde structuur onthouden: het vermogen om warmte in zichzelf vast te houden en verlies ervan te voorkomen.

Thermische isolatie wordt beschouwd als het belangrijkste consumentenkenmerk van dit materiaal, waardoor het in de eerste plaats in de bouwsector kon worden gebruikt.

Daarnaast heeft het polymeer een aantal kenmerken:

• lichtgewicht. Vanwege deze eigenschap wordt het materiaal veel gebruikt in alle gebieden waar een kleine massa de ondersteunende elementen niet significant belast en het gewicht van het eindproduct of de constructie niet verhoogt;
• niet onderhevig aan verval. Een belangrijke kwaliteit waardoor het polymeer kan worden gebruikt voor de externe isolatie van pijpleidingen en gebouwen, maar ook op plaatsen met een tropisch klimaat en een agressieve microbiologische omgeving;
• een breed scala aan bedrijfstemperaturen maakt het mogelijk om schuim in verschillende klimaatzones te gebruiken;
• ecologische zuiverheid en chemische inertie garanderen dat het materiaal tijdens het gebruik geen gifstoffen en kankerverwekkende stoffen afgeeft.

Naast de bovengenoemde eigenschappen heeft polyethyleenschuim een ​​lage waterabsorptiecoëfficiënt (minder dan 2%), goede geluidsisolerende eigenschappen en verwerkingsgemak.

Geschuimd polyethyleen en aspecten van zijn veiligheid

Polyethyleenschuim wordt actief gebruikt bij de productie van een breed scala aan verschillende producten. Het gebruik ervan op huishoudelijk niveau is volkomen veilig. Het is alleen belangrijk om niet buiten de limiettemperaturen te komen. Verhitting tot +110 graden of meer kan ernstige gevolgen hebben. Verbranding van polyethyleenschuim gaat gepaard met het vrijkomen van gevaarlijke stoffen en het ontledingsproces van dit materiaal duurt ongeveer 200 jaar. Dit geeft direct de lange levensduur aan, maar wordt negatief gezien vanuit het oogpunt van impact op de ecologie van de aarde.