Polyethylene tạo bọt: đặc điểm, sản xuất và ứng dụng

Polyethylene tạo bọt là một chất cách nhiệt, chống ồn và cách ẩm độc đáo, hiện đang trở nên phổ biến đáng ghen tị. Cuối cùng, sự kết hợp khéo léo đơn giản giữa polyetylen và không khí đã tiết kiệm nhiệt 70% về mặt kết cấu, mặc dù phạm vi của nó còn lâu mới bị giới hạn ở mức này. <. P>

Đây là vật liệu kết hợp thành công chi phí thấp và hiệu quả tuyệt vời. Đồng thời, không gây ảnh hưởng đến sức khỏe và tính mạng của con người. Chính những đặc điểm đó đã mở rộng phạm vi ứng dụng của polyetylen tạo bọt từ các ngành xây dựng, cơ khí, y học, da giày cho đến đóng gói.

Các loại theo phương thức sản xuất

Để giải thích đơn giản, bọt polyetylen được chia thành "liên kết ngang" và "không liên kết ngang" tùy theo phương pháp sản xuất, mặc dù công nghệ sử dụng cho mỗi loại có thể khác nhau. Sự khác biệt chính giữa các vật liệu thu được là trong quá trình sản xuất, cấu trúc phân tử của bọt polyetylen "không liên kết chéo" không thay đổi, ngược lại với loại "có liên kết chéo", mặc dù cả hai vật liệu đều được gọi là bọt.

Mỗi loại vật liệu thu được có một số đặc điểm riêng biệt và do đó, lĩnh vực ứng dụng hơi khác nhau. Công nghệ "khâu" có nghĩa là quá trình liên kết ngang của các đơn vị phân tử thành một vùng ba chiều với các ô rộng.

Đọc thêm: Chúng là gì - công nghệ cách nhiệt mặt tiền của ngôi nhà bằng vật liệu hiện đại

Lựa chọn lớp nền bọt polyetylen

Loại trải sàn

Khi chọn tấm nền bằng bọt polyetylen, cần phải tính đến loại lớp phủ sàn mà bạn sẽ sử dụng.

Lớp nền bọt polyetylen được lựa chọn theo các tiêu chí sau:

Lớp nền không nên quá mỏng, vì nó có thể không mang lại hiệu quả mong muốn, nhưng nếu lớp nền quá dày thì khi đi bộ sẽ bị bong ra.
Đối với cán mỏng bảy milimét, độ dày lớp nền phải xấp xỉ hai milimét.
Đối với các lớp phủ dày (lên đến khoảng tám hoặc chín hoặc thậm chí nhiều hơn milimét), phải chọn chất nền ít nhất ba milimét.

Các tính năng của việc gắn một chất nền bọt polyetylen

Đặt lớp nền bằng bọt polyetylen không hề khó, nhưng bạn phải tuân thủ một số quy tắc:

Trước khi đặt sàn phụ, cần phải san phẳng và làm khô sàn phụ tốt;
Nếu sàn được láng bằng xi măng - bê tông, thì trước tiên bạn cần kiểm tra độ ẩm của nó.
Nền giấy bạc phải được đặt với mặt lá hướng lên trên và cách điện với hệ thống dây điện có thể đặt gần đó;

Để ngăn chặn sự dịch chuyển của các tấm nền bằng bọt polyetylen và để đảm bảo chống thấm tốt, nó được đặt từ đầu đến cuối và không được chồng lên nhau. Và tất cả các mối nối (đường nối) phải được dán bằng băng dính, tức là băng dính.

Chà, chúng tôi đã nói với bạn về một vật liệu như polyethylene mở rộng, (chính xác hơn là về chất nền làm bằng vật liệu này), về các sắc thái của cách lắp đặt và chất lượng kỹ thuật của nó, và chúng tôi hy vọng rằng bài viết này sẽ hữu ích cho bạn. Chúng tôi chúc bạn may mắn trong nỗ lực và kiên nhẫn của bạn!

Bọt polyetylen "không liên kết chéo" (NPE)

Nó thu được bằng cách sử dụng tác nhân thổi vật lý, bằng phương pháp đùn, hoặc đơn giản hơn, bằng phương pháp tạo bọt vật liệu polyme với hỗn hợp khí, sau đó được thay thế bằng không khí thông thường.

Sản xuất của nó là một trong những sản phẩm thân thiện với môi trường nhất do khí freon bị cấm ở tất cả các nước Châu Âu và ở hầu hết các tổ chức môi trường trong nước đã được thay thế thành công bằng butan, propan-butan và isobutan.Mặc dù, công bằng mà nói, nó là freon, do nhiệt hóa hơi cao, lý tưởng cho quá trình sản xuất này, nhưng vì lợi ích sức khỏe mà nó phải bị loại bỏ.

Kết quả là một vật liệu trong mờ, có lỗ chân lông lớn. Nhưng độ bền kéo của nó kém hơn so với bọt polyethylene "liên kết ngang". Điều này là do thực tế là không có liên kết mạnh mẽ giữa các phân tử polyme. Chỉ số này xác định lĩnh vực áp dụng IPE.

Phân loại

Bọt dựa trên polyetylen được phân loại theo các đặc điểm sau:

loại nguyên liệu thô;
phương pháp tạo bọt;
phương pháp khâu.

Để sản xuất PPE, hạt LDPE và HDPE được sử dụng, cũng như các chế phẩm khác nhau dựa trên chúng. Cấu trúc phân tử của bất kỳ loại polyetylen nào giúp ta có thể thu được vật liệu với các đặc tính có thể đoán trước được.

Trong sản xuất bọt polyetylen
hai phương pháp tạo pha khí được áp dụng:

Vật lý. Việc phun trực tiếp khí (butan hoặc các hydrocacbon bão hòa nhẹ khác) vào nguyên liệu nấu chảy là phương pháp tạo bọt rẻ nhất. Tuy nhiên, nó đòi hỏi phải sử dụng các thiết bị chuyên dụng và tuân thủ các biện pháp an toàn phòng chống cháy nổ ngày càng tăng.
Hóa chất. Thuốc thử phân hủy cùng với việc giải phóng khí được đưa vào nguyên liệu. Tạo bọt hóa học có thể được thực hiện trên thiết bị đúc và đùn tiêu chuẩn. Thành phần của các chất phụ gia được xác định bởi các yêu cầu về mật độ và kích thước tế bào.

Công nghệ sản xuất hiện đại giúp bạn có được cấu trúc phân tử khác nhau polyetylen chứa đầy khí:

Không khâu (NPE). Nó được thu nhận bằng công nghệ tạo bọt vật lý. Đồng thời, polyethylene vẫn giữ được cấu trúc ban đầu trong quá trình tổng hợp. NPE được phân biệt bởi các đặc tính độ bền tương đối thấp và việc sử dụng nó là hợp lý trong điều kiện tải trọng cơ học không đáng kể.
Liên kết chéo hóa học (HS-PPE). Công nghệ này bao gồm các giai đoạn sau: trộn nguyên liệu với thuốc thử tạo bọt và liên kết chéo, hình thành mẫu trắng ban đầu, gia nhiệt từng bước trong lò. Xử lý nhiệt dẫn đến thực tế là liên kết ngang xảy ra giữa các sợi polyme (xảy ra liên kết chéo), và sau đó xảy ra hiện tượng thoát khí. Các sản phẩm làm bằng KhS-PPE có cấu trúc mịn, bề mặt mờ và các chỉ số cơ học cao hơn so với các sản phẩm làm bằng PPE: độ bền, khả năng chống rách, độ đàn hồi, tức là khả năng trở lại độ dày cũ sau khi ép.
Liên kết ngang vật lý (FS-PPE). Vật liệu không chứa các chất phụ gia liên kết chéo, và thay vì xử lý nhiệt ở giai đoạn đầu tiên, mẫu trắng ma trận được xử lý bằng dòng điện tử, khởi động quá trình liên kết chéo. Khả năng kiểm soát số lượng liên kết chéo cho phép bạn thay đổi các đặc tính của vật liệu và kích thước của các ô.

Đọc thêm: Đồ thủ công từ bọt polyurethane do chính tay bạn làm: người tuyết, cây thông Noel, các tác phẩm điêu khắc, hình tượng nguyên bản có hướng dẫn (ảnh + video)

Không giống như hầu hết các vật liệu xây dựng, bọt polyetylen được đánh dấu không phải bằng các chỉ số cường độ, mà là tỷ trọng trung bình, tức là tỷ lệ trọng lượng trên một đơn vị thể tích (kg / m 3): 15, 25, 35, 50, 75, 100, .. .500, chẳng hạn như trong hình trên.

Bọt polyetylen "liên kết chéo" (PPE)

Có hai loại vật liệu này, tùy thuộc vào công nghệ được sử dụng:

về mặt hóa học "liên kết chéo";
vật lý "khâu".

Cả hai loại đều được tạo bọt trong lò, nhưng cách hình thành các liên kết bên trong bền vững ở cấp độ phân tử là khác nhau. Trong cái gọi là "liên kết chéo" hóa học, một thuốc thử hóa học được sử dụng, và trong vật lý - một máy gia tốc chùm xung, điều chỉnh cấu trúc phân tử của vật liệu do dòng electron.

Kết quả là, trong cả hai trường hợp, vật liệu có các ô khá nhỏ, khép kín, được phân biệt bởi khả năng chống ứng suất tuyệt vời.

Các công đoạn sản xuất

Dây chuyền sản xuất bọt PE bao gồm:

máy đùn;
máy nén để cung cấp khí đốt;
đường làm mát;
bao bì.

Tùy thuộc vào loại sản phẩm cuối cùng, thiết bị có thể được gọi là tạo túi, khâu ống, v.v.

Ngoài ra, kéo bay và máy dập lỗ với nhiều kiểu dáng khác nhau, máy đúc được sử dụng.

Hạt LDPE, HDPE hoặc các chế phẩm dựa trên chúng được nạp vào phễu tiếp nhận.

Thịt vụn - loại chất thải chính từ quá trình sản xuất bọt polyetylen - được quay trở lại chu trình sản xuất sau khi xử lý tối thiểu.

Nhiều doanh nghiệp trộn các nguyên liệu thô sơ cấp với quy trình.

Các yêu cầu chính đối với nguyên liệu thứ cấp để sản xuất polyetylen tạo bọt là không có tạp chất cơ học, đồng nhất về màu sắc và trọng lượng phân tử trung bình với PE nguyên sinh.

Nếu các yêu cầu được đáp ứng, chất lượng, hiệu suất và các đặc tính cơ học của thành phẩm không bị ảnh hưởng.

Đặc điểm so sánh

Các đặc điểm chính	Bọt polyetylen "liên kết chéo"	Bọt polyetylen "có dây"
Độ dày, mm	từ 0,5 đến 15	từ 0,5 đến 20
Mật độ, kg / m3	33(± 5)	25(± 5)
Nhiệt độ làm việc, ° С	từ -60 đến +105	từ -60 đến +75
Hệ số dẫn nhiệt, W / (m • ° С)	0.031	0.045-0.055
Hệ số hấp thụ nhiệt, W / (m • ° С)	0,34	—
Độ thấm hơi nước, mg / (m.h.Pa)	0.001 — 0.0015	0.003
Chỉ số giảm tiếng ồn tác động, dB, không nhỏ hơn	18	—
Cường độ nén ở 25% biến dạng tuyến tính, MPa	0,035
Độ hút nước theo thể tích khi ngâm hoàn toàn 96 h,%	>1

Một nhược điểm chung là do không có phụ gia chữa cháy (chất chống cháy), chúng rất dễ cháy.

Đọc thêm: Các ống nhựa kim loại tốt nhất để lắp đặt sàn ấm và cách tự đặt nó đúng cách

Đặc điểm tích cực chung:

khả năng chống ẩm cao;
khả năng chống lại môi trường xâm thực - axit, dầu, kiềm, v.v.;
tương tác tuyệt vời với các vật liệu khác;
dễ dàng cài đặt;
trọng lượng nhẹ;
hoàn toàn không có mùi cụ thể;
khả năng chống lại các tác động của vi sinh vật;
an toàn môi trường và một lượng nhỏ chất thải trong sản xuất.

Tuy nhiên, công nghệ sản xuất bọt polyetylen "liên kết ngang" phức tạp hơn, do đó nó có một số ưu điểm so với "không liên kết chéo":

nó có cấu trúc dày đặc hơn gần 30%, điều này đặt nó ở vị trí thuận lợi hơn nhiều trong các vấn đề cách âm;
do tăng cường độ bền và khả năng chống bức xạ UV cao hơn NPE, nó có tuổi thọ dài hơn;
độ dẫn nhiệt của nó thấp hơn 20% so với NPE;

khả năng kháng vi sinh cao hơn của vật liệu;
khả năng chịu nhiệt độ và ứng suất cơ học;
không nhạy cảm với dung môi hữu cơ;
khả năng chống rung;
cường độ biến dạng cao.

Tuy nhiên, NPE có một lợi thế không thể phủ nhận - giá thấp, thường dẫn đến sự cám dỗ lớn đối với người bán trong việc thổi phồng giả tạo các đặc tính của nó, coi nó như một vật liệu cách âm chính thức được sử dụng trong xây dựng. Điều đáng chú ý là ngày nay bạn có thể tìm thấy một ứng dụng khá ban đầu của bọt polyetylen.

Do đặc tính của các loại bọt polyetylen đôi khi khác nhau rất đáng kể, nên sẽ dễ dàng hơn nếu xem xét các lĩnh vực ứng dụng của chúng một cách riêng biệt.

Các tính chất cơ bản

Các đặc tính kỹ thuật của PE tạo bọt là sự tổng hợp các tính chất của polyetylen, vật liệu đàn hồi mềm với nhiệt độ nóng chảy thấp và bọt có trọng lượng nhẹ và độ dẫn nhiệt thấp:

Giống như polyetylen thông thường, PE tạo bọt là vật liệu dễ cháy, nhiệt độ hoạt động tối đa không được vượt quá + 102 ° C. Ở tốc độ cao hơn, nó sẽ tan chảy.
Ở nhiệt độ thấp, ngay cả khi hạ xuống -60 ° C, bọt polyethylene sẽ giữ lại tất cả các đặc tính của nó, bao gồm cả độ bền và độ đàn hồi.
Hệ số dẫn nhiệt của sản phẩm này rất thấp, là 0,038-0,039 W / m * K, điều này mang lại cho các sản phẩm từ nó một hệ số cách nhiệt đặc biệt cao.
Khi tiếp xúc trực tiếp với nước, PE tạo bọt hấp thụ không quá 1-3,5% thể tích mỗi tháng.
Polyetylen tạo bọt rất bền với môi trường hoạt tính hóa học, đặc biệt là đối với các sản phẩm dầu và xăng.
Không bị phân hủy trong môi trường hoạt động sinh học (không thối rữa, không tiếp xúc với hoạt động của vi khuẩn và nấm).
Hấp thụ âm thanh một cách hoàn hảo, do đó PPE có thể được sử dụng để cách ly tiếng ồn.
Hoàn toàn không độc hại, ngay cả khi đang cháy.
Dễ dàng vận chuyển và lắp đặt,
Chống mài mòn và độ bền lên đến 80 - 100 năm sử dụng.

HẤP DẪN! Về khả năng dẫn nhiệt và do đó, khả năng cách nhiệt, polyethylene tạo bọt có thể trở thành một giải pháp thay thế tuyệt vời cho nhiều chất cách nhiệt phổ biến: PPE dày 1 cm có thể thay thế 5 cm bông khoáng hoặc 15 cm gạch xây.

nhược điểm

Một đặc tính tiêu cực của PE xốp là không chịu được tia cực tím. Việc tiếp xúc trực tiếp với ánh sáng mặt trời có tác dụng phá hủy nó, do đó, cả việc bảo quản và sử dụng bọt polyetylen nên diễn ra ở những nơi tránh ánh sáng. Nếu không, bản thân vật liệu phải chứa chất bảo vệ, ít nhất là ở dạng màng mờ.

Phạm vi của bọt polyetylen "không liên kết chéo" (NPE)

Loại này không thể tự hào về một loạt các ứng dụng trực tiếp trong xây dựng. Tuy nhiên, các đặc tính của nó khiến nó hoàn toàn không thể thiếu trong bao bì sản phẩm, điều này cho thấy không có độc tính.
Mặc dù thực tế là, do các ô chứa đầy không khí, việc sử dụng IPE dưới tải trọng điểm có thể bị vỡ, nó được sử dụng rộng rãi để đóng gói bất kỳ thiết bị điện tử, sản phẩm thủy tinh, đóng gói đồ đạc, bát đĩa, v.v.
Là vật liệu đóng gói, NPE rất tiện lợi. Nó giảm xóc tốt thậm chí nhiều tải trọng sốc. Hơn nữa, nó không xấu đi chút nào. Đây là chất lượng đáng giá nhất khi vận chuyển các loại mặt hàng. Nó được sử dụng làm vật liệu đệm và vật liệu bọc. Nó nhanh chóng thay thế ván sóng và màng bọc bong bóng, chiếm 90% thị trường bao bì ngày nay.
Một ưu điểm khác là do cấu trúc bong bóng mịn và độ mềm của nó, nó có thể nhặt một số mảnh vụn kỹ thuật lắng trên bề mặt vật liệu trong quá trình bốc dỡ, loại trừ khả năng các mảnh vụn tiếp xúc với bề mặt sau đó;
NPE thậm chí còn được sử dụng như vật liệu cách nhiệt chống lại nước, hơi nước, nước ngưng và tiếng ồn do cấu trúc. Tuy nhiên, cần lưu ý rằng điều này chỉ xảy ra trong những trường hợp không có tải trọng chịu lực mạnh và nhiệt độ cao;
Ngoài ra, với yêu cầu chất lượng thấp, nó được sử dụng trong cơ khí và thậm chí cả xây dựng như một vật liệu cách nhiệt;
Nó được sử dụng như vật liệu cách nhiệt phản chiếu để giữ nhiệt trong nhà và do đó, giảm chi phí năng lượng;
Nó được sử dụng làm chất nền cho ván lát nhiều lớp để làm phẳng bề mặt;
NPE được sản xuất với các độ dày khác nhau (xem bảng) và ở các định dạng khác nhau - ở dạng cuộn, tấm, ở dạng lưới xốp polyetylen. Ngoài ra còn có giấy bạc và EPS nhiều lớp. Do đó, có một sự lựa chọn tùy thuộc vào nhiệm vụ trong tầm tay;
Chi phí thấp cho phép nó được sử dụng để sản xuất các sản phẩm dùng một lần.

Ở các nước EU, phạm vi áp dụng của nó bị giới hạn nghiêm ngặt chỉ trong bao bì.

Đặc điểm kỹ thuật và tiêu dùng

Bọt polyethylene - nó là gì, và nó có những đặc tính gì? Để trả lời câu hỏi này, bạn cần nhớ đặc tính chính của bất kỳ vật liệu nào có cấu trúc xốp - khả năng giữ nhiệt bên trong chính nó và ngăn chặn sự thất thoát của nó.

Khả năng cách nhiệt được coi là đặc tính tiêu dùng chính của vật liệu này, điều này trước hết khiến nó có thể được sử dụng trong ngành xây dựng.

Ngoài ra, polyme có một số đặc điểm:

trọng lượng nhẹ. Do tính chất này, vật liệu được sử dụng rộng rãi trong mọi lĩnh vực mà khối lượng nhỏ không tạo ra tải trọng đáng kể lên các bộ phận hỗ trợ và không làm tăng trọng lượng của thành phẩm hoặc cấu trúc;
không bị mục nát. Một chất lượng quan trọng cho phép polyme được sử dụng trong lớp cách nhiệt bên ngoài của đường ống và tòa nhà, cũng như ở những nơi có khí hậu nhiệt đới và môi trường vi sinh tích cực;
một loạt các nhiệt độ hoạt động giúp bạn có thể sử dụng bọt ở các vùng khí hậu khác nhau;
Độ tinh khiết sinh thái và tính trơ hóa học đảm bảo rằng trong quá trình hoạt động, vật liệu sẽ không giải phóng chất độc và chất gây ung thư.

Ngoài các đặc tính trên, bọt polyetylen có hệ số hút nước thấp (dưới 2%), đặc tính cách âm tốt và dễ gia công.

Polyethylene tạo bọt và các khía cạnh an toàn của nó

Bọt polyethylene đã được sử dụng tích cực trong việc sản xuất nhiều loại sản phẩm khác nhau. Việc sử dụng nó ở cấp hộ gia đình là hoàn toàn an toàn. Điều quan trọng là không vượt quá nhiệt độ giới hạn. Làm nóng lên đến +110 độ hoặc hơn có thể dẫn đến hậu quả nghiêm trọng. Quá trình đốt cháy bọt polyetylen đi kèm với việc thải ra các chất độc hại, và quá trình phân hủy vật liệu này mất khoảng 200 năm. Điều này trực tiếp chỉ ra tuổi thọ của nó, nhưng được nhìn nhận tiêu cực từ quan điểm tác động đến sinh thái của trái đất.