Теплопроводность минваты и пенопласта: утеплитель из пенопласта или минваты? Сравниваем и выбираем

Содержание

утеплитель из пенопласта или минваты? Сравниваем и выбираем

Теплоизоляция фасада ― обязательный этап монтажных работ. Дом станет энергоэффективным, тепло не будет выходить через стены. Благодаря этому снизятся затраты на отопление, в доме будет комфортно и уютно.

В качестве фасадного утеплителя часто используют минвату или пенопласт. Эти материалы пользуются популярностью среди домовладельцев. Попробуем понять, чем они отличаются.

Сначала разберёмся, что это за материалы.

Минеральной ватой называют утеплители, изготовленные из расплава минералов. Наиболее популярные варианты ― базальтовая теплоизоляция и утеплитель на основе кварца. Первая изготавливается из расплавленных волокон базальта, второй ― из смеси кварцевого песка, доломита, известняка, соды, буры.

Пенопласт ― вспененная пластмасса. В быту обычно используют пенопласт, изготовленный из пенополистирола ― его мы и будем рассматривать.

Сравним теплоизоляцию из минваты и пенопласта по следующим характеристикам:

  1. Теплопроводность.
  2. Паропроницаемость.
  3. Огнестойкость.
  4. Эластичность.
  5. Звукоизоляция.
  6. Экологичность и безопасность.
  7. Лёгкий вес.
  8. Биостойкость.
  9. Химическая устойчивость.
  10. Механическая прочность.
  11. Простой монтаж.
  12. Стабильность линейных размеров

На основе сравнения сделаем вывод, какой утеплитель ― минвата или пенопласт ― более выгодный и практичный.

Теплопроводность

Основная задача утеплителя ― не выпускать тепло из дома. Для этого материал должен отличаться низкой теплопроводностью (чем она меньше ― тем лучше).

Выясним, у чего лучше теплоизоляция: у пенопласта или минваты.

У минеральной ваты превосходные теплоизоляционные качества. Даже в суровом северном климате она надёжно защищает ваш дом от холода.

Теплопроводность минваты ― 0,035–0,039 Вт/(м*К). Этот показатель зависит от плотности материала, поэтому может незначительно колебаться.

Теплопроводность пенополистирола ― 0,037–0,042 Вт/(м*К), почти как у минваты. Пенопласт эффективно удерживает тепло в доме.

Вывод: у пенопласта и минваты похожие показатели теплоизоляции. Для обоих материалов характерна низкая теплопроводность.

Паропроницаемость

Это способность материала пропускать через себя водяной пар или, наоборот, задерживать его. Желательно, чтобы утеплитель был паропроницаемым. Тогда он не будет препятствием для выходящего из помещения пара. Чтобы фасад правильно функционировал, каждый последующий «слой» должен быть более паропроницаемым, чем предыдущий. Например, на фасад монтируют теплоизоляцию. Она более паропроницаема, чем материал, из которого сделаны стены. На утеплитель укладывают дышащую мембрану, более паропроницаемую, чем теплоизоляция.

Минвата ― дышащий утеплитель. Она не создаёт преграды для пара, который выходит через стены здания. Излишняя влага выводится наружу, не накапливается в стенах или утеплителе.

Это благоприятно влияет на микроклимат в жилом помещении: в доме не будет слишком влажно. Под утеплителем не образуется конденсат, стены остаются сухими. Минеральная вата ― это хороший универсальный утеплитель, с её помощью утепляют фасады из любых материалов. С ней даже деревянные стены не отсыреют.

Пенопласт (пенополистирол) практически не дышит. Когда водяной пар проходит через стены, он сталкивается с препятствием ― утеплителем из пенопласта. В доме формируется некомфортный микроклимат, становится слишком влажно. Чтобы нормализовать уровень влажности, надо обеспечить активную вентиляцию, а это приведёт к дополнительным затратам.

Пенопласт не рекомендуется использовать для утепления деревянных домов ― фасад под ним может отсыреть, древесина может начать гнить. Им можно теплоизолировать стены из железобетона, газобетона, кирпича. Таким фасадам не грозит отсыревание. Но в этом случае пар, не вышедший из помещения, может неблагоприятно повлиять на микроклимат в доме.

Вывод: минеральная вата паропроницаемая, пенопласт практически не пропускает пар.

Огнестойкость

От того, насколько материал устойчив к огню, может зависеть жизнь людей. Идеально, если утеплитель огнестойкий ― тогда при пожаре он не станет дополнительным источником пламени.

Класс горючести минваты НГ (негорючий материал). Этот пожаробезопасный утеплитель эффективно защищает дом от огня. Его нередко используют для возведения противопожарных перегородок.

Даже если попробовать поджечь минвату, она не загорится. Её волокна могут плавиться при температуре свыше 1000 оС, но даже в этом случае утеплитель практически не дымит и не выделяет токсичных соединений.

Пенопласт может воспламеняться и поддерживать горение. В случае пожара он может стать обширным очагом возгорания. При горении может выделять токсичные вещества.

Пенопласт бывает обычным и самозатухающим, модифицированным антипиренами ― добавками, которые повышают огнестойкость. Первый может самостоятельно гореть, даже если источник огня устранён. Второй не горит сам по себе ― если источника пламени нет, он гаснет. В зависимости от вида пенопласта, группа горючести может варьироваться ― Г4, Г1 и др. Но даже самозатухающий пенопласт может дымить и активно выделять ядовитые вещества, пока горит или тлеет.

Пенопласт может передать огонь окружающим горючим поверхностям ― например, деревянным стенам. А значит, могут появиться новые очаги возгорания.

Вывод: минвата огнестойкая, пенопласт может гореть и выделять при этом токсичные вещества.

Эластичность

Пластичность ― дополнительное преимущество материала. Эластичный утеплитель можно монтировать на неровные стены, на фасады сложной формы.

Минеральная вата отличается высокой пластичностью. Рыхлый гибкий материал принимает форму любой поверхности. Если сравнивать базальтовую вату и теплоизоляцию на основе кварца, вторая более гибкая. Особенно эластична минеральная вата в рулонах, не в плитах ― они плотнее и жёстче.

Пенопласт не отличается эластичностью, его редко используют для утепления фасадов сложной формы. Он подходит для теплоизоляции плоской ровной поверхности (если на стене есть неровности ― утеплитель не будет плотно прилегать к ней).

Вывод: минвата эластичная, пенопласт ― нет.

Звукоизоляция

Это не основная функция утеплителя, а дополнительный бонус. Если материал поглощает сторонние шумы, в доме будет тихо и комфортно.

Минеральная вата обеспечивает отличную звукоизоляцию. Это связано со структурой материала: она состоит из хаотично расположенных волокон. Когда звуковая волна проходит через утеплитель, она «запутывается» между волокнами и гаснет.

Пенопласт также может защищать от сторонних звуков благодаря ячеистой структуре материала. Звуковая волна гаснет, пока проходит через «пузырьки» пенополистирола.

Вывод: оба материала ― эффективные звукоизоляторы.

Экологичность и безопасность

Утеплитель для жилых домов должен быть экологически чистым и безвредным.

Минвата экологична ― она изготовлена из натуральных материалов. В процессе эксплуатации она не выделяет токсичных или аллергенных соединений.

Пенополистирол ― синтетический материал. В ходе эксплуатации он может выделять токсичное вещество ― стирол. Оно может раздражать слизистые оболочки, вызывать аллергию. По этой причине пенопласт редко используют для внутренних работ ― в основном, для наружных.

Вывод: минеральная вата ― экологичная и безопасная. Пенопласт в ходе эксплуатации может выделять стирол.

Лёгкий вес

Для утепления рекомендуется выбирать лёгкие материалы ― они не создают лишнюю нагрузку на фасад.

Минеральная вата отличается незначительным весом (хотя она тяжелее, чем пенопласт). Под этот утеплитель вам не придётся усиливать несущие конструкции, фундамент.

Пенопласт на основе пенополистирола на 98% состоит из газа, поэтому он практически невесомый.

Вывод: оба материала отличаются малым весом, но пенопласт более лёгкий.

Биостойкость

Чем меньше материал подвержен воздействию насекомых и грызунов, тем дольше он сможет прослужить.

Теплоизоляция на основе кварца и базальтовый утеплитель не требуют дополнительной обработки инсектицидными составами. Как правило, они не привлекают грызунов и насекомых, не плесневеют.

В пенопласте обычно не заводятся насекомые или грибки, т. к. это синтетический материал. Но его могут грызть мыши ― они иногда точат об утеплитель зубы, устраивают в нём гнёзда. Если пенопласт повредят грызуны, он может быстро разрушиться, стать непригодным и потребовать замены.

Вывод: оба материала биостойкие, но минвата считается менее привлекательной для грызунов.

Химическая устойчивость

В ходе монтажа или эксплуатации на утеплитель могут попасть щёлочи, растворители, кислоты. Теплоизоляция должна быть невосприимчивой к ним.

Минеральная вата устойчива к воздействию агрессивных веществ. Это оптимальный вариант, если утеплитель будет контактировать с растворителями, кислотами, щелочами.

Пенопласт под воздействием химических веществ может раствориться или расплавиться.

Вывод: минеральная вата устойчива к агрессивной химии. Пенопласт может разрушиться, если капнуть на него растворителем или щелочью.

Механическая прочность

Материал должен выдерживать механические воздействия. В противном случае он может «выйти из строя» в процессе транспортировки или монтажа.

Минвату сложно разорвать ― для этого придётся приложить немало усилий. Эластичный материал невозможно сломать.

Пенопласт считается более хрупким, он может сломаться при механическом воздействии. Из-за этого могут усложняться транспортировка и монтаж. Надо быть предельно аккуратным, иначе утеплитель может раскрошиться и прийти в негодность.

Вывод: минеральная вата, как правило, более устойчива к механическим воздействиям.

Простой монтаж

Желательно, чтобы монтаж был простой ― тогда его можно выполнить самостоятельно. Также он займёт меньше времени.

Минеральную вату несложно монтировать, с этой задачей справится даже новичок. Материал хорошо поддаётся резке, его легко монтировать на фасад. Единственный нюанс ― надо соблюдать технику безопасности. Чтобы волокна ваты не попали на кожу, волосы, в глаза ― используйте маску, перчатки, защитный костюм. Не вдыхайте пыль от минеральной ваты.

С технической точки зрения, для монтажа пенопласта не нужны специальные навыки. Но его надо аккуратно резать (края материала могут раскрошиться) и монтировать. Когда устанавливаете листы пенопласта на стену, не рекомендуем на них нажимать ― они могут сломаться.

Вывод: оба материала легко монтировать, но пенопласт, как правило, требует более аккуратного обращения.

Стабильность линейных размеров

Утеплитель не должен давать усадку или менять геометрические размеры. В противном случае в местах стыков могут образоваться зазоры, которые станут «мостиками холода».

Минвата устойчива к перепадам температур, она не сжимается и не расширяется. Базальтовый утеплитель не «усаживается». Минвата отлично переносит деформацию и быстро восстанавливает исходные размеры. При сжатии она становится более плотной, поэтому её применяют в системах, которые испытывают статические нагрузки.

Пенопласт, как правило, не даёт усадку, у него практически отсутствует терморасширение. Но он может сломаться под воздействием механических нагрузок. По этой причине пенопластом не рекомендуется утеплять фасады, которые испытывают нагрузки.

Вывод: у обоих утеплителей стабильные геометрические размеры.

Подводим итог

Итак, какой утеплитель лучше: пенопласт или минвата?

Мы сравнили оба материала. Узнали, что тепло- и звукоизоляционные свойства утеплителей из минваты и пенопласта аналогичны.

Минвата ― экологичный безвредный дышащий утеплитель. Она защитит ваш дом от холода и шума, станет преградой для огня при пожаре. Её легко монтировать, она устойчива к физическим и химическим воздействиям. У неё широкая сфера применения ― минватой утепляют фасады из любых материалов (дерева, кирпича и др.), кровлю, из неё делают противопожарные перекрытия.

Так что лучше: теплоизоляция из минваты или пенополистирола? Мы рекомендуем минеральную вату. В интернет-магазине «Металл Профиль» вы найдёте утеплители на основе базальта и кварца от надёжных производителей.

Пусть в вашем доме будет тепло и уютно!

В статье упоминаются категории:

таблица сравнения с другими материалами и расчет толщины слоя утеплителя в зависимости от теплопроводности

В технической литературе пенополиуретан описывается как материал с самой низкой теплопроводностью в списке стандартных термоизоляционных материалов. Пенополистирол и жесткий пенополиуретан с низкой плотностью (от 20 до 50 кг/м3) по праву стали самыми используемыми материалами для промышленных холодильных и морозильных камер и других систем, где требуется повышенная термоизоляция. В этом заслуга низкой теплопередачи. Для сравнения теплопроводность жесткого пенополиуретана в разы ниже теплопроводности  минеральной ваты и всех других популярных утеплителей.

Коэффициент теплопроводности жесткого пенополиуретана и других материалов

Именно низкая теплопроводность делает ППУ оптимальным материалом для термоизоляции. Коэффициент теплопроводности жесткого  пенополиуретана составляет 0,019 – 0,028 Вт/м*К. Этот показатель определяет количество теплоты, которая проходит сквозь куб материала со стороной в 1 м за 1 секунду при единичном изменении температуры в 1 Кельвин. Низкая теплопроводность позволяет обеспечить необходимую теплоизоляцию при минимальном слое покрытия. Например, теплопроводность пенопласта составляет 0,04 – 0,06 Вт/м*К, т.е. понадобится в 2-3 раза более толстый слой пенопласта, чем пенополиуретана. В видео ниже поясняется понятие теплопроводности и его применение в строительстве:

 

С этой статьей также читают:

Сравнение теплоизоляции из пенополиуретана с другими утеплителями

Самыми популярными теплоизоляционными материалами на российском строительном рынке являются минеральная вата, пенополистирол (ППС) и пенополиуретан (ППУ). На самом деле утеплителей гораздо больше, но на долю вышеперечисленных материалов приходится более 95% рынка. Каждый из этих материалов по-своему хорош, и поэтому для более осмысленного выбора необходимо знать их основные характеристики. С этой целью проведем сравнение теплоизоляции по четырем основным эксплуатационным характеристикам: теплопроводности, влагопроницаемости, сроку эксплуатации и экологичности.

На фото показаны самые распространенные виды теплоизоляционных материалов. Их основными характеристиками является коэффициент теплопроводности, влагопоглощение, срок эксплуатации и безопасность.

Теплопроводность пенополиуретана в сравнении с другими утеплителями Теплопроводность — основной показатель, оценивающий, сколько тепла материал проводит за единицу времени при изменении температуры на его поверхности на 1°С. Теплопроводность пенополиуретана — 0,02 Вт/м·С. По этому показателю ППУ значительно опережает своих конкурентов. Для сравнения теплопроводность ППС и минваты составляет соответственно 0,035 и 0,045 Вт/м·С.

Таким образом, слою ППУ в 50 мм соответствуют:

  • ППС – 80 мм;
  • минеральная вата – 120 мм.

Принципиальное отличие ППУ от других плитных и рулонных материалов заключается в том, что в утепленных им поверхностях со временем не образуются мостики холода, чего, к сожалению, не скажешь о других материалах, которые со временем стареют и меняют свои эксплуатационные характеристики.

На картинке показан график эквивалентной теплопроводности различных теплоизоляционных материалов. Слою утеплителя толщиной 80 мм из полиуретана по теплопроводности соответствует кирпичная стена толщиной 1,5 метра.

Влагопроницаемость теплоизоляции

Сравнение теплоизоляционных материалов по этому показателю в большей степени указывает на их эффективность. Даже если материал имеет прекрасный показатель по теплопроводности, но с течением времени накапливает влагу, он малоэффективен. Меньше всего поглощает влагу ППУ и ППС. А что касается минваты, то ее способность поглощать воду в 12-15 раз выше. Именно по этой причине минеральную вату защищают паро- и влагозащитными пленками.

Срок эксплуатации

Этот критерий оценивает время эксплуатации теплоизоляционного материала, в течение которого он не меняет свои эксплуатационные характеристики. По этому показателю пенополиуретану нет равных. Заявленный срок службы у этого материала равен 50 годам. При этом он не теряет свои качества при экстремально низких и при экстремально высоких температурах. Кроме этого с течением времени он не дает усадку в отличие от той же минваты. Гарантированный срок эксплуатации ППС – 12-15 лет, минеральной ваты – 3-8 лет.

Пенополиуретан выпускают толщиной от 20 до 100 мм. В отличие от других теплоизоляционных материалов срок службы пенополиуретана составляет более 50 лет.

Экологичность Для гражданского строительства экологичность — очень важный показатель. По санитарным нормам и правилам теплоизоляционные материалы, применяемые в строительстве, должны быть абсолютно безвредны. Тем не менее, практически все материалы излучают какое-то количество химических веществ, но оно настолько мизерное, что не оказывает вредного воздействия на здоровье человека. Пенополистирол и пенополиуретан в сравнении с минеральной ватой выигрывают, так как абсолютно безопасны. В состав минваты входят фенолы и формальдегиды, поэтому ее следует надежно изолировать. Для минимизации вредного влияния утеплителей на здоровье человека их лучше монтировать с наружной стороны здания. Стоит отметить еще одну особенность: если ППУ абсолютно не интересует грызунов, то пенопласт и минеральная вата для них — излюбленная среда обитания.

Таблица теплоизоляционных материалов

Для большей наглядности сведем теплоизоляционные свойства материалов в таблицу:

Утеплитель

Плотность,

кг/м³

Коэффициент  теплопроводности,

Вт/м С

Толщина,

мм

Срок эксплуатации,

лет

Пенополиуретан  35-160  0,02-0,025  50  > 50
Пенополистирол  15-45  0,035  80  15
Минеральная вата  15-150  0,04-0,045 120  3-8

 

 

 

 

 

 

 

Проанализировав технические характеристики наиболее популярных утеплителей, и проведя сравнение пенополиуретана с другими утеплителями, становится понятно, что ППУ лучше по многим основным показателям. Благодаря своей универсальности, а утеплять им можно все конструктивные элементы зданий, трубопроводы и запорную арматуру, его доля на рынке с каждым годом увеличивается, и он по праву заслуживает репутацию одного из самых доступных и эффективных материалов.

Теплопроводность минеральной ваты, особенности и преимущества

Строительная отрасль развивается стремительно, появляется все больше новых технологий. Поэтому многие люди сейчас отдают предпочтение строительству загородных домов. Чтобы обеспечить комфортное проживание в доме, необходимо позаботиться о его утеплении минватой. Для этого важно знать коэффициент теплопроводности минеральной ваты. Структурность материала

  Таблица характеристик популярных материалов

 

Строительный рынок предлагает огромнейшее разнообразие теплоизоляционных материалов, которые отличаются не только своими эксплуатационными характеристиками, но и стоимостью. Если вы решили осуществить утепление коттеджа, а у вас нет базовых знаний и навыков в этом деле, то, чтобы не ошибиться в выборе, лучше всего воспользоваться советами и рекомендациями специалистов. В статье мы подробно рассмотрим специфику проведения работ с использованием минваты, потому что теплопроводность сэндвич-панелей как основного материала чрезвычайно важна для утепления.

Характерные особенности утеплителя

Минеральная вата наделена множеством свойств, самым главным из которых является отличная устойчивость к деформациям любого характера. Кроме того, панели из нее имеют высокую прочность, отличаются надежностью и долговечностью. Как уже было сказано, сейчас на рынке существует достаточно обширный перечень материалов, которые могут пригодиться для утеплительных работ. К самым популярным среди них можно отнести утепление:

  • плитами пенопласта;
  • асбестом;
  • минватой;
  • каменной ватой и т.д.

Необходимо отметить, что минеральная вата считается одним из наиболее доступных вариантов. Ее активно используют уже больше двух десятков лет. Даже учитывая факт появления новых технологий и строительных продуктов, ничто так и не смогло вытеснить данный материал с полок магазинов. Но не стоит забывать о том, что она не только доступна и долговечна, но и имеет некоторые особенности применения. В состав ваты входит множество компонентов, соответственно, существует немало ее разновидностей. Зависимость структуры и теплопроводности

  Минвата в разрезе

Каждая из вариаций наделена своими качественными свойствами, а также волокнистостью. Если говорить о последнем критерии, то специалисты в строительной отрасли разделяют вату с вертикальной, гофрированной, а также горизонтальной волокнистостью. Чтобы выбрать наиболее подходящий вариант, в каждом из случаев необходимо брать в расчет специфику сфер применения.

Основные преимущества

• Отличная устойчивость к высоким и низким температурным показателям.

• Устойчивость к влиянию климатических, химических и механических факторов.

• Обеспечение хорошей теплоизоляции.

• Звукоизоляционные свойства.

  Процесс утепления

 

Это далеко не полный перечень достоинств, которые делают данный материал востребованным на строительном рынке. Так как в его составе преимущественно натуральные компоненты, его можно по праву назвать безопасным для человеческого здоровья. Даже во время длительной эксплуатации вы можете быть уверенными в том, что в воздух не будут попадать никакие токсические отходы (в том числе при условии высоких температур). Не забывайте и о том, что, применяя утеплительный материал для внутренней отделки, важно обращать внимание на его способность пропускать пары, а также коэффициент теплопроводности ваты. Она наделена всеми характеристиками для обеспечения проводимости паров на должном уровне. Единственное, о чем важно помнить, так это об особой осторожности при работе с материалом из-за его хрупкости. Сопротивление строительных материалов

 

Область применения минеральной ваты

Вата для утепления обладает незначительным коэффициентом проводимости тепла, поэтому она используется в разных строительных и промышленных областях. Важно подчеркнуть, что именно она является практически незаменимым теплоизолятором, если речь идет о работе с горячими ограждающими элементами, потому что имеет низкий уровень возгораемости.

 

Кроме того, сейчас она активно используется в утеплении фасадов зданий, а также для создания внутренней изоляции в бетонных и железобетонных постройках. Минеральная вата применяется для обустройства систем водоотвода и отопления. В последние несколько лет из-за своей доступности для возведения небольших бань также начал использоваться данный материал. Сравнительная характеристика утеплителей

Теплопроводность минваты: важные критерии

Теплопроводность – это способность какого-то объекта или предмета пропускать тепловую энергию. Абсолютно все материалы, применяемые сегодня в строительстве (и минераловатный утеплитель не исключение), обладают определенной теплопроводностью, которую можно количественно оценить в виде коэффициента теплопроводности.

Научно доказано, что твердые материалы не способны удерживать тепло на протяжении долгого времени, именно поэтому возникает необходимость в обеспечении дополнительного утепления жилых и промышленных конструкций.



Специалисты в строительной отрасли оперируют термином «теплоизоляционный материал». Такое понятие характеризует изолятор, который наделен низкой теплоотдачей. Сюда можно отнести облицовочную плитку, стекловату, кирпич и тому подобные. Причем на уровень теплопроводности во многом оказывает влияние структурность материалов, а также их плотность и прочие характеристики.

Теплопроводность ваты может варьироваться в пределах 0,038-0,055 Вт/м*К.
Если проводить сравнение с аналогами, данный материал считается наиболее оптимальным для строительных работ. Сегодня производство сэндвич-панелей происходит по определенной схеме:

  Схема производства

 


Легко понять, что теплопроводность достаточно просто рассчитать по объему и толщине материала. К примеру, стекловата имеет коэффициент теплоотдачи 0,044 Вт/м*К, поэтому толщина ее слоя должна быть не меньше 189 мм.

Теплотехнический расчет — XPS Корпорации ТЕХНОНИКОЛЬ

В зависимости от типа строительной конструкции существуют разные виды утеплителей, которые обладают определённым набором технических характеристик. Они варьируются по плотности, весу, теплопроводности и др.

Эта страница поможет наглядно оценить преимущества экструзионного пенополистирола ТЕХНОПЛЕКС для утепления вашего жилища.

Основные показатели, на которые следует обращать внимание при выборе теплоизоляционного материала – это

  • Термическое сопротивление(R), м²×°С/Вт
  • Теплопроводность λ, Вт/(м×°С)
  • Толщина теплоизоляционного материала d, мм

Представленный теплотехнический расчёт доказывает, что при одинаковом термическом сопротивлении разных материалов, именно XPS обладает лучшими показателями теплопроводности при наименьшей толщине материала.

Материал Термическое сопротивление(R), м²×°С/Вт Теплопроводность λ, Вт/(м×°С) Толщина теплоизоляционного материала d, мм
XPS ТЕХНОПЛЕКС 1,72 0,029 50
ПСБ-С 1,72 0,043 75
Минеральная вата (тяжелая) 1,72 0,054 95
Дерево 1,72 0,36 620
Ячеистый бетон 1,72 0,39 670
Кирпичная кладка (кирпич сплошной) 1,72 0,61 1050

ТОЛЩИНА МАТЕРИАЛА


при одинаковом термическом сопротивлении

Таким образом из расчетов видно, что:

  • теплопроводность XPS ТЕХНОПЛЕКС В 1,5 раза лучше, чем теплопроводность ПСБ-С
  • теплопроводность XPS ТЕХНОПЛЕКС В 1,9 раз лучше, чем теплопроводность минеральной ваты
  • теплопроводность XPS ТЕХНОПЛЕКС В 12,4 раз лучше, чем теплопроводность дерева
  • теплопроводность XPS ТЕХНОПЛЕКС В 13,4 раз лучше, чем теплопроводность ячеистого бетона
  • теплопроводность XPS ТЕХНОПЛЕКС В 21 раз лучше, чем теплопроводность кирпичной кладки

Расчёт основан на данных:

  • Протокол испытаний №76479-22 от 27.03.2013 г к СТО (ТУ) 72746455-3_3_1-2012 «Плиты пенополистирольные экструзионные ТУ»
  • ГОСТ 15588-86 ПЛИТЫ ПЕНОПОЛИСТИРОЛЬНЫЕ (п.2)
  • ГОСТ 9573-96 плиты из минеральной ваты на синтетическом связующем теплоизоляционные (п.3.2)
  • СП 23-101-2004 ПРОЕКТИРОВАНИЕ ТЕПЛОВОЙ ЗАЩИТЫ ЗДАНИЙ (Таблица Д.1)
  • СП 23-101-2004 ПРОЕКТИРОВАНИЕ ТЕПЛОВОЙ ЗАЩИТЫ ЗДАНИЙ (Таблица Д.1)
  • СП 23-101-2004 ПРОЕКТИРОВАНИЕ ТЕПЛОВОЙ ЗАЩИТЫ ЗДАНИЙ (Таблица Д.1)

Что лучше минвата, ППС или ЭППС?

Строительные материалы, составляющие основу здания, должны в первую быть прочными – для обеспечения устойчивость дома и его защиты от внешних воздействий. Но прочные монолитные материалы из-за своей плотной структуры имеют высокую теплопроводность и требуют дополнительного утепления. Основными теплоизоляторами, используемыми в строительстве, являются минеральная вата и пенополистирол. В чем их преимущества и недостатки? Какой материал лучше выбрать?

1. Виды утеплителей

Любой монолитный материал, составляющий основу конструкции дома, плохо сохраняет тепло, и строители издревле пробовали найти оптимальные способы дополнительного утепления домов. В ход шло все, что хорошо сохраняет тепло: ветошь, пакля, пенька, вата, опилки, пробка и т.д. Мы сегодня можем наблюдать это богатство при разборе старых деревянных или кирпичных сооружений.

Даже снег, и тот использовался в северных регионах для утепления хижин.

Общее свойство таких материалов – их неплотная структура, содержащая полости, заполненные воздухом. Главным теплоизолятором в них является воздух

Приведем сравнительную характеристику теплопроводности различных стеновых материалов   (единица измерения – Вт/м*С)_

  • Железобетон – 1,69
  • Бетон – 1,51
  • Кирпич – 0,4-0,7
  • Пенобетон – 0,3
  • Сосна – 0,1-0,2
  • Дуб – 0,1-0,23
  • Фанера – 0,12
  • ОСП – 0,15

А теперь сравним эти значения с материалом дополнительного утеплителя:

  • Снег – 0,015
  • Пакля – 0,05
  • Минвата – 0,05-0,07
  • Пенополистерол – 0,03-0,05
  • Пенополиуретан – 0,02-0,04

Все эти материалы не намного теплопроводнее, чем воздух (0,022 Вт/м*С). Собственно, он и является в них теплоизолятором.

Таким образом, стеновые материалы на порядок легче проводят тепло, чем утеплители. Это означает, что кирпичная стена в 1 метр толщиной будет так же «держать» тепло в доме, что и пенополистирол толщиной в 10 сантиметров.

Сегодня в строительстве в виде утеплителей используют в основном два материала – минеральную вату и пенополистирол. Именно выбор между ними и является определяющим.

Оговоримся, что из нескольких разновидностей минваты и полимерных утеплителей мы выбрали материалы, сравнимые по своим свойствам, в том числе и по стоимости, а именно

  • Базальтовую вату
  • Пенополистирол

2. Основные критерии для выбора утеплителя

Очевидно, что используемый в качестве утеплителя материал должен обладать определенными свойствами, которые позволяют использовать его в строительстве:

  1. Способностью к теплосбережению
  2. Паропроницаемостью
  3. Пожаробезопасностью
  4. Экологичностью
  5. Пригодность к монтажу
  6. Сочетанием с материалом, из которого построен дом
  7. Пригодностью к определенной технологии постройки
  8. Долговечностью, устойчивостью к химическим и механическим воздействиям

3. Структура и основные свойства минваты и пенополистирола

Базальтовая минеральная вата производится путем расплавления горных пород и отличается низкой теплопроводностью, негорючестью и легким весом. Она выпускается в виде рулонов либо в виде отдельных матов толщиной до 10 см.

Минвата в листах

Пенополистирол – это материал на основе полистирола, заполненный в процессе производства пузырьками воздуха. Еще его называют пенопласт. Обычно он выпускается в виде плит.

Плиты пенополистирола

4. Способность сохранять тепло

По теплопроводности базальтовая вата и пенополистирол достаточно близки. Более высокие показатели имеет минвата в виде плотных листов, но это компенсируется ее монтажными свойствами, если сравнить с укладкой пенопластовых листов.

Утепление каркасной стены минватой

Листы минваты при укладке стыкуются между собой и с другими материалами практически без зазора – из-за своей рыхлой структуры, тогда как более плотные листы пенопласта в местах стыка образуют щели и требуют дополнительной заделки швов.

Таким образом, можно считать применение минваты и пенополистирола точки здения теплопроводнсти равнозначными.

Внешнее утепление кирпичной стены пенополистиролом

5. Участие в пароотведении

Наряду с утеплением дома и способностью его стен сохранять тепло, важнейшим фактором является их паропроницаемость.

В воздухе вокруг дома и в помещениях содержится вода в виде водяных паров. Проникновение воздуха в материал, из которого сооружена его оболочка (пол, стены, потолок) неизбежно означает проникновение водяных паров. При определенных условиях водяные пары могут конденсироваться, то есть выделять воду в толще материала.

Процесс этот происходит в любом материале, главное здесь – удельное количество сконденсированной влаги, когда она начинает действовать на материал губительно.

Накоплению влаге в толще стройматериалов препятствует вентиляция – то есть возможность воздуха проникать сквозь их толщу.

Паропроницаемости конструкций, таким образом, уделяется в строительстве очень большая роль.

С точки зрения способности к пропусканию воздуха минвата и пенополистирол существенно различаются.

Хотя пенополистирол и содержит в себе воздушные пузырьки, они плотно «упакованы» меду стенками пеностирола. Проницаемость воздуха через материал минимальна.

Структура пенополистирола

Структура минваты, наоборот, рыхлая, и воздух свободно проникает через нее.

Таким образом, минвата играет свою роль в процессе отведения паров через «оболочку» дома, а использование пенопоистирола требует создания дополнительных каналов для воздухообмена между помещениями дома и внешней средой.

6. Пожаробезопасность

С точки зрения пожаробезопасности базальтовая минвата – практически идеальный материал. Это связано со способом ее производства: каменные породы расплавляются и распускаются на вату при очень высокой температуре. Температура расплавления минваты – выше 1000 градусов Цельсия. Понятно, что она не загорится от открытого огня.

В современный пенополистирол добавляют специальные составляющие, препятствующие горению. Но, во-первых, со временем они улетучиваются из толщи материала и теряют свои свойства. Во-вторых, при возгорании пенополистирол выделяет удушливый газ, смертельный для человека.

Впрочем, любой стройматериал подвержен разрушению при высоких температурах, которые возникают при пожаре. Ядовитые вещества выделяют и дерево (угарный газ) и плиты ОСП (летучие соединения от горения связующего), пластик и далее по списку.

В целях защиты от возгорания нужно ограничить свободный доступ огня к пенополистиролу. Впрочем, его закрывают в первую очередь из соображений строительства конструкций и их декоративного покрытия.

В целом, конечно, минвата выигрывает в пожаробезопасности у пенополистирола.

7. Экологичность

Уже из состава сравниваемых материалов  понятно, что камень более экологичен, чем искусственный пластик.

Действительно, минвата практически не оказывает вредного влияния на здоровье человека в процессе эксплуатации. Единственный вред исходит от нее при монтаже, – это раздражение открытых участков кожи. Работать с минватой рекомендуется в перчатках и защитных очках.

Впрочем, современный пенополистирол тоже достаточно экологичен. Ранее он производился из вредного для человека стирола с участием фреона. В современных материалах стирол полимеризуется, что делает его выделение в виде летучих смесей минимальным.

8. Монтажные качества минваты и пенополистирола

Монтаж минваты в рулонах производится вырезанием кусков необходимого размера. В листах – минвата вставляется в полости обрешетки, которые обычно подбираются по размеру утеплителя. В любом случае для крепления минваты нужна обрешетка или метизы с широкой шляпкой, чтобы удерживать рыхлый пористый материал.

Тарельчатые дюбеля для крепления минваты

Пенопластовые листы прочны, легки и легко монтируются, режутся в размер и так далее. В целом можно сказать, что для работы пенопласт удобнее.

Впрочем, минвата благодаря своей пластичности и здесь имеет свои плюсы – ею легко утеплять сложнодоступные места, например, углы сложной геометрической формы, отверстия для инженерных коммуникаций и тому подобные.

Легкость листов пенополистирола и листов минваты примерно одинакова – работать с ними физически не тяжело.

Утепление потолка пенополистироломДля крепления минваты нужна обрешетка

9. Сочетание со стеновыми материалами

Из свойств рассматриваемых видов утеплителя можно предположить, что они по-разному могут вести себя в сочетании с другими стройматериалами – в первую очередь, со стеновыми.

И дело не только в качестве стыка.

Каждый стеновой материал имеет сое влияние на теплоемкость дома и паропроницаемость стен – а мы уже рассмотрели значение этих параметров.

Тепловые градиенты по-разному действуют на материалы. Скажем, усадки кирпичной кладки практически нет, так же, как и  пено и газо-блоков. С ними предпочтительно использовать пенополистирол – он тоже не меняет свой формы под воздействием изменения температуры.

А вот дерево достаточно чувствительно к изменению влажности и температуры. Геометрические размеры деревянных узлов могут, хоть и незначительно, но меняться. Примером тому – усушка бревнен или досок каркаса. Утеплитель обычно не реагирует на указанные изменения температуры, но он находится во взаимосвязи со стеновым материалом. Пенопласт, вмонтированный в каркасный блок, может просто разрушиться при усушке дерева.

Минвата в этом смысле материал пластичный и изменений геометрии не боящийся.

Другой пример – создание таких стеновых материалов, как СИП-панель. Это слой утеплителя, вмонтированный между двух плит ОСП.

СИП-панели производят в основном с использованием пенополистирола, так как он имеет хорошую адгезию при склеивании с ОСП. Минвату в СИП-панели монтируют значительно реже – именно из-за плохого склеивания с листами обшивки.

10. Долговечность утеплителей

Казалось бы, минвата – материал намного более долговечный, поскольку изготовлен из практически бессмертного камня. На деле перепады влажности, замерзание и оттаивание, расслоение под собственным весом – все это ухудшает со временем свойства минваты.

Пенополистирол доказал свою долговечность – оборудованные им холодильники работают по 30-40 лет. Современные виды пенопласта очень стойки к агрессивным средам – их даже используют в утеплении фундамента, где они соприкасаются с открытым грунтом

В целом можно сказать, что оба материала при правильном монтаже и эксплуатации прослужат дому весь его срок жизни.

11. Применение в разных видах построек

Исходя из всего вышеизложенного, можно выделить некоторые особенности применения минваты и пенополистирола в строительстве.

Минвата обычно применяется в создании каркасного дома. Этому способствует ее пластичность – она легче монтируется в «каркасный пирог» стен и не несет возникновения дополнительных «мостиков холода». Кроме того, это связано с высокой паропроницаемостью минваты.

Пенополистиролом лучше проводить наружное утепление монолитных стен – из бетона, кирпича или бруса. Правда, при этом нельзя забывать о вентзазорах между утеплителем и стеновым материалом.

12. Итоги

В целом, выбор для утепления пенополистирола или минваты зависит от типа постройки и особенностей его эксплуатации.

Специалисты фирмы «К-Дом» помогут сделать выбор утеплителя еще на стадии проектирования дома с учетом всех этих факторов. Мы выполняем под ключ строительство домов любого типа, а также дополнительное утепление уже эксплуатируемых зданий как минватой, так и пенополистиролом. Выбор – за вами.

 

Изоляционные материалы — Ограничения температуры

Температурные пределы для некоторых обычно используемых изоляционных материалов:

Изоляционный материал Диапазон температур 2 Низкий Высокий ( O C) ( o f) ( O C) ( O F) Silite Calcium -18 0 650 1200 ячеистого стекла -260 -450 480 900 эластомерные пены -55 -70 120 250 Стекловолокно -30 -20 540 1000 Минеральная вата, Керами C Fibre 1200 1200 2200 0 32 250 480 Минеральная вата, камень 0 32 760 1400 Фенольные пены в 150 в 300 Polyisocyanurate, Полиизо -180 -290 120 250 Полистирол -50 -60 75 165 Полиуретан -210 -350 120 250 Вермикулит -272 -459 760 1400

Изоляция из силиката кальция

Безасбестовый силикат кальция i Теплоизоляционная плита и изоляция труб отличаются легким весом, низкой теплопроводностью, высокой термостойкостью и химической стойкостью.

Изоляция из ячеистого стекла

Изоляция из ячеистого стекла состоит из дробленого стекла в сочетании с ячеистым агентом.

Эти компоненты смешивают, помещают в форму, а затем нагревают до температуры приблизительно 950 o F . В процессе нагрева дробленое стекло превращается в жидкость. Разложение целлообразующего агента приведет к тому, что смесь расширится и заполнит форму. Смесь создает миллионы соединенных, однородных, закрытых ячеек и в конечном итоге образует жесткий изолирующий материал.

Изоляция из целлюлозы

Целлюлоза изготавливается из измельченной переработанной бумаги, такой как газетная бумага или картон. Он обрабатывается химическими веществами, чтобы сделать его устойчивым к огню и насекомым, и наносится в виде рыхлого наполнителя или влажным распылением через машину.

Изоляция из стекловолокна

Стекловолокно является наиболее распространенным типом изоляции. Он сделан из расплавленного стекла, сплетенного в микроволокна.

Изоляция из минеральной ваты

Минеральная вата изготавливается из расплавленного стекла, камня, керамического волокна или шлака, которые скручиваются в волокноподобную структуру.Неорганическая порода или шлак являются основными компонентами (обычно 98% ) каменной ваты. Оставшееся 2% органическое содержимое обычно представляет собой связующее из термореактивной смолы (адгезив) и немного масла.

Полиуретановая изоляция

Полиуретан представляет собой органический полимер, образованный реакцией полиола (спирт с более чем двумя реакционноспособными гидроксильными группами на молекулу) с диизоцианатом или полимерным изоцианатом в присутствии подходящих катализаторов и добавок.

Полиуретаны представляют собой гибкие пеноматериалы, используемые в матрацах, химически стойких покрытиях, клеях и герметиках, изоляции для зданий и технических применений, таких как теплообменники, охлаждающие трубы и многое другое.

Изоляция из полистирола

Полистирол — отличный изолятор. Он изготавливается двумя способами:

  • Экструзия – в результате получаются мелкие закрытые ячейки, содержащие смесь воздуха и газообразного хладагента
  • Формование или расширение – в результате образуются крупные закрытые ячейки, содержащие воздух

Экструдированный полистирол или XPS , представляет собой термопластический материал с закрытыми порами, изготовленный с помощью различных процессов экструзии. Основными областями применения экструдированного полистирола являются утепление зданий и строительство в целом.

Формованный или вспененный полистирол обычно называют картоном, и он имеет более низкое значение R, чем экструдированный полистирол.

Полиизоцианурат (полиизо) Изоляция

Полиизоцианурат или полиизо — это термореактивный тип пластика, вспененный материал с закрытыми порами, который содержит газ с низкой проводимостью в своих ячейках.

Сенсоры и материалы

Специальный выпуск по пленочным и мембранным наукам
Приглашенный редактор, Ацуши Сёдзи (Токийский университет фармации и наук о жизни)
Требование к статье
  • Принятые статьи (нажмите здесь)
    • Визуализация ионов железа на месте Растворено из чистой железной проволоки в тонкие пленки замороженного водного раствора с помощью комбинации микроскопии и обработки изображений
      Аринори Инагава, Минами Маэда и Нобуо Уэхара
    • Количественная оценка плотности ДНК-зонда с помощью электрохимического измерения поверхностного плазмонного резонанса
      Такума Сасаки, Каори Масуда, Зиксин Zhang, Tatsuhiko Yajima, Hijiri Hasegawa, Yeji Kim, and Osamu Niwa
    • Метод контроля активности внутриклеточных белков с использованием фоточувствительных наночастиц
      Shuhei Murayama, Noriaki Kono, Takashi Takaki, and Masaru Kato
    • Биосенсоры на основе липосом и средства визуализации для диагностики bu
      Нет Хамано и Йоити Негиши
    • Разработка o f Портативный флуоресцентный считыватель микропланшетов, оснащенный нагревателем из оксида индия и олова для петлевой изотермической амплификации
      Рё Исии, Казухиро Мориока, Такуя Мизумото, Нацуми Ямасаки, Акихидэ Хемми, Ацуши Сёдзи, Хироя Мураками, Норио Тешима, Томонари Умэмура, Кацуми Утияма и Hizuru Nakajima
    • Кинетика местного и системного распределения in vivo липосом с различными свойствами для применения в системах доставки лекарств
      Hisako Ibaraki and Takanori Kanazawa
  • Специальный выпуск о материалах, устройствах, схемах и системах для биомедицинских датчиков и взаимодействия
    Приглашенный редактор, Такаши Токуда (Токийский технологический институт)
    Заявка на получение статьи

    Специальный выпуск о материалах, устройствах, схемах и аналитических методах для различных датчиков (избранные статьи с ICSEVEN 2021)
    Приглашенный редактор, Chien-Jung Huang (Национальный университет Гаосюн), Чэн-Син Хсу (Национальный объединенный университет), Джа-Хао Чен (Университет Фэн Чиа) и Вей-Линг Сюй (Правохозяйственный университет Хуайинь)
    Звоните по телефону

  • Принятые документы (нажмите здесь)
    • Парковочная система с управлением по Bluetooth на основе технологии позиционирования Wi-Fi
      Синь-Чуан Чен , Rong-San Lin, Chiou-Jye Huang, Lidan Tian, ​​Xining Su, and Haikun Yu
    • Адаптивная оценка скорости с помощью генетического алгоритма для векторно-управляемого синхронного двигателя с постоянными магнитами Хунг Лин и Ин-Пяо Куо
    • Металлографический анализ сфероидизации с использованием нейронной сети с глубоким обучением
      Рей-Чуэ Хван, И-Чун Чен и Хуан-Чу Хуанг
    • Разработка видеоредактора домашних животных на основе глубокого обучения
      Чун -Cheng Lin, Cheng-Yu Yeh, and Kuan-Chun Hsu
  • Специальный выпуск о технологиях датчиков и анализа данных для среды обитания, здравоохранения, управления производством и приложений инженерного/научного образования
    Приглашенный редактор, Chien-Jung Huang (Национальный университет Гаосюн), Rey-Chue Hwang (Университет I-Shou), Ja-Hao Chen (Университет Feng Chia) и Ba-Son Nguyen (Университет Lac Hong)
    Приглашайте к статье

  • Принятые документы (нажмите здесь)
    • Разработка модуля тактильного видоискателя для определения местоположения объектов с использованием вибротактильной обратной связи
      Аарон Рэймонд Си и Роберто Джейкоб Поликар
    • Портативная система оценки дисфагии на основе Arduino
      Вен-Лай, Ших-Хунг Лин , и Яо-Чин Ван
    • Обнаружение контура чипа на основе восприятия и распознавания изображения в режиме реального времени
      Бао-Ронг Чанг, Сю-Фен Цай, Чиа-Вэй Се и Мо-Лан Чен
    • Оптимизация и планирование пути одновременной локализации и картографическая конструкция на основе бинокулярного стереозрения
      Neng-Sheng Pai, Wei-Zhe Huang, Pi-Yun Chen и Shih-An Chen
    • Штамповочная система с автоматической подачей на основе программируемого логического контроллера Функция электронного кулачка
      Chie n-Yu Lu, Wen-Yi Houng, Chun-Wan Chang, Sen-Hu Yen, Chia-Liang Tseng и Te-Jen Su
    • Анализ надежности электроники в радиационной среде
      Cher Ming Tan, Vimal Kant Pandey, Yueh Chiang, и Tsung Ping Lee
    • Система ввода кода Морзе с нечетким управлением
      Chung-Min Wu, Cheng-Fa Yen, Yeou-Jiunn Chen, Shih-Chung Chen и Cheng-Chi Tai
    • Разработка системы управления запасами на основе RFID Технология
      Ming-Chih Chen, Yin-Ting Cheng и Chung-Yu Siang
    • Регулируемый светодиодный драйвер с точным измерением мощности
      Yu-Jen Chen, Guan-Yi Wu и Ching-Ran Lee
  • Специальный выпуск Беспроводные сетевые датчики IoT для жизни и безопасности
    Приглашенный редактор, Тосихиро Ито (Токийский университет) и Цзянь Лу (Национальный институт передовых промышленных наук и технологий)
    Требование к статье

  • Принятые статьи (нажмите здесь)
  • Спецвыпуск по умной мехатронике для Сбор энергии
    Приглашенный редактор, Дайсуке Ямане (Университет Ритсумейкан)
    Заявка на получение статьи

  • Принятые статьи (нажмите здесь)
  • Специальный выпуск Международной виртуальной конференции 2021 года по использованию зеленых материалов в фотоэлектрических датчиках (2021 ICGMAPS)
    2 Гость редактор, Yen-Hsun Su (Национальный университет Ченг Кунг), Wei-Sheng Chen (Национальный университет Ченг Кунг) и Chun-Chieh Huang (Университет Ченг Шиу)
    Веб-сайт конференции
    Прием документов

  • Принятые статьи (нажмите здесь)
  • Специальный выпуск о сборе, обработке и применении измеренных сигналов датчиков
    Приглашенный редактор, Hsiung-Cheng Lin (Национальный технологический университет Чин-Йи) Community and Smart Life

    Приглашенный редактор, Сейя Цудзимура (Университет Цукубы), Исао Шитанда (Токийский научный университет) и Хироаки Сакамото (Университет Фукуи)
    Прием заявок

    Специальный выпуск по оптическим, механическим и электрохимическим биосенсорам и их применению
    Приглашенный редактор Шигеясу Уно (Университет Рицумейкан)
    Прием заявок

    Специальный выпуск журнала International Multi -Конференция по инженерным и технологическим инновациям 2021 (IMETI2021)
    Приглашенный редактор, Вэнь-Сян Се (Национальный университет Формозы)
    Веб-сайт конференции

    Специальный выпуск о датчиках изображения CMOS
    Приглашенный редактор, Хироши Охтакэ (nanolux co., ltd.)
    Заявка на получение статьи

    Специальный выпуск передовых технологий для дистанционного зондирования и геопространственного анализа, часть 2
    Приглашенный редактор Донг Ха Ли (Кангвонский национальный университет) и Мён Хун Чжон (Университет Чосон)
    Заявка на получение статьи

    Специальный выпуск о передовых технологиях изготовления и применении гибких и деформируемых устройств
    Приглашенный редактор, Van Dau and Hoang-Phuong Phan (Университет Гриффита)
    Требование к статье

    Специальный выпуск о передовых микро/наноматериалах для различных сенсорных приложений ( Selected Papers from ICASI 2021)
    Приглашенный редактор, Sheng-Joue Young (Национальный объединенный университет), Shoou-Jinn Chang (Национальный университет Cheng Kung), Liang-Wen Ji (Национальный университет Формозы) и Yu-Jen Hsiao (Южный Тайвань) Университет науки и технологий)
    Веб-сайт конференции
    Призыв к публикации

    Специальный выпуск о передовых вездесущих вычислительных системах для общества 5.0
    Приглашенный редактор, Манато Фудзимото (Городской университет Осаки)
    Требование к статье

    Исследование изоляционных характеристик стекловаты и минеральной ваты с полисилоксановым покрытием

    Изоляция в зданиях очень важна. Изоляция, используемая в здании, в основном делится на органическую и неорганическую изоляцию по своему изоляционному материалу. Органические изоляционные материалы, изготовленные из пенополистирола или полиуретана, чрезвычайно уязвимы к огню. С другой стороны, неорганическая изоляция, такая как минеральная вата и стекловата, очень неустойчива к влаге, при этом она негорючая, поэтому ее использование очень ограничено.Поэтому в этом исследовании была разработана влагостойкость, применимая к минеральной вате и стекловате, и измерена теплопроводность образцов, которые подвергаются воздействию влаги путем воздействия влаги на изделие с влагостойким и без влагостойким покрытием, и оценено, как влага влияет на теплопроводность посредством применяя это к неорганической изоляции.

    1. Введение

    Вопросы энергосбережения и сокращения выбросов двуокиси углерода вызывают озабоченность и являются важными исследовательскими проектами во всех странах.Для этого велась разработка продуктов, максимально повышающих энергоэффективность, а в последние годы проводились исследования по разработке новых изоляционных материалов, таких как VIP (вакуумные изоляционные панели) с использованием коллоидального кремнезема и GFP (газонаполненные панели) с использованием аргона ( Активно развиваются газы Ar), криптон (Kr) и ксенон (Xe), обладающие меньшей теплопроводностью, чем воздух [1, 2].

    Изоляционные плиты используются в различных областях, таких как современная архитектура и другие отрасли промышленности, и эти изоляционные плиты производятся и используются в различных формах [3].Тем не менее, большая часть изоляции представляет собой синтетическую изоляцию вспененного типа, в которой поры создаются внутри продукта, изоляцию волокнистого типа, в которой используется стекловата или минеральная вата, в нетканом типе материала, изготовленном из тканевого материала, и плитные изделия, в которых используются неорганические связующие вещества, такие как цемент с перлитом и керамическим шариком [4].

    Хотя изоляцию можно классифицировать по исходному материалу, типу и цели использования, обычно ее классифицируют по материалу. По материалу изоляцию можно разделить на органическую и неорганическую.В случае органической изоляции она имеет отличные тепловые характеристики, абсорбцию и удобоукладываемость, так что она занимает более 90% внутреннего рынка; однако в случае пожара пенополистирол и уретан имеют время воспламенения менее 5 секунд, а время, необходимое для распространения пламени, составляет 50 секунд, так что огонь быстро распространяется и во время горения образуются токсичные газы, такие как формальдегид, цианистый этилен (CH=CHCN ), газообразная соляная кислота и газообразный цианид очень важны для человеческого организма [5].

    В случае неорганической изоляции она обладает превосходными характеристиками огнестойкости, но ее поглощающая способность очень высока, поэтому ее недостатком является плохая изоляционная способность [6]. В то время как теплопроводность воздуха составляет 0,026 Вт/мК [7], вода имеет 0,598 Вт/мК, что в 23 раза больше теплопроводности воздуха [8]. А также лед имеет теплопроводность 1,9 ккал/мч°C, что примерно в 90 и более раз превышает теплопроводность воздуха, так что содержание воды в материале может быть наиболее влияющим элементом, определяющим теплопроводность [9].

    В то время как изменение теплопроводности изоляционного материала за счет водопоглощения широко освещалось, об исследованиях сохранения изоляционного эффекта не сообщалось, поэтому в этом исследовании была установлена ​​влагостойкость и подтверждена водонепроницаемая способность неорганической изоляции путем обработки неорганических изоляционных материалов. стекловаты и минеральной ваты, с влагостойкостью, подвергая их воздействию влаги и измеряя величину прироста влаги и теплопроводности [10–12].

    В частности, в этом исследовании измерялся процесс, при котором тепло передается на поверхность, и изменение температуры поверхности происходит в зависимости от водопоглощения минеральной ваты и стекловаты с использованием тепловизионной камеры, а также наблюдался эффект и процесс, которые влага не действует на изоляционный материал [13].

    2. Экспериментальное устройство и методы испытаний
    2.1. Экспериментальное устройство и образец

    Несмотря на то, что существуют сравнительные методы измерения теплопроводности, такие как расходомер теплопроводности и метод горячей проволоки [14], в этом исследовании проверялось измерение теплопроводности в соответствии с тестом KS L 9016, и тест проводился с использованием измеритель теплопроводности (HFM-436) методом теплопроводности методом теплового потока.Стекловата и минеральная вата, использованные в этом исследовании, изготовлены из продукции Korea KCC. И размер образца составляет 300 × 300 × 50 мм в соответствии со стандартом испытаний KS L 9016, KS F 4714. Что касается измерения образца, толщина образца была точно измерена, а теплопроводность измерена в месте, где окружающая температура вокруг экспериментального пространства поддерживалась постоянной. Коэффициент теплопроводности измеряемого образца рассчитывали по закону теплопроводности Фурье или следующему уравнению [15]: где – скорость теплового потока/плотность теплового потока = , – указывает, что направление теплового потока – направление охлаждения, – , – тепловое проводимость , а is (движущая сила теплового потока) (К/м).

    При рассмотрении (1) количество теплопроводности в единицу времени пропорционально площади поперечного сечения, контактирующего с разностью температур, и обратно пропорционально расстоянию.

    2.2. Подготовка влагостойкости

    Влагостойкая жидкость в этом исследовании использовала наносиликат собственного производства и фторалкилсилоксановое соединение, и процесс ее приготовления был следующим [16].

    2.3. Приготовление кремнезема Sol

    Этанол 1.4 кг (29,8 моль) и концентрированную соляную кислоту 30 г (0,3 моль) помещают в воду 3,0  л и перемешивают, а затем добавляют смешанный раствор тетраэтоксисилана 2,08 кг (10 моль) и метилтриэтоксисилана 178 г (1,0 моль). Затем получают раствор золя кремниевой кислоты путем перемешивания в течение 4 часов при комнатной температуре. Этот процесс был подтвержден СЭМ и анализатором размера наночастиц, и формула реакции выглядит следующим образом (рис. 1) [17].


    2.4. Получение органосилоксана, содержащего фторированную алкильную группу

    Тридекафтор-1,1,2,2-тетрагидрооктил-1-триэтоксисилан 2.25 кг (5 моль) добавляют к 3,0 кг очищенной воды, а затем медленно добавляют 1,10 кг (5 моль) аминопропилтриэтоксисилана. При перемешивании этого раствора добавляют 60 г (1 моль) уксусной кислоты и перемешивают в течение 8 часов, после чего получают тридекафтор-1,1,2,2-тетрагидрооктил-1-триэтоксисилан (фторорганосилоксан) (см. рис. 2).

    Реакция между тридекафтор-1,1,2,2-тетрагидрооктил-1-триэтоксисиланом и 3-аминопропилтриэтоксисиланом была подтверждена с помощью FT-IR.

    2.5. Приготовление фторалкилсилоксановой влагостойкости (SH-AF)

    Добавляют 10% золь кремниевой кислоты из 100 мл раствора и 10% органосилоксана из 100 мл и смешивают с 800 мл очищенной воды, после чего готовят 1000 мл влагостойкого раствора.

    2.6. Нанесение влагостойкости

    Что касается образцов для измерения теплопроводности, то образцы стекловаты и минеральной ваты размером 300 × 300 × 50 мм пропитывают раствором фторалкилсилоксана в течение 3 секунд, а затем подготавливают к сушке в течение 3 часов. при 100°С.

    Что касается образцов для измерения скорости поглощения, то их изготавливают размером 50 × 50 × 50 мм для облегчения эксперимента по увлажнению, затем их пропитывают раствором фторалкилсилоксана в течение 3 секунд, а затем готовят путем сушки в течение 3 часов при 100°С.

    Сравнение проводилось с помощью СЭМ для сравнения образцов с обработкой фторалкилсилоксаном и образцов без обработки фторалкилсилоксаном.

    2.7. Измерение поглощения

    В то время как существует метод заливки и метод распыления для подачи воды для измерения степени поглощения между образцами минеральной ваты и стекловаты с покрытием и без покрытия и за счет изменения теплопроводности при поглощении и температуре изменение, передаваемое на поверхность, в этом исследовании вода подавалась путем помещения увлажнителя в акриловую коробку длиной, шириной и высотой 500 мм, как показано на рисунке 3, оставляя образец на 4 часа с гигрометром, показывающим более 90% влажности. влажность.


    2.8. Измерение тепловизионной камеры

    Для наблюдения за распространением тепла за счет теплопроводности и тепловизионной камеры в зависимости от способа подачи воды и содержания воды в изоляционных материалах из стекловаты и минеральной ваты в качестве источника тепла использовалась горячая плита, а температура была зафиксирована на уровне 80°С. Что касается тепловизора, то для наблюдения использовалась продукция компаний PI и FL. В то время камера была закреплена для измерения температуры поверхности и середины образца.

    3. Результаты
    3.1. Получение фторалкилсилоксана
    3.1.1. Приготовление кремнеземного золя

    Результаты наблюдения с помощью ПЭМ (трансмиссионная электронная микроскопия) при разбавлении синтезированного золя SiO2 этанолом в соотношении 14 : 1 показали, что образуются сферические наночастицы SiO2 с приблизительным размером 15 нм (рис. 4), аналогичные анализ размера частиц. Результат измерения синтезированного золя кремниевой кислоты с помощью анализатора размера частиц (Zetasizer Nano ZS90, Malvern) подтвердил, что средний размер частиц составляет 14.6 нм и очень однородные размеры наночастиц SiO2 были синтезированы в пределах ±0,549 нм в распределении частиц по размерам.

    3.2. SEM Photos

    Результаты испытаний показывают, что SH-AF хорошо наносится на минеральную и стекловату, как показано на рисунке 5, на котором сравниваются образец с влагостойкостью и образец без влагостойкости с фотографиями SEM.

    3.3. Теплопроводность

    Результат измерения теплопроводности для каждого образца показывает, что теплопроводность типичной минеральной ваты равна 0.035 Вт/мК, а теплопроводность минеральной ваты с обработкой Ш-АФ составляет 0,0344 Вт/мК, поэтому она становится ниже. Также в случае со стекловатой теплопроводность типичной стекловаты составляет 0,0343 Вт/мК, а теплопроводность стекловаты с обработкой Ш-АФ составляет 0,0329 Вт/мК, то есть она становится несколько ниже, так же как и минеральная. шерсть. Таким образом, на основании этих результатов было подтверждено, что обработка SH-AF снижает теплопроводность, поэтому характеристики изоляции несколько повышаются [18] (см. рис. 6).


    3.4. Водопоглощение Количество образца и теплопроводность минеральной ваты с влагой

    Изменение веса, показанное при измерении влагопоглощения после подачи влаги в течение 4 часов через увлажнитель, показано в таблицах 1 и 2. Типичная минеральная вата поглощает 4,18% влаги и минеральных веществ. шерсть с покрытием Ш-АФ сделала 1,49% влажности. Обычная стекловата поглощала 8,67% влаги, а стекловата с покрытием SH-AF — только 0,46% влаги. Этот результат подтверждает, что влагостойкость SH-AF, разработанная в этом исследовании, может быть применена к существующим неорганическим изоляционным материалам.

    Механические свойства

    Прочность на растяжение и сжатие пены измеряли с добавлением и без добавления микрочастиц собачьей шерсти ( и , соответственно). PU достиг самого высокого процента удлинения среди испытанных составов (≈50%), хотя и требовал меньшего напряжения (≈1,0.25 МПа) на разрыв, чем аналогичные экокомпозиты. Фактически, при добавлении только 5% микрочастиц собачьей шерсти напряжение, необходимое для достижения аналогичного состояния удлинения (≈46%), почти удвоилось, ≈2 МПа (). Такое поведение объясняется взаимодействиями, установившимися между полимерной матрицей и массивами волокон, которые привели к дезорганизации исходной структуры ПУ. При таком процентном соотношении в морфологии пены вызывались небольшие изменения. Возможно, микрочастицы мигрировали и заполнили существующие дефекты, тем самым увеличивая усилие, необходимое для разрушения материала.Повышение жесткости было зарегистрировано за счет превосходного процентного содержания волокон собачьей шерсти. Это связано с более высокой жесткостью твердой фазы пены вследствие вклада волокна [5]. Из-за неоднородной и неорганизованной ориентации и распределения волокон вдоль композита не было никакой пропорции между приложенной силой — способностью к удлинению и процентом армирования волокнами.

    Напряжение (МПа) в зависимости от удлинения при разрыве (%) исходного полиуретана и экокомпозитов, армированных собачьей шерстью.

    Напряжение сжатия в сравнении с деформацией исходного полиуретана и экокомпозитов, армированных собачьей шерстью.

    Несмотря на то, что 5% экокомпозитов продемонстрировали наиболее сбалансированные характеристики между приложенным напряжением и способностью к удлинению (), их устойчивость к сжатию была самой низкой в ​​группе (). Вполне вероятно, что перегруппировка полимерной пены, которой подверглись волокна, способствовала развитию анизотропного материала, в котором механическое сопротивление было более важным в одном направлении, чем в другом [41].Кроме того, этому явлению могло способствовать наличие зазоров вдоль пены в ответ на добавление микрочастиц и изменения исходной структуры полиуретана. Неравномерности в организации пен более вероятны в композитах, содержащих меньшее количество армирующих волокон, чем большее [5]. В свою очередь, повышенный процент наполнителя может вызывать снижение реакционной способности компонентов системы, влияя на расширение пены и повышая ее плотность и жесткость, следовательно, повышая прочность на сжатие [42].Таким образом, ожидалось, что максимальное сжимающее напряжение при деформации будет выдерживать композит с наибольшим процентным содержанием наполнителя (20%).

    3.5. Способность к гидратации

    Водопоглощающую способность исходного полиуретана и экокомпозитов, армированных собачьей шерстью, отслеживали в течение шести дней в d H 2 O, при этом образцы взвешивали каждые 24 часа до достижения водонасыщения. Данные показали, что чистый полиуретан является пенообразующим материалом с наименьшей способностью к гидратации, достигающим состояния насыщения только при 4% воды в своем составе.Экокомпозиты оказались более привлекательными для молекул воды, их гигроскопическая способность увеличивалась по мере увеличения процентного содержания микрочастиц, то есть от 5% содержания воды в экокомпозитах с 5% собачьей шерсти до 11% содержания воды, зарегистрированного для 20% экокомпозит, армированный собачьей шерстью. Эти результаты объясняются способностью шерстяных волокон связывать и поглощать большое количество воды [31]. Водопроницаемость шерстяных волокон определяется в основном липидами клеточных мембран. Однако многое еще предстоит понять на этом фронте.Взаимодействие между волокнами и водой довольно сложное; при низкой относительной влажности монослой молекул воды может образовываться за счет взаимодействия со специфическими полярными боковыми цепями волокна, в то время как при высокой относительной влажности вода связывается с пептидным остовом волокна, создавая многослойное поглощение. Набухание волокон также происходит в результате разрыва водородных связей между белковыми цепями и внутри них из-за подъема молекул воды над поверхностью и внутри межклеточных пространств; таким образом, создавая еще больше мест взаимодействия для молекул воды [43,44].

    Водопоглощающая способность исходного полиуретана и экокомпозитов, армированных собачьей шерстью, с течением времени.

    3.6. Дилатометрия

    Тепловое расширение определяется как увеличение объема материала в ответ на повышение температуры. По мере повышения температуры молекулярное возбуждение увеличивается, что приводит к увеличению расстояния между молекулами. показывает признаки дилатации ПУ при повышении температуры от 50 до 160 °С. Добавление волокон собачьей шерсти значительно уменьшило расширение полимера при колебаниях температуры.Фактически, при добавлении 5% микрочастиц объем пены даже не изменился. При включении более высокого содержания шерстяных волокон расширение пены достигало отрицательных значений, что свидетельствует о потере стабильности материала и способности сохранять свою структурную целостность при нагревании. Наилучшие результаты, демонстрирующие структурную стабильность до 120 °C, были получены при использовании не более 15 % волокон собачьей шерсти.

    Расширение ПУ и экокомпозитов при повышении температуры от 30 до 160 °С.

    2 0
    Масса Образец до Sh-AF Покрытия Вес образец после SH-AF Покрытия
    2
    перед увлажнением (G) 6.3 6.3 6.6
    После увлажнения (G) 6.58 6.58 6.7
    Содержание воды (G) 0,28 0,1
    Процент содержания влаги (%) 4.18 1.49
    1

    2

    1

    2

    9006
    классификация
    Массовая классификация Вес выборки до SH-AF Нанесение на покрытие Вес образец после покрытия SH-AF
    Перед увлажнением (G) 4,50 4,30 4,38
    после увлажнения (G) 4,89 4.40
    содержание воды (G) 0.02 0.02 0,02
    80049 8.67 0,46

    Было обнаружено, что стекловата с влагой имеет теплопроводность 0,136 Вт/мК, так что теплопроводность увеличивается в 4 раза по сравнению с 0,0343 Вт/мК, показанной для типичной стекловаты.

    3.5. Изменение температуры в неорганическом материале

    На рис. 7 показаны образец стекловаты с влагостойкой обработкой (SH-AF) и без нее, а также изменение температуры образца стекловаты с влагостойкой обработкой (SH-AF) и без нее.После подачи влаги через увлажнитель в течение 4 ч к каждому образцу [19] с помощью тепловизионной камеры контролировали изменение температуры на боковой и верхней поверхности изоляционного материала. Результат показывает, что в то время как стекловата с влагостойкой обработкой (SH-AF) не имеет большого изменения температуры поверхности, температура возникает внезапно после того, как в начале поддерживается низкая температура образца стекловаты без влагостойкого покрытия. Понятно, что влага в неорганическом изоляционном материале испаряется, и тогда характеристики изоляционного материала снижаются.Можно обнаружить, что влагостойкая (SH-AF) обработка предотвращает быстрое падение теплопроводности образца под действием влаги [20].


    4. Заключение

    В этой статье было измерено изменение температуры изоляционного материала после применения фторалкилсилоксановой влагостойкости, разработанной внутри компании, к типичным неорганическим изоляционным материалам, и условия, аналогичные периоду летнего муссона, были применены к неорганическим изоляционным материалам. методом увлажнения как способ увлажнения в тесте.Результаты экспериментов следующие: (1) Неорганические изоляционные материалы, такие как стекловолокно или минеральная вата, чрезвычайно уязвимы к влаге, поэтому они поглощают воду на 4–8% от своего веса, а теплопроводность увеличивается более чем в 4 раза, что затрудняет ожидать надлежащих характеристик в качестве изоляции в зоне с высокой влажностью. (2) Влагостойкость фторалкилсилоксана (SH-AF), разработанная в этом исследовании, подавляла поглощение влаги при нанесении на неорганическую изоляцию, чтобы предотвратить увеличение теплопроводности под воздействием влаги. недостаток неорганического теплоизоляционного материала.(3) В предыдущих исследованиях метод заливки или распыления использовался для испытаний в качестве метода подачи воды к неорганическому изоляционному материалу, но при оценке влияния влаги на характеристики изоляции эффективно оценивать влияние влаги с помощью более реалистичный метод увлажнения, поэтому необходимо установить стандартный метод испытаний. (4) При использовании обычного испытательного устройства для измерения теплопроводности теплопроводность изоляционного материала с влагой не может быть измерена, поэтому для измерения теплопроводности использовался метод горячей проволоки. изоляционного материала с влагой.Поэтому следует представить стандартный метод измерения изменения теплопроводности при поглощении влаги изоляционным материалом.

    Конкурирующие интересы

    Авторы заявляют, что у них нет конкурирующих интересов.

    Благодарности

    Это исследование было выполнено при финансовой поддержке Корейского института оценки и планирования энергетических технологий (проект № 20132020102400).

    Изоляция | CSI Тепло

    2 Да
    Лучшее применение: области
    Цена: средний диапазон
    Примечания: Как правило, это хороший выбор, когда приоритетом является устойчивость к раздавливанию.

    Ячеистое стекло

    Тип изоляции: Ячеистое стекло
    Другие названия: Пеностекло, Ячеистое стекло
    Конструкция: Закрытые ячейки
    Теплопроводность при 300°F: 0.048 (БТЕ/ч/фут/°F)
    Диапазон температур: от -450°F до 800°F
    Влажность: Не впитывает влагу (непроницаемый)
    Устойчивость к раздавливанию: Да
    Лучшее применение: Влажная среда
    Цена: средний
    Примечания: Пахнет, когда его беспокоят, и его часто избегают использовать в помещении.

    Силикат кальция

     

     

    Тип изоляции: Силикат кальция
    Другие названия: Cal Sil
    Конструкция: Гранулированный (открытая ячейка)
    Теплопроводность при 300°F: 0.041 (БТЕ/ч/фут/°F)
    Диапазон температур: от 80°F до 1200°F
    Влажность: Распадается во влажном состоянии, если не модифицировано для защиты от влаги
    Устойчивость к раздавливанию: Да
    Наилучшее применение: Общего назначения при условии влагостойкости; зоны с высокой проходимостью
    Цена: средний диапазон
    Примечания:  Не следует использовать, если он не модифицирован для защиты от влаги; немодифицированный кал-сил распадется во влажном состоянии.

    Вспученный перлит

     

     

    Тип изоляции: Вспененный перлит
    Другие названия: Формованный перлит, перлит
    Конструкция: Гранулированный (открытая ячейка)
    Теплопроводность при 300°F: 0.050 (БТЕ/ч/фут/°F)
    Диапазон температур: от 80°F до 1200°F
    Влажность: Впитывает влагу, но не впитывает влагу
    Устойчивость к раздавливанию: Да
    Наилучшее применение:

    Стекловолокно

     

     

    Тип изоляции: Стекловолокно
    Другие названия: Стекловолокно, стекловата
    Конструкция: Волокно
    Теплопроводность при 300°F: 0.031 (БТЕ/час/фут/°F)
    Диапазон температур: от 0°F до 1000°F
    Влажность: Поглощает влагу и впитывает влагу
    Устойчивость к раздавливанию: Нет
    Лучшее применение: Нет : недорогой
    Примечания: Цена такая же, как у минеральной ваты, но с меньшими характеристиками

    Минеральная вата

     

     

    Тип изоляции: Минеральная вата
    Другие названия: Минеральная вата, шлаковая вата
    Конструкция: Волокнистая
    Теплопроводность при 300°F: 0.031 (БТЕ/час/фут/°F)
    Диапазон температур: от 0°F до 1400°F
    Влажность: Впитывает влагу, но не впитывает влагу
    Устойчивость к раздавливанию: Нет
    Лучшее применение Общее:
    Цена: недорого
    Примечания: Лучшее соотношение цены и качества. Обычно это логичный выбор для общего использования.

    Аэрогель

     

    Тип изоляции: Аэрогель
    Другие названия: Пирогель™
    Конструкция: Армированный волокном аэрогель
    Теплопроводность при 300°F: 0.016 (БТЕ/ч/фут/°F)
    Диапазон температур: от 0°F до 1200°F
    Влажность: Не впитывает влагу (непроницаемый)
    Устойчивость к раздавливанию: Нет
    Наилучшее применение:
    Цена: дорого
    Примечания: Новое на рынке, еще не имеет признания ASTM

    Каменная вата — Минеральная вата

    Пример – Изоляция из каменной ваты

    Основным источником потерь тепла из дома являются стены.Рассчитайте скорость теплового потока через стену площадью 3 м x 10 м (A = 30 м 2 ). Стена имеет толщину 15 см (L 1 ) и выполнена из кирпича с теплопроводностью k 1 = 1,0 Вт/м·К (плохой теплоизолятор). Предположим, что температура внутри и снаружи помещения составляет 22°C и -8°C, а коэффициенты конвективной теплопередачи на внутренней и внешней сторонах равны h 1 = 10 Вт/м 2 K и h 2 = 30 Вт/м 2 К соответственно.Обратите внимание, что эти коэффициенты конвекции сильно зависят, в частности, от окружающих и внутренних условий (ветер, влажность и т. д.).

    1. Рассчитайте тепловой поток ( потери тепла ) через эту неизолированную стену.
    2. Теперь возьмем теплоизоляцию на внешней стороне этой стены. Используйте изоляцию из каменной ваты толщиной 10 см (L 2 ) с теплопроводностью k 2 = 0,022 Вт/м·К и рассчитайте тепловой поток ( потери тепла ) через эту композитную стену.

    Решение:

    Как уже было сказано, многие процессы теплопередачи включают составные системы и даже включают комбинацию теплопроводности и конвекции. С этими композитными системами часто удобно работать с общим коэффициентом теплопередачи , , известным как U-фактор . U-фактор определяется выражением, аналогичным закону охлаждения Ньютона :

    Общий коэффициент теплопередачи связан с общим тепловым сопротивлением и зависит от геометрии задачи.

    1. голая стена

    Предполагая одномерную теплопередачу через плоскую стенку и пренебрегая излучением, общий коэффициент теплопередачи можно рассчитать как:

    Общий коэффициент теплопередачи

    U = 1 / (1/10 + 0,15/1 + 1/30) = 3,53 Вт/м 2 K

    Тогда тепловой поток можно рассчитать просто как:

    q = 3,53 [Вт/м 2 К] х 30 [К] = 105.9 Вт/м 2

    Суммарные потери тепла через эту стену составят:

    q потери = q . A = 105,9 [Вт/м 2 ] x 30 [м 2 ] = 3177 Вт

    1. композитная стена с теплоизоляцией

    Предполагая одномерную передачу тепла через плоскую композитную стену, контактное тепловое сопротивление отсутствует и без учета излучения, общий коэффициент теплопередачи можно рассчитать как:

    Тогда общий коэффициент теплопередачи равен:

    U = 1 / (1/10 + 0.15/1 + 0,1/0,022 + 1/30) = 0,207 Вт/м 2 K

    Тогда тепловой поток можно рассчитать просто как:

    q = 0,207 [Вт/м 2 K] x 30 [ K] = 6,21 Вт/м 2

    Суммарные потери тепла через эту стену составят:

    q потери = q . A = 6,21 [Вт/м 2 ] x 30 [м 2 ] = 186 Вт

    Как видно, добавление теплоизолятора приводит к значительному снижению тепловых потерь. Следует добавить, что добавление очередного слоя теплоизолятора не приводит к такой большой экономии.Это лучше видно из метода теплового сопротивления, который можно использовать для расчета теплопередачи через композитные стены . Скорость устойчивого теплообмена между двумя поверхностями равна разности температур, деленной на общее тепловое сопротивление между этими двумя поверхностями.

    Микрочастицы собачьей шерсти/полиуретановый композит для теплоизоляции

    Реферат

    Экокомпозитная пена на основе полиуретана (ПУ) была приготовлена ​​с использованием волокон собачьей шерсти в качестве наполнителя.Волокна были приобретены в зоомагазинах и обработаны щелочью перед использованием. Исследовано влияние их введения на морфологические, термические и механические свойства пенополиуретанов. Случайное и беспорядочное присутствие микроволокон вдоль пенопласта влияет на их механические характеристики. Прочность на растяжение и сжатие была улучшена за счет увеличения количества микрочастиц собачьей шерсти на экокомпозитах. То же самое произошло с гидратационной способностью пен. Теплоемкость также немного увеличилась за счет включения наполнителей.Наполнители также повышали термическую стабильность пен, уменьшая их расширение при нагревании. Наилучшая структурная стабильность была получена при температуре до 120 °C с максимальным содержанием наполнителя 15%. В конце концов, отходы собачьей шерсти были рационально использованы в качестве наполнителя пенополиуретанов, что продемонстрировало их потенциал для применения в качестве изоляционных материалов при низкой стоимости и минимальном воздействии на окружающую среду.

    Ключевые слова: волокна собачьей шерсти, наполнители, полиуретан, экокомпозиты, возобновляемые ресурсы

    1.Введение

    По оценкам, глобальное потребление энергии увеличится на 53% в течение следующих 10 лет [1]. Одним из самых простых и экономически эффективных способов снижения энергопотребления и выбросов парниковых газов является теплоизоляция зданий. При правильном выборе эффективная изоляция может экономить энергию за счет меньшего расхода энергии на охлаждение помещений летом и на обогрев зимой и, таким образом, сокращение использования природных ресурсов (например, нефти и газа) [2]. Теплоизоляция достигается с помощью материала или композиционных материалов, обладающих высокой термостойкостью.За прошедшие годы было предложено и протестировано множество вариантов, включая стекловолокно, минеральную вату и пеноматериалы (например, полиуретан, ПУ и поливинилхлорид, ПВХ) [3].

    Полиуретан состоит из жестких и гибких сегментов, что придает пенополиуретану универсальные свойства и легкий вес, что делает его особенно предпочтительным для изоляции. Их получают реакцией полифункциональных спиртов (полиолполиэфир или полиолполиэфир) с полиизоцианатом [4]. Их пенообразующий вид возможен за счет производства пенообразователя (например,г., углекислый газ) при экзотермической полимеризации, который остается заключенным внутри материала и обеспечивает теплоизоляционные свойства пены [5,6]. В зависимости от количества, пропорций и характеристик компонентов можно выделить три категории пенополиуретанов: гибкие, полужесткие и жесткие, причем последний предпочтительнее для целей изоляции из-за высокой степени сшивки и закрытых ячеек. структура, хорошая механическая и химическая стойкость, низкая плотность и низкая водопоглощение [7]. Кроме того, значение R (показатель того, насколько хорошо двухмерный барьер сопротивляется проводящему потоку тепла) жестких пенополиуретанов является одним из самых высоких среди всех изоляционных материалов, что обеспечивает эффективное удержание тепла и/или постоянный контроль температуры в холодильных средах. [8].

    В последние годы разработка композитных пен на основе полиуретана с междисциплинарными функциями значительно расширилась с целью повышения их механических характеристик, расширения области их применения и защиты окружающей среды за счет использования меньшего количества полиуретана [9,10]. Натуральные волокна привлекли большое внимание в качестве потенциальных армирующих материалов для композитов из-за их доступности, биоразлагаемости и низкой стоимости [11]. Эти волокна были включены в растущий тип полимерных композитов, экокомпозитов, которые описывают комбинации материалов с экологическим и экологическим потенциалом и/или производятся с использованием материалов из возобновляемых ресурсов [12,13,14].До сих пор растительные волокна, такие как лен, конопля, джут и кенаф, были наиболее изучены из-за их низкой плотности, переменных механических свойств и внутренней способности к биоразложению [15,16,17]. Тем не менее, волокна животного происхождения также начинают демонстрировать свой потенциал. Было показано, что перьевые кератиновые волокна обладают полой структурой, заполненной воздухом, что обуславливает их низкую плотность и низкую диэлектрическую проницаемость, свойства, весьма желательные в композитах для электронных или автомобильных применений [18,19].Шелковые волокна были исследованы для производства композитов для тканевой инженерии из-за их повышенной стойкости к окислению и улучшенных антибактериальных и УФ-защитных свойств [20]. Отходы животного происхождения, такие как шерстяные волокна, также были успешно внедрены в полимерную пленкообразующую матрицу из ацетата целлюлозы с потенциальными применениями в упаковочной и сельскохозяйственной промышленности [21].

    Несмотря на то, что это экологически безопасное решение для удаления отходов животноводства, опубликовано очень мало отчетов по этому вопросу.

    В настоящей работе мы исследуем использование выброшенных волокон собачьей шерсти в качестве армирующего агента при производстве экокомпозитов на основе полиуретана для теплоизоляции. По данным Статистического института Бразилии (IBGE), в стране насчитывается 52 миллиона домашних собак. Цель состояла в том, чтобы определить эффективность этой смеси и возможности использования отходов животноводства для промышленного применения. Насколько известно авторам, это первый отчет об использовании волокон собачьей шерсти в качестве армирующих материалов в экокомпозитах на основе полиуретана.Различные проценты волокон были объединены с полиуретановым касторовым маслом. Полученные экокомпозитные пенопласты были охарактеризованы с точки зрения их физических, термических и механических свойств в свете желаемого применения.

    2. Материалы и методы

    2.1. Материалы

    Respan, полугибкий и биоразлагаемый полиуретан из смолы касторового масла (PU), приобретенный у Resichem Chemicals LTDA (Сан-Паулу, Бразилия), использовался в качестве матрицы. Касторовое масло — это растительное масло, отжатое из клещевины.Волокна собачьей шерсти использовались в качестве армирования и собирались в зоомагазинах в столичном районе города Натал (Natal, Бразилия). ПУ использовали в качестве контроля. Все остальные химические вещества были приобретены у VWR International и использованы без дополнительной очистки.

    2.2. Обработка волокон собачьей шерсти

    Волокна собачьей шерсти сначала промывали в 0,05 М растворе гидроксида натрия (NaOH) для удаления примесей, присутствующих на поверхности, и сушили при 50 °C в течение 24 часов. После этого их измельчали ​​в микрослайсере (Urschel, Chesterton, IN, USA) для получения микрочастиц размером ≈30 меш.

    2.3. Приготовление экокомпозитов

    Микрочастицы собачьей шерсти тщательно смешивали с полуэластичной полиуретановой смолой с помощью промышленного миксера, чтобы гарантировать однородность структуры композита. Затем смесь выливали в стальную форму, которую плотно закрывали, и подвергали контролируемому процессу расширения, чтобы вызвать сильное взаимодействие между матрицей и армированием (). Были изготовлены экокомпозитные плиты размерами 30×30×1 см 3 и различным соотношением волокон в их составе ().Затем также изготавливали пластины из 100% ПУ, которые использовали в качестве контроля.

    ( a ) микрочастицы волокна, ( b ) смесь полиуретановой смолы и микрочастиц волокна и ( c ) экокомпозит.

    Таблица 1

    Состав экокомпозитов.

    Эко-композит (%) Собачья шерсть (г) Полиуретан (г)
    5 12,5 237,5
    10 25.0 225,0
    15 37,5 212,5
    20 50,0 200,0

    2.4. Сканирующая электронная микроскопия (СЭМ)

    Морфологический анализ волокон и экокомпозитов проводили с использованием СЭМ TM 3000 HITACHI (Hitachi, Chiyoda, Токио, Япония). Изображения обратно рассеянных электронов были реализованы при ускоряющем напряжении 15 кВ, что позволило визуализировать распределение армирующего волокна вдоль полимерной матрицы.

    2.5. Распределение частиц по размерам

    Распределение частиц по размерам определяли на лазерном дифракционном анализаторе размера частиц модели CILAS 1180 (Cilas, Орлеан, Франция) при длине волны лазерного излучения 635 нм. Оборудование способно измерять частицы размером от 0,04 до 2500 мкм. Распределение образцов по размерам определяли на основе теории дифракции Фраунгофера и выражали как частоту (%) в зависимости от диаметра частиц (мкм). Измерение проводилось с образцами 0.2 г в соответствии со стандартом BS ISO 13320:2009.

    2.6. Инфракрасный Фурье-преобразование (FTIR)

    Спектры FTIR экокомпозитов с различным процентным содержанием армирования были собраны с использованием спектрометра Shimadzu, модель FTIR-8400S, IRAffinity-1 (Shimadzu, Киото, Япония), в сочетании с ослабленным полным коэффициентом отражения ( аксессуар ATR), однократное отражение PIKE MIRacle™ с кристаллом ZnSe (PIKE Technologies, Мэдисон, Висконсин, США). Спектры получены в диапазоне 4000–500 см -1 , из 30 сканов с разрешением 4 см -1 .Все измерения проводились в трехкратной повторности.

    2.7. Thermal Properties

    Тепловые свойства образцов полиуретана роликов определяли с использованием оборудования KD2 Pro (Decagon Devices, Pullman, WA, USA) в сочетании с двойным игольчатым термодатчиком Sh2, в котором для измерения температуропроводности используется метод нестационарного линейного источника тепла. , удельная теплоемкость (теплоемкость), теплопроводность и удельное тепловое сопротивление. Все анализы проводились при комнатной температуре в соответствии со стандартами ISO EN 31092-1994.Для каждого образца брали среднее значение по 10 показаниям, и данные представляли как среднее значение ± стандартное отклонение. ТГА выполняли на модели DTG-60H (Shimadzu, Киото, Япония) с использованием платиновой чашки. Кривая ТГА была получена в диапазоне 30–300 °С в атмосфере азота, при скорости потока 50 мл/мин и повышении температуры 10 °С/мин. Результаты наносили на график как процент потери массы в зависимости от температуры. DSC выполнялась на Power Compensation Diamond DSC (Perkin Elmer, Уолтем, Массачусетс, США) с внутренним охладителем ILP на основе стандартов ISO 11357-1: 2016, ISO 11357-2: 1999 и ISO 11357-3: 1999.Образцы высушивали при 60°С в течение 1 часа и перед испытанием помещали в алюминиевую кювету для образцов. Анализ проводили в атмосфере азота при скорости потока 50 мл/мин. Анализ ДСК проводился в три этапа: первый нагрев, охлаждение и второй нагрев со скоростью нагрева 10 °С/мин, чтобы исключить термическую предысторию образцов. Термограмма была получена в диапазоне от 20 до 500 °С.

    2.8. Механические свойства

    Прочность экокомпозитов на растяжение и способность к сжатию исследовали с помощью универсальной испытательной машины X 300KN (Shimadzu, Киото, Япония).Прочность экокомпозитов на растяжение определяли в соответствии с ASTM D3039 на образце толщиной 3 мм и шириной 25 мм (75 мм 2 поперечного сечения) и испытанием на сжатие в соответствии с NBR 8082. При сжатии испытания деформацию измеряли, когда машина приводилась в действие для уменьшения толщины образца на 10% при скорости 0,25 см/мин. Его рассчитывали по формуле R c = F/A, где R c — прочность на сжатие при 10 % деформации (Па), F — усилие (Н), A — площадь испытания. образца (м 2 ).

    2.9. Способность к гидратации

    Водопоглощающая способность экокомпозитов измерялась в соответствии со стандартом ASTM D2842. Для каждого экокомпозита использовали три повтора. Образцы сначала сушили при 50°С в течение 24 ч, затем переносили в эксикатор и оставляли на 15 мин до достижения комнатной температуры. Образцы взвешивали в сухом состоянии (mdry). После этого их погружали в дистиллированную воду ( d H 2 O) и непрерывно измеряли (24 случайных интервала) до достижения насыщения.Точку насыщения определяли, когда масса образца достигала постоянного значения (mвлажн.). Способность к гидратации образцов определяли по уравнению (1):

    % поглощенной воды = mвлажн. mсух.сух.×100

    (1)

    2.10. Дилатометрия

    Коэффициент теплового расширения образцов определяли на приборе NETZSCH модель DIL 402 PC (Netzsch, Selb, Германия). Образцы были изготовлены с размерами 25 мм в длину и 8 мм в диаметре. Испытания проводились в потоке аргона 5 мл/мин при градиенте нагрева от комнатной температуры до 170 °С.Скорость нагрева составляла 5 °С/мин.

    3. Результаты и обсуждение

    3.1. Размер частиц и морфология экокомпозитов

    СЭМ-микрофотографии волокон собачьей шерсти в их естественном состоянии (необработанных), обработанных NaOH и объединенных с полиуретановой смолой в качестве армирующего материала для формирования экокомпозитов (). Как и ожидалось, между волокнами до и после обработки NaOH были существенные различия. Примеси, присутствующие вдоль волокон (а), были удалены после промывки NaOH, что свидетельствует об эффективности этой щелочной обработки и оставляет поверхность чистой и неиспорченной (без признаков деградации, б), с желаемой открытой структурой, способной взаимодействовать с полимерной матрицей. .Включение волокон в полиуретановую матрицу было продемонстрировано в d. Как можно заметить, пористость и морфология композита с содержанием волокна до 15% (е) существенно не отличалась от чистой полиуретановой смолы (с). Для пенополиуретана характерна очень пористая структура. Средний размер пор (среднее значение по 50 измерениям) композита составил 84 ± 50 мкм, а размер пор чистого полиуретана — 83 ± 40 мкм. При содержании волокна 20 % структура ПУ становилась нестабильной с большими (~0,5 мм) разрушенными структурами и отверстиями ~0.2 мм вокруг волокон. Несмотря на то, что распределение и ориентация волокон были случайными, они преимущественно выявлялись на компактных участках как внутри, так и на границах ячеек пены. Аналогичные результаты были получены с композитами из жесткого пенополиуретана, армированного остатками целлюлозного волокна [5].

    СЭМ-микрофотографии волокон собачьей шерсти ( a ) в их естественном состоянии и ( b ) после обработки 0,05 М NaOH. Микрофотографии чистого полиуретана ( c ), полиуретана + 10 % волокон ( d ), полиуретана + 15 % волокон ( e ) и полиуретана + 20 % волокон ( f ) при увеличении 100×. увеличение.

    По размеру волокна собачьей шерсти считались микрочастицами. По данным , они были очень неоднородны по размеру, варьируя от 1 до 700 мкм, с наибольшим количеством от 30 до 40 мкм. Этой неоднородности можно ожидать, поскольку отходы собачьей шерсти собирались в различных зоомагазинах, которые используют различные способы обработки шерсти и режущие инструменты. Эти факторы могут затем обусловить точность микрослайсера и, следовательно, процесс заземления.

    Распределение микрочастиц собачьей шерсти по размерам.

    3.2. ATR-FTIR Spectra

    Профили спектров экокомпозитов, образованных из полиуретана и различного количества микрочастиц собачьей шерсти, показаны на рис. Между 3200–3450 см −1 располагалась одна из важнейших полос ПУ. Это объясняется симметричными и асимметричными валентными колебаниями NH-групп уретана и мочевины, возникающими в результате реакции между водой и изоцианатом [22]. Однако, как видно из спектра волокон собачьей шерсти, для валентных колебаний -NH-групп в кератине характерен большой пик на 3300 см -1 [23].По мере увеличения количества волокон собачьей шерсти в композите эта область становилась шире, что свидетельствует о большем количестве межмолекулярного водорода, продвигаемого этими микрочастицами [24]. Очень небольшой пик, соответствующий растяжению C–H алифатического CH=CH, был идентифицирован при 3008 см -1 , тогда как при 2950 и 2850 см -1 наблюдались асимметричные и симметричные валентные колебания C–H соответственно. . Во всех составах был обнаружен пик около 2270 см -1 , связанный с валентными колебаниями NCO-группы изоцианата.Однако это было более важно для экокомпозитов, содержащих большее количество микрочастиц собачьей шерсти. Это свидетельствует о наличии непрореагировавшего изоцианата [25]. Пики при 1710, 1240 и 1070 см -1 относятся к валентным колебаниям С=О и С-О сложноэфирных групп, а перекрывающиеся полосы между 1540 и 1517 см -1 можно отнести к валентные и изгибные колебания C-N и N-H уретановых фрагментов соответственно. Эти два пика также могут быть отнесены к валентным колебаниям C-N и изгибным колебаниям NH амида II в шерстяных волокнах.Это объясняет увеличение четкости и четкости этих двух пиков по мере увеличения процентного содержания волокон собачьей шерсти в экокомпозите [26]. Можно наблюдать очень небольшое увеличение композита пика на 1650 см -1 . Этот пик в спектре собачьей шерсти приписывается α-спирали кератиновой структуры [27]. Этот пик можно рассматривать как прямую меру присутствия волокна в композите.

    Спектры ATR-FTIR исходного полиуретана и собачьей шерсти (DW) и экокомпозитов, содержащих от 5% до 20% микрочастиц собачьей шерсти.

    3.3. Термические свойства

    Стадии деградации, связанные с повышением температуры, были идентифицированы на ПУ и экокомпозитах на основе ПУ с помощью ТГА (). В чистой собачьей шерсти наблюдалась потеря веса в диапазоне от 25 до 100 °C из-за испарения включенной воды. Второе разложение, начинающееся примерно при 200 °C, может быть связано с денатурацией и деградацией молекул кератина. По литературным данным дисульфидные связи разрываются между 230 и 250 °С [28].В композите, но не в чистом ПУ, была обнаружена первая очень небольшая стадия разложения при температуре от 25 до 100 °C (вставка), которая относится к начальному испарению влаги из пены вследствие испарения или дегидратации гидратированных катионов. 29,30]. Этот шаг был более важен для армированных волокном композитов из-за сродства шерстяных волокон к молекулам воды, что имеет тенденцию к увеличению удержания влаги [24,31]. Первая стадия разложения исходного полиуретана была обнаружена при температуре ≈260 °C и была связана с расщеплением полимерной цепи полиуретана, начиная с разложения полиольного компонента (уретановые цепи), а затем прогрессируя до разложения изоцианатного компонента (сложноэфирные связи). ) [32].При 300 °С уже теряется 12 % исходной массы, а оставшиеся 88 % подвергаются дальнейшему разложению на амины, мелкие переходные компоненты и СО 2 [33]. Из-за включения шерстяных волокон экокомпозиты быстрее разрушались. Это произошло из-за того, что волокна кератиновой шерсти, такие как волокна собачьей шерсти, начинают разлагаться при температурах выше 200 °C. Фактически с этого момента происходит денатурация спиральной структуры и разрушение цепных связей, пептидных мостиков и деградация скелета.При температурах ближе к 300 °С происходит несколько химических реакций с разложением волокон на более легкие продукты и летучие соединения, такие как CO 2 , H 2 S, H 2 O и HCN [34]. Из всех составов экокомпозиты, содержащие 5 % микрочастиц собачьей шерсти, были способны сохранять большую часть своей исходной массы, ≈ 91 %, при 300 °С.

    ТГА исходного полиуретана и собачьей шерсти (DW) и экокомпозитов, содержащих 5, 10, 15 и 20 % микрочастиц собачьей шерсти, измеренные в диапазоне от 25 до 300 °C при скорости нагрева 10 °C/мин. в атмосфере азота.На вставке показана начальная часть ПУ и ПУ-композитов при температуре от 25 до 130 °С.

    Термограммы ДСК полиуретана и композитов на его основе, приготовленных с различным процентным содержанием микрочастиц собачьей шерсти, были получены в диапазоне от 20 до 500 °C (). Первый цикл нагревания от 20 до 120°С (а) и цикл охлаждения от 120 до 20°С (б) не показали каких-либо значительных событий. Во втором цикле нагревания (в) первый эндотермический пик для ПУ обнаружен при ≈300 °С, который, как видно ранее, связан с расщеплением полимерной цепи ПУ, начинающимся с уретановых цепей и продолжающимся по сложноэфирным связям. .На d можно наблюдать детали второго цикла нагревания между 100 и 180 °C. В этой области на всех термограммах относительно сегментов твердого уретана наблюдается T g [35]. Однако T г композитов, начиная с содержания собачьей шерсти 10%, были ниже (~150°C), чем соответствующий контрольный PU (~160°C) и композит с содержанием 5%. По-видимому, присутствие волокон повлияло на состояние кристалличности полиуретановой матрицы за счет уменьшения T g в сторону более низких температур.Эти T g очень малы, поскольку полиуретан в основном аморфен, и предполагают, что волокна улучшают подвижность мягкого сегмента в ПУ, уменьшая взаимодействие водородных связей [36]. Для экокомпозитных пен первый эндотермический пик возникал раньше, при ≈220 °С, с начальной денатурацией спиральной структуры шерстяных волокон и разрушением звеньев цепи. При температуре от 300 до 340 °С основные полимерные цепи экокомпозита начали разрушаться вместе с остальными компонентами шерстяных волокон.Эти данные согласуются с наблюдениями ТГА. Последний эндотермический пик, зарегистрированный для всех пен, был обнаружен при температуре около 460 °C и может быть связан с окончательным разложением оставшихся остаточных полимерных цепей и волокон собачьей шерсти на уголь, мелкие переходные компоненты и летучие вещества [33,34].

    Термограмма ДСК исходного ПУ и экокомпозитов, содержащих 5, 10, 15 и 20 % микрочастиц собачьей шерсти, собранных при скорости нагревания 10 °С/мин в атмосфере азота.( a ) Первый цикл нагрева от 20 до 120 °C, ( b ) первый цикл охлаждения от 120 до 20 °C, ( c ) второй цикл нагрева от 20 до 500 °C. ( d ) Деталь второго цикла нагрева между 100 и 180 °C, показывающая T g .

    Во вспененных системах преобладающими видами теплопередачи являются тепловое излучение и теплопроводность газ-газ и твердое тело-твердое. В пенополиуретанах общая проводимость составляет около двух третей от проводимости застойного воздуха, потому что внутри пены находится газ с низкой проводимостью или пенообразователь [33].При этом добавление шерстяных волокон в экокомпозиты мало влияло на теплопроводность пен (), сохраняя значения в ожидаемых диапазонах, желательных для теплоизоляции, и приближаясь к показателям полистирола (одного из наиболее распространенных материалы, применяемые в теплоизоляции) [37,38,39]. Термическая или теплоемкость измеряет количество энергии, необходимое для повышения температуры материала на один градус. Данные снова показывают, что полиуретан и экокомпозиты имеют очень близкие значения.Однако добавление 20% микрочастиц собачьей шерсти увеличило теплоемкость композита по сравнению с исходным полиуретаном. Следовательно, эта формула требует большего количества тепла для возникновения колебаний температуры, что обеспечивает более эффективное поддержание изоляции. Температуропроводность описывает скорость распространения температуры через материал и является функцией теплопроводности и теплоемкости. При этом, поскольку теплопроводность была наименьшей у экокомпозитов, содержащих 20 % волокон собачьей шерсти, то же самое произошло и с температуропроводностью.Показано, что температуропроводность зависит от организации ячеек пенообразователя, их размера и типа применяемого пенообразователя [40]. Здесь вполне вероятно, что случайное расположение микрочастиц вдоль полимерной матрицы могло поставить под угрозу эти специфические тепловые свойства. Наконец, чтобы считаться изоляционным материалом, пенопласт должен обладать высокой термостойкостью. Данные показывают, что термическое сопротивление немного уменьшилось при добавлении волокон собачьей шерсти.Несмотря на то, что эти значения приемлемы для теплоизоляции, создается впечатление, что при увеличении процентного содержания волокон в экокомпозите это свойство также улучшается. Таким образом, будущие исследования будут проводиться для подтверждения этого предположения.

    Таблица 2

    Основные тепловые свойства исходного полиуретана и экокомпозитов ( n = 3, S.D. ± 3).

    9112 (W / MK)
    Образцы Теплопроводность Тепловая мощность (MJ / M 3 K) Тепловая диффузия
    (M 2 / S)
    Тепловое сопротивление
    (° С см/Вт)
    Артикул 0.053 ± 0,004 0,561 ± 0,045 0,091 ± 0,003 1878,5 ± 153,3
    5% СВ 0,064 ± 0,006 0,454 ± 0,015 0,141 ± 0,016 1576,0 ± 153,3
    10% СВ 0,070 ± 0,002 0,603 ± 0,048 0,122 ± 0,006 1411,5 ± 61,7
    15% СВ 0,063 ± 0,002 0.530 ± 0,046 0,120 ± 0,009 1590,0 ± 38,2
    20% СВ 0,061 ± 0,002 0,615 ± 0,053 0,098 ± 0,012 1647,5 ± 45,4

    Изоляция труб – стекловолокно, минеральная вата, армафлекс, силикат кальция, пеноизоляция, изоляция FOAMGLAS®, термо-12, перлит, полиизо, тример, пенополистирол, полиуретан и полиэтилен

    Изоляция трубы из стекловолокна

    Изоляция труб из стекловолокна производства Owens Corning и Johns Manville предназначена для использование на горячих, холодных, скрытых и открытых трубопроводах в коммерческих зданиях, промышленные объекты и технологические или электростанции.Стеклопластиковая труба изоляция рассчитана на температуру применения от 0°F до 850°F (-18°C до 454°С).

    Лист технических данных и паспорт безопасности продукта

    Главный офис:
    2101 Кенмор Авеню
    Буффало, Нью-Йорк 14207
    Тел.: (716) 874-7278
    Факс: (716) 871-3498

    Филиал:
    631 Trabold Rd.
    Рочестер, Нью-Йорк 14624
    Тел.: (585) 247-0852
    Факс: (585) 247-9354


    Трубы из силиката кальция и Изоляция блока — Thermo-12® Gold

    IIG’S Thermo-12® Изоляция для труб из силиката золота и кальция представляет собой высокотемпературную, устойчивую к небрежному обращению трубу и блочная изоляция с исключительной структурной прочностью для использования в системах работает до 1200°F (650°C). Труба из силиката кальция Thermo-12® Gold и Блочная изоляция является предпочтительным продуктом для применения на высокотемпературных трубопроводах. и оборудование.

    Паспорт продукта и паспорт безопасности

    ТРИМЕР® Полиизоциануратная изоляция для труб

    Полиизоциануратная изоляция для труб ITW TRYMER® представляет собой закрытоячеистую изоляцию с высоким эффективная изоляция для труб, сосудов, оборудования и воздуховодов Приложения.ТРИМЕР® Изоляцию для труб из полиизоцианурата можно использовать в пределах рабочего диапазона -297°F. до 300°F (-183°C к 149°С).

    Паспорт продукта и паспорт безопасности

    ПЕНОГЛАС® Изоляция из ячеистого стекла

    Изоляция из ячеистого стекла FOAMGLAS® от Owens Corning идеально подходит для трубы, оборудование, сосуды, резервуары, химическая обработка и выше и подземные трубопроводы пара и охлажденной воды.FOAMGLAS® работает температура от -450°F до +900°F (от -268°C до +482°C).

    Паспорт продукта и паспорт безопасности

    Изоляция труб из минеральной ваты

    Утепление труб минеральной ватой является негорючим, огнестойким, водоотталкивающий, но паропроницаемый утеплитель. Минеральная вата эффективно снижает шум, обеспечивая при этом отличные тепловые представления.Идеально подходит для паровых и технологических трубопроводных систем, работающих при температуре до 1200°С.

    Паспорт продукта и паспорт безопасности

    AP Изоляция для труб Armaflex®

    Изоляция труб AP Armaflex® используется для замедления поступления тепла и контроля капель конденсата из систем охлажденной воды и холодоснабжения. АП Изоляция для труб Armaflex® также эффективно снижает тепловой поток для водопровода с горячей водой и жидкости отопление и двухтемпературный трубопровод.Рекомендуемая температура диапазон использования от -297°F до +220°F (от -183°C до +105°C).

    Паспорт продукта и паспорт безопасности

    UT Solaflex™ трубчатая и рулонная изоляция

    Изоляция UT Solaflex™ Tube and Roll представляет собой высокотемпературную эластомерную пену с закрытыми порами. изоляция. Трубка UT Solaflex™ и Рулонная изоляция работает в широком диапазоне металлические трубы и трубки в трубопроводах и коллекторах, холодильно-горячий газ и двухтемпературные трубопроводы, автомобильные и паропроводы низкого давления. Остается гибким при температурах до +300°F (+150°C) для долговечности и надежности эксплуатации — при кратковременном воздействии до +350°F (+175°С)

    Лист технических данных и паспорт безопасности

    Изоляция труб и блоков из перлита — втулка WR-1200®

    Перлит IIG — Изоляция труб и блоков Sproule WR-1200® представляет собой отличный продукт для применения на высокотемпературных трубопроводах и оборудования из-за его прочности на сжатие, низкой теплопроводности и антикоррозийные свойства.Sproule WR-1200® — это предпочтительный продукт для трубопроводов из нержавеющей стали, которые чувствительны к коррозионное растрескивание под напряжением при рабочих температурах выше 140°F (60°С).

    Паспорт продукта и паспорт безопасности

    Изоляция труб из экструдированного полистирола XPS (XPS PIB) (пенополистирол)

    ITW Insulation Systems XPS Изоляция труб из экструдированного полистирола (XPS ПИБ) (пенополистирол) представляет собой жесткий, изоляция с закрытыми порами с высокой прочностью на сжатие, низкой хрупкостью и отличная водостойкость и водопоглощение при замораживании-оттаивании катание на велосипеде.Изоляция для труб из пенополистирола XPS имеет диапазон рабочих температур -297°F. до 165°F (-183°C до 74°С).

    Паспорт продукта и паспорт безопасности

    Полиэтиленовая изоляция для труб — Tubolit® Self Seal Изоляция труб

    Изоляция труб Tubolit® Самоуплотняющаяся полиэтиленовая изоляция для труб представляет собой гибкую закрытую ячейку. изоляция.Эффективно снижает теплопотери в водопроводах и системах горячего водоснабжения.

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

    © 2011-2022. Mkada.ru | Cтроительная доска бесплатных объявлений.