Пенополиэтилен – что это такое, его свойства и применение

Что такое пенополиэтилен

Листовой вспененный полиэтилен представляет собой полимерный материал со специальной, вспененной структурой, не допускающей потери тепла. Основой материала является полиэтилен разного качества, в который добавляют красители, добавки, реагенты. Вспененный полиэтилен производится методом экструзии. Используя разные методы вспенивания, получают разные типы материала:

• Сшитые – изготавливаются радиационным методом или с добавлением химических веществ. В результате получается сетчатая, сшитая или пространственная структура молекул ПЭ. Такие листы обладают высокой прочностью и выдерживают температуру в 200 градусов;
• Несшитый – достигается за счет помещения газов (фреон, изобутан, бутан) в плавильную камеру. Газ не изменяет структуру молекул полимера, но позволяет получить материал с меньшим весом, чем при использовании химических веществ или радиации. Температура при использовании несшитого полимера не превышает 80 градусов.

Для придания пенополиэтилену дополнительных свойств на листы наносят различные покрытия. Например, с помощью фольги можно добиться для материала способности отражать свет и направлять тепло. Нанесение акрилового клея облегчает крепление полимерного листа к поверхности.

Достоинства пенополиэтилена

Вспененный полиэтилен листовой имеет следующие преимущества перед рулонным полиэтиленом:

• Гладкая поверхность;
• Отсутствие складок и перекосов при укладке;
• Листовой материал удобен в транспортировке и транспортировке;
• Простая установка;
• Возможность нарезать листы нужной формы и размера без потери технических свойств.

Область применения

Благодаря своим техническим свойствам материал используется практически во всех промышленных сферах. Используется для внутренней обшивки автомобилей, катеров, яхт, кают. Металлизированные листы легкие, легко крепятся к любой поверхности. Пароизоляционные свойства позволяют использовать полимер при обустройстве потолков и крыш в деревянных домах. Способность к звукоизоляции определяет использование материала при устройстве полов (в том числе тепловых), стен зданий и возведении внутренних перегородок.

Материал также используется в:

• Авиационная промышленность;
• Производство холодильного оборудования;
• Автомобильный;
• Инструментарий;
• Защита трубопроводов;
• В качестве подложки при транспортировке хрупких предметов;
• Как отражатель тепла рядом с радиатором.

Свойства и характеристики

Прежде всего, нужно понять, что это за материал. Итак, вспененный полиэтилен (вспененный полиэтилен, ПЭ) – это материал на основе традиционного и всем известного полиэтилена. Однако, в отличие от стандартной разновидности, пенопласт имеет особую структуру с закрытыми порами. Кроме того, важно отметить, что вспененный материал относится к газонаполненным термопластичным полимерам.

Если говорить о времени появления материала на рынке, то это произошло около пятидесяти лет назад. С тех пор вспененный полиэтилен завоевал популярность среди пользователей. На сегодняшний день производство товаров соответствует всем международным стандартам, которые прописаны в соответствующем ГОСТе.

Прежде чем решиться на покупку и использование материала, необходимо оценить и проанализировать все отличительные свойства полиэтилена. Следует помнить, что эти качества бывают не только положительными, но и отрицательными. Тем не менее все они составляют набор характерных признаков материала.

Итак, к основным свойствам вспененного полиэтилена можно отнести определенные качества.

В первую очередь необходимо сказать о высокой горючести материала. Так, в том случае, если температура воздуха достигнет +103 градусов Цельсия, полиэтилен начнет плавиться (этот показатель является так называемой «температурой плавления»). Следовательно, при эксплуатации нужно обязательно помнить об этом качестве материала.

Материал устойчив к низким температурам. Так специалисты сообщают, что даже при понижении температуры окружающей среды ниже -60 градусов Цельсия полиэтилен все равно сохраняет такие важные свойства, как прочность и эластичность.

Уровень теплопроводности полиэтилена очень низкий и находится на уровне 0,038-0,039 Вт/м*К. Следовательно, можно говорить о высоком уровне теплоизоляции.

Материал проявляет высокую степень устойчивости к различным химическим веществам и компонентам. Кроме того, биологически активная среда не представляет для него опасности.

При эксплуатации вспененного полиэтилена следует учитывать тот факт, что сам материал способен поглощать звук. В связи с этим его часто используют для обустройства студий звукозаписи, клубов и других помещений, требующих обязательной звукоизоляции.

В состав ПЭ не входят компоненты, способные нанести вред организму человека. Следовательно, материал можно использовать, не опасаясь за здоровье и жизнь (как свою, так и близких). Кроме того, даже при горении материал не выделяет токсичных компонентов.

Важнейшей особенностью полиэтилена, благодаря которой он популярен и востребован у большого количества пользователей, является то, что материал очень легко транспортируется. Немаловажно и то, что пенополиэтилен легко монтируется.

PE – это материал с высокой износостойкостью. Следовательно, можно сделать вывод, что он прослужит вам долго. Если попытаться примерно оценить срок службы материала, то он составляет около 80-100 лет.

При эксплуатации материала важно учитывать тот факт, что он разрушается под воздействием ультрафиолета. Следовательно, непосредственное использование материала должно осуществляться в защищенных условиях.

Большое разнообразие цветов, форм и видов отделки. Наиболее популярны и желательны прямоугольные листы черно-белого цвета.

Толщина полиэтилена может быть разной. Этот показатель играет решающую роль при выборе материала. Итак, в зависимости от ваших потребностей и предпочтений, вы можете выбрать ПЭ толщиной 10 мм, 50 мм, 1 мм или 20 мм.

Помимо функциональных свойств ПЭ важно детально изучить химические и физические свойства ПЭ (например, важную роль играют такие свойства, как плотность, способность впитывать влагу и т д.). Среди характерных химических и физических свойств материала выделяют:

• рекомендуемый температурный диапазон использования материала находится в пределах от -80 градусов Цельсия до +100 градусов Цельсия (в условиях других температур материал теряет свои свойства и качества);
• прочность может составлять от 0,015 МПа до 0,5 МПа;
• плотность материала 25-200 кг/м3;
• показатель теплопроводности – 0,037 Вт/м на градус Цельсия.

Технология производства

В связи с тем, что вспененный ПЭ давно появился на строительном рынке и пользуется спросом у пользователей, к выпуску ПЭ приступило большое количество производителей. В целях стандартизации процесса выпуска материалов была принята единая технология производства, которой должны следовать все компании и фирмы.

В первую очередь следует отметить, что технология производства вспененного полиэтилена состоит из нескольких этапов. При этом одни из них требуют использования газа, а другие обходятся без него.

Общая схема производства включает в себя следующие элементы:

• экструдер;
• компрессор подачи газа;
• линия охлаждения;
• упаковка.

При этом следует учитывать, что тип используемого оборудования во многом зависит от вида продукции, которую производитель хочет получить в итоге. Так, например, можно использовать производство мешков, сшивание труб и многие другие приспособления и механизмы. Многие производители также используют такие устройства, как плоские ножницы, штамповочные прессы, формовочные машины и т д

Для непосредственного производства материала используются специально разработанные гранулы ПВД, ПНД (также могут использоваться различные элементы на их основе). В некоторых случаях первичное сырье можно комбинировать с так называемыми регранулятами. При этом следует помнить, что вспененный полиэтилен можно производить и из вторичного сырья. В то же время он должен отвечать определенным требованиям, а именно не содержать примесей, а само сырье должно иметь среднюю молекулярную массу и быть однородным по цвету.

Читайте также: Дробилки для ПЭТ бутылок: особенности, виды, цена, устройство и принцип работы оборудования, а также способы сделать своими руками

Технические и потребительские характеристики

Вспененный полиэтилен — что это такое и какими свойствами он обладает? Чтобы ответить на этот вопрос, нужно вспомнить главное свойство любого материала с пенопластовой структурой — способность удерживать тепло и предотвращать потери.

Теплоизоляция считается основной потребительской характеристикой этого материала, что позволило использовать его прежде всего в строительной сфере.

Кроме того, полимер обладает рядом свойств:

• легкий вес. Благодаря этому свойству материал широко применяется во всех областях, где небольшая масса не оказывает существенной нагрузки на несущие элементы и не увеличивает вес готового изделия или конструкции;
• не подвержен гниению. Важное качество, позволяющее использовать полимер при наружной изоляции трубопроводов и зданий, а также в местах с тропическим климатом и агрессивной микробиологической средой;
• широкий диапазон рабочих температур дает возможность использовать пенопласт в разных климатических зонах;
• экологичность и химическая инертность гарантируют, что в процессе эксплуатации материал не выделяет токсинов и канцерогенов.

Помимо вышеперечисленных свойств пенополиэтилен имеет низкий коэффициент водопоглощения (менее 2%), хорошие шумоизоляционные свойства и простоту обработки.

Внешний вид, способ получения и основные разновидности

Вспененный полиэтилен представляет собой вещество, получаемое введением в структуру полимера смеси углеводородных газов, в результате чего конечный материал приобретает замкнуто-ячеистую структуру, пластичность и высокую механическую прочность в зависимости от толщины. Производится в виде листов, рулонов или пачек.

По способу производства и структуре вспененный полиэтилен бывает двух видов:

• несшитый пенопласт (общее название IPE);
• сшитая пена (аббревиатура PPE).

Каждый из материалов немного отличается по внутренней структуре, но основная масса свойств остается практически одинаковой для обоих типов.

Назначение пенополиэтилена

Легкость регулирования состава смеси позволила создать широкий ассортимент изделий из пенополиэтилена, которые в каждом конкретном случае имеют свое назначение.

ППЭ для уплотнения и амортизации

Назначение материала – обеспечить развитую эластичность, что означает высокое содержание сырья (PE). Из него производят разные виды прокладок, в том числе технические, из них делают амортизирующие прослойки в бетонных и дорожных конструкциях. ПЭС высших марок 500–700 можно найти:

1. В прокладке технологического оборудования.
2. При расширении, деформации и температурных уплотнениях литых стенок.
3. На атмосферостойких носителях информации (реклама).

Этот технический материал относительно дорог для частного использования.

Пенополиэтилен для общего применения и шумоизоляции

Этот вид СИЗ имеет средние показатели по обоим параметрам – плотности и марке сырья, то есть оптимально сочетает в себе все свойства. При объемном весе 250–500 кг/м³ подходит для использования в следующих продуктах:

1. Все виды накладок, соприкасающихся с кожей — протезы, защита, каски и т.д.
2. Наполнитель для мягкой (офисной) мебели.
3. Шумоизоляция всех движущихся объектов — самолетов, автомобилей и тд
4. Шумоизоляция при строительных работах — под стяжкой, под напольным покрытием, на стенах, потолке, вентиляционном коробе и так далее
5. Спортивные и туристические ковры (поролон), маты, татами.
6. Герметик в упаковке, для окон и дверей и многое другое.

Такой материал оптимален не только по балансу свойств, но и по цене.

Пенополиэтилен для теплоизоляции

Легкие и сверхлегкие виды СИЗ плотностью от 20 до 250 кг/м³ обеспечивают хорошую теплоизоляцию и абсолютно равнодушны к образованию конденсата. Это бесценное свойство делает этот материал буквально незаменимым в местах с точкой росы, термобарьерами (особенно тонким металлом), а именно:

1. Рукава для труб.
2. Утепление кровельного материала — металлочерепицы, шифера, профиля и так далее — оклейка изнутри.
3. Оклеивание стен изнутри для паро- и теплоизоляции.
4. Утепление опалубки для заливки зимой.
5. Наполнитель в дверях и перегородках и т.д.

Легкость материала означает, что его можно широко использовать в авиации, при изготовлении авиамоделей и на воде — спасательных кругов и ковриков для обучения плаванию.

ППЭ с комбинированными свойствами

В эту категорию входят товары, к которым предъявляются повышенные требования. Следовательно, возникает необходимость сочетать ПЭС с дополнительным материалом:

1. Фольгированная подложка для стяжки теплого пола. Изготавливаются из материала плотностью 400-500 кг/м³, не дающего усадки под стяжкой. Теплоизоляционные свойства усилены тонкой отражающей фольгой.
2. Противоскользящие коврики в бассейнах и на спортивных площадках. СИЗ общего назначения имеют защитный слой, наносимый для улучшения сцепления и увеличения срока службы.
3. Чехлы для дверей и мебели. На СИЗ наклеивают или наваривают отделочный слой – ткань, винилискожу, искусственную кожу и так далее, что повышает декоративные и эксплуатационные свойства.
4. Изделия, в которых используется способность материала сохранять форму. Упаковка для специфических товаров (электроника), игрушек, одноразовой обуви.

Это далеко не полный список областей применения этого материала. Из недостатков всех видов ПЭС следует отметить общий — деформацию при нагреве. Да, он боится температуры выше +80°С, может плавиться и при этом выделять вредный газ. Учитывайте это при выборе материала.

Теплообои

Из описанных продуктов наиболее интересна ультратонкая тепло- и пароизоляция. Это рулонное средство индивидуальной защиты, предназначенное для наклеивания в помещении. Бывает как с паттерном постобработки, так и без него (промежуточный слой). Этот вид материала в народе называют теплоизоляционными обоями.

На самом деле поверхность под таким полотном становится намного приятнее на ощупь и теплее. Клеится как обычные обои, может окрашиваться, декорироваться акриловой шпаклевкой и оклеиваться прочными флизелиновыми и виниловыми обоями.

Нюанс их применения заключается в том, что они не пропускают тепло к прогреву стены. Следовательно, стена зимой не выпускает скопившийся пар и промерзает на большую глубину. Поэтому поклейка таких обоев на неутепленную стену в панельном доме приведет к смещению точки росы, буквально внутрь помещения. Этого эффекта можно избежать только на стенах, утепленных снаружи.

Использование вспененного полиэтилена в большинстве случаев оправдано, так как он имеет наибольшее количество совмещенных функций. Его часто используют в качестве подушки для плавающего пола или просто удобного матраса. Можно смело предположить, что вскоре мы увидим еще много новых материалов на его основе.

Сферы применения

Благодаря своим качествам полимер нашел широкое применение в различных сферах:

• строительство;
• машиностроение;
• автомобильная промышленность;
• лекарство.

Он наиболее распространен в строительной отрасли, где выступает в качестве отличного тепло- и гидроизолятора конструкций и трубопроводов. Для сравнения, 1 сантиметр толщины пенополиэтилена равен по свойствам 4,5 сантиметрам натурального дерева и 15 сантиметрам кирпича. Он в полтора раза эффективнее минеральной ваты и 20% пенополистирола по теплоизоляционным и шумопоглощающим свойствам.

Алюминиевая фольга, приклеенная с одной стороны к листам или рулонному пенополиэтилену, способствует улучшению теплоизоляционных свойств. Такими матами облицовывают бетонные стены, и они играют роль тепловых экранов, отражают инфракрасное излучение в помещение, сберегают тепло в несколько раз эффективнее, чем аналогичные теплоизоляционные материалы.

В машиностроении материал широко применяется в качестве теплоизолятора холодильного оборудования и кондиционеров, из него изготавливают элементы звукоизоляции и гашения вибрации. Полимер также является основой для двустороннего скотча, уплотнительной и монтажной ленты, а также всех видов уплотнителей.

В автомобильной промышленности невозможно представить современную шумоизоляцию салона или виброизоляцию колесных арок без вспененного полиэтилена. Технические свойства материала также позволяют изготавливать из него различные уплотнения и прокладки, которые используются практически во всех узлах и агрегатах современных автомобилей. В большегрузных автомобилях-рефрижераторах багажное отделение утеплено листами пенополиэтилена.

В медицине основным свойством, послужившим широкому применению полимера, была его гибкость и пластичность, а также деформация при статических нагрузках и способность восстанавливать структуру после удаления. Вспененный полиэтилен используется для изготовления специализированных изделий в ортопедии – стелек для обуви, корсетов.

Вспененный полиэтилен также широко используется в товарах для активного отдыха и туризме, где из него изготавливают коврики и различные постельные коврики, позволяющие спать на земле или снегу без угрозы переохлаждения.

Список отраслей, в которых широко используется этот полимер, далеко не полный и постоянно пополняется. Регулярно, независимо от отрасли, материал широко используется в качестве упаковки. Благодаря гибкой и эластичной структуре они упаковывают хрупкие предметы быта – посуду, хрусталь, стекло и фарфор, бытовую технику, пластиковые и деревянные изделия при транспортировке на дальние расстояния.