Спінений поліетилен: характеристики, застосування

Спінений поліетилен в широкому доступі з’явився відносно недавно, його відкрита історія застосування налічує не більше півтора десятків років, хоча в промисловості, особливо західній, пінополіетилен використовується у виробничих і будівельних технологіях без малого півстоліття.

Що собою являє спінений поліетилен

Поліетилен добре відомий своєю унікальною стійкістю до всіляких органічних і мінеральних агресивних речовин, механічного навантаження, ударних, гнущих і обертових зусиль. Поліетиленова плівка, труби, пресовані з поліетилену вироби, здавалося б, можуть прослужити цілу вічність.

Спінений поліетилен після обробки газом в екструдері не просто насичується бульбашками, він змінює свою механічну структуру, зі складного багатошарового моноліту виходить просторова бульбашкова матриця, 96-98% обсягу якої припадає на газ.

Не втрачаючи здатності протистояти агресивним з’єднанням і патогенній мікрофлорі, спінений поліетилен набуває нових властивостей:

  • Висока пластичність, здатність подовжуватися під навантаженням без розриву;
  • Прекрасна тепло і звукоізоляція;
  • Мінімальне водопоглинання.

Поява спіненого плівкового поліетилену практично призвела до революційних змін на ринку пакувальних матеріалів. Сьогодні 98% упаковки товарів виготовлено зі спіненого поліетилену.

Особлива властивість спіненого поліетилену

За останні кілька років упаковка зі спіненого тонколистового поліетилену, м’які тарні вкладиші, фактично витіснили гофрокартон, пухирчасту плівку, пінопластові гранули. Спінена поліетиленова плівка ідеально підходить в якості упаковки.

Мало того, в Євросоюзі в плівкову упаковку з спіненого поліетилену фасують хліб, овочі, фрукти, загалом, всю номенклатуру харчових товарів і продуктів. Нікому б і в голову не прийшло упаковувати продовольчі товари в пінополіетилен, якби матеріал не відповідав найжорсткішим санітарно-гігієнічним вимогам.

Залишаючись надійним і якісним теплоізолятором, спінений поліетилен зберігає здатність пропускати водяні пари, тому овочі не гниють, а хліб не пліснявіє.

Вже за одну цю якість поліетиленовий утеплювач високо цінується в будівництві та промисловому виробництві, тоді як найближчий конкурент поліетилену — спінений поліпропілен, володіючи пористою структурою, для парів залишається практично непроникним.

Чим ще цінна властивість пропускання парів? Скрізь, де існує перепад температур від нульових і негативних до позитивних, від +10оС і вище, на металевій поверхні випадає конденсат. Тому для теплоцентралей, водопровідних труб ідеальним рішенням вважається захист теплоізоляційними трубками зі спіненого поліетилену.

За іншими характеристиками і параметрами спінений полістирол від поліетилену відрізняється не настільки істотно, пінополіпропілен володіє більшою міцністю, жорсткістю, витримує велике контактне навантаження і, за відгуками фахівців, найкраще підходить для зовнішніх робіт з утеплення будівель. Все, що підлягає утепленню всередині житлового приміщення, залишається за пінополіетиленом. Особливо, якщо згадати, що в технології виробництва пінополістролу і пінопласту використовуються токсичні стирол і толуол.

Тим більше що сучасна хімія давно освоїла випуск модифікованого варіанту спіненого поліетилену, який лише трохи поступаючись пінополістиролу по міцності, вололіє на 20-30% більше високими теплоізоляційними характеристиками.

Два варіанти спіненого поліетилену, характеристики матеріалу

Для виробничих і будівельних цілей випускають два сорти піноматеріалу-зшитий « “СПЕ«,» ППЕ«, і незшитий, що позначається найчастіше як»НПЕ”. Основна відмінність полягають в технології виробництва, як наслідок, з’являється невелика різниця в технічних характеристиках. Характеристики спіненого поліетилену в залежності від способу виробництва наведені нижче:

  • Щільність СПЕ становить 33 кг/м3, для НПЕ – стандарт становить 25 кг/м3;
  • Паропроникність для СПЕ знаходиться в межах 0,0012 мг/м*год*Па, для несшитого ця величина становить не менше 0,0003 мг/м*год*Па;
  • Статична міцність на розподілене стиск становить 0,035 МПа і 0,011 Мпа, для зшитого і незшитого матеріалу відповідно.

Крім того, у СПЕ вище діелектрична проникність, на 40% більше діапазон робочих температур. Зшитий поліетилен легко витримує температуру окропу, тоді як незшитий плавиться вже при 85оС.

Відмінності помітні навіть для недосвідченого будівельника. Незшиті марки пінополіетилену в два-три рази краще пропускають водяну пару, тому харчову упаковку роблять саме з такого сорту матеріалу.

Зшитий ППЕ за характеристиками ближчий до спіненого ПВХ пластику, його щільність і механічна міцність вищі, ніж у незшитого. Відповідно, матеріал можна використовувати в якості підкладкового навіть при високому механічному навантаженні.

Властивості і характеристики

Відмінності в технології виробництва полягають у тому, що незшитий пінополіетилен в процесі спінювання сумішшю газів ніяким іншим способам обробки не підлягає. Залита в форму спінена маса застигає під тиском, і все. В результаті швидкого і рівномірного охолодження спінений поліетилен перетворюється в насичену дрібними бульбашками масу, досить м’яку і податливу.

Певна кількість газових пір в НПЕ з’єднані між собою, що і пояснює здатність проводити пар. Причиною високої пластичності є структура молекули поліетилену, це довгі молекули з окремих “шматочків” етилену, бічних зв’язків немає, тому матеріал поводиться подібно природному каучуку.

У зшитому ППЕ спеціальною обробкою домагаються ефекту «вулканізації», з’являються бічні зв’язки, і спінений поліетилен стає схожим на сучасну гуму.

Використовуються два способи обробки:

  • Додавання до складу газових агентів каталізаторів;
  • Обробка розплавленої і газонасиченої матриці жорстким електромагнітним випромінюванням.

Обидва способи є абсолютно нешкідливими, тому зшитий ППЕ відрізняється від НПЕ тільки механічними і теплотехнічними характеристиками. Набагато більш важливим фактором вважається правильний вибір газового агента, яким насичують поліетиленовий розплав.

Безпека спіненого матеріалу та його відповідність санітарно-гігієнічним нормам в значній мірі залежить від правильного вибору газоутворюючого агента. Для виробництва можливе використання декількох видів газу:

  • Повітряно-озонова суміш, найдешевша, безпечна і проста в підготовці до використання, але і одночасно сама неефективна. Ступінь розширення повітря невеликий, та й розмір пір відрізняється один від одного. Застосовується для спінювання незшитих поліетиленів;
  • Суміш газів пропану і бутану дає пінополіетилен середньої якості, можна використовувати для виробництва обох типів ППЕ. З недоліків – висока горючість матеріалу;
  • Найбільш високу якість пір забезпечують фреони.

На сьогоднішній день через повсюдну заборону використання фреонів спінені поліетилени на їх основі виробляються тільки в Китаї і деяких країнах Південно-Східної Азії, Бразилії. Якість навіть незшитого поліетилену, виготовленого з використанням фреону, в рази вища, ніж у пропан-бутанових пінополіетиленів, не кажучи вже про марки СПЕ. Тому подібні матеріали охоче використовуються для теплоізоляції самих різних будівельних об’єктів, від лазень до теплоцентралей, в тому числі як утеплювач для труб зі спіненого поліетилену.

Фреон при контакті з відкритим вогнем може виділяти токсичні і отруйні сполуки, але при цьому добре блокує вогнище загоряння, тому фреоновий пінополіетилен використовують поза житлових приміщень. Матеріал на основі суміші ПБ запалюється дуже легко і швидко, і зупинити горіння досить складно, але при цьому володіє найкращими показниками ціна-якість.

Чим спінений поліетилен відрізняється від вінілу і поліуретану

Серйозну конкуренцію пінополіетилену становить спінений вініл, лише трохи поступається ППЕ за основними показниками. ПВХ Пластик і листовий спінений ПВХ широко використовується в якості:

  • Обшивального ізолюючого матеріалу стін;
  • Декоративного оздоблення стін, виготовлення перегородок, облаштування інтер’єру;
  • Облицювання для меблів, шаф;
  • Виготовлення вентиляційних труб.

Пеновініл має високу хімічну стійкість, гарну теплоізоляцію і стійкість до ультрафіолету. Спінений листовий ПВХ не може конкурувати з ППЕ в умовах сильної спеки і морозу, в цьому випадку пінополіетилен переважніший.

Другий конкурент, пінополіуретан, витісняє ППЕ з областей, де потрібна висока адгезія і підвищена міцність спіненої матриці. Наприклад, для паропроводів з високою температурою теплоносія теплоізоляція для труб із спіненого поліетилену замінюється на поліуретанову.

Але при цьому довговічність пінополіуретану на порядок нижча, ніж у пінополіетилену. Якщо, крім високої температури, комунікації піддаються ще й механічним навантаженням, наприклад, через теплове розширення металу, в такій ситуації використовуються теплоізоляційні трубки зі спіненого каучуку.

Області застосування спіненого поліетилену

Найбільш важлива область застосування ППЕ відноситься до теплоізоляції приміщень. Промисловість випускає цілий ряд листових гнучких матеріалів, товщиною від 5 до 15 мм, одношарових, двошарових, з фольгованим покриттям і без нього. Всі вони використовуються для обробки і теплоізоляції житлових приміщень.

Другим напрямком використання залишається тарний матеріал. Інертність і міцність спіненої матриці дозволяє виготовляти всі види тари, від овочевих і рибних ящиків до одноразових лотків та пакувальної плівки.

Третій напрямок пов’язаний з використанням амортизуючих якостей ППЕ, спінені листи вважаються одним з кращих підкладкових матеріалів для складання підлогового покриття.

Спінений поліетилен в майбутньому може впевнено витіснити всі існуючі марки пінополімерів, як це сталося з пакувальним матеріалом. Споживчий ринок все більше орієнтується на використання безпечних пластиків, а в цьому питанні рівних поліетилену практично немає. Тим більше що хімія за допомогою нових добавок каталізаторів вже сьогодні здатна зробити ППЕ практично негорючим і термостійким.

Оцініть статтю, будь ласка!
ПоганоНе дужеМоже бутиДобреПрекрасно! (1 оцінили, середня: 5,00 з 5)
Loading...

Коментарі