Структура пеноматериалов

Пузыри газа, образующиеся в процессе реакции компонентов полимерной композиции ППУ, оставаясь в ячейках образующегося ППУ, создают пенообразную структуру материала. В случае, если образующиеся пузыри (ячейки) замкнуты и не сообщаются друг с другом, такие пенополиуретаны называются закрытоячеистыми (замкнутоячеистыими) пенопластами. В случае, если ячейки в массе своей не замкнуты и сообщаются, получаемые материалы называются открытоячеистыми ППУ (мягкими ППУ, поролонами или поропластами) – материалов.

Открытоячеистые ППУ обычно мягкие. Стенки ячеек (сферы пузырей газа) в подобных материала частично разрушены, что обеспечивает проникновение воздуха в толщу материала.

Среди преимуществ мягких ППУ – низкая цена, простота и легкость механической обработки, а также способность возвращать первоначальную форму. Плотность ППУ с открытыми ячейками также невелика, и редко достигает 20 кг/куб. м. (обычно 8–12 кг/куб. м.). Теплоизоляционные свойства мягких ППУ примерно соответствуют аналогичным характеристикам неподвижного воздуха.

Закрытоячеистые ППУ. ППУ (пенопласты), имеющие закрытые ячейки, как правило, существенно жестче, чем открытоячеистые. Плотность подобных материалов – например, используемых при изготовлении такой продукции, как труба ППУ, составляет, как правило, от 30 до 50 кг/куб. м., однако существуют марки с плотностью до 400 и даже более килограммов на кубический метр. Твердые ППУ обладают значительной механической прочностью: например, плиты из него могут использоваться в качестве самостоятельного кровельного материала.

Теплопроводность жестких ППУ зависит от ряда факторов, в т.ч. структуры пены, характерного размера ячеек, а также состава находящейся в ячейках газовой смеси. Тем не менее, ППУ являются на сегодняшний день материалами с наилучшими теплоизолирующими свойствами (коэффициент теплопроводности k, согласно действующим стандартам, не превышает 0,028 Вт/м*К). Этим обусловлена широкая популярность ППУ в различных отраслях хозяйства. Например, в ряде регионов России трубы в пенополиуретановой изоляции (труба ППУ) являются единственным разрешенным типом труб для организации систем теплоснабжения.

Среди недостатков закрытоячеистых ППУ – относительно высокая стоимость (труба ППУ, цена на которую в значительной степени формируется за счет стоимости теплоизолирующего слоя, может быть до двух раз дороже труб с аналогичной пропускной способностью в изоляции «традиционных» типов), и бОльший расход материала при производстве. Вне зависимости от конечного продукта - мягкого или жесткого ППУ, важную роль в их производстве играют вспениватели. Вспениватели (пенообразователи) – это вещества, которые позволяют образовать необходимую ячеистую структуру полимера (ППУ). Различают физические и химические вспениватели. Химические выделяют газы в процессе химической реакции. Принцип действия физических вспенивателей основан на изменении агрегатного состояния.