> Статьи v
Тепловая изоляция

Тепловая изоляция известна человечеству с давних времен. Первоначально для ее создания использовались органические материалы, такие как костра, мох, солома и т.д. Однако по мере развития научно-технического прогресса появились неорганические вещества, среди которых можно выделить вермикулит, аглопорит и минеральную вату. Затем были созданы полимерные материалы, например, пенопласты.

В технической изоляции лидирующую роль продолжают играть материалы, созданные на основе вспененных полиэтиленов или, к примеру, вулканизированных каучуков. На сегодняшний день около пятой части всех выпускаемых утеплителей в мире занимают вещества из вспененных полимеров, что является огромной цифрой.

Ситуация энергосбережения в России

На долю России приходится не более 5% мирового потребления всех видов вспененных теплоизоляционных материалов. И это удивительный факт, поскольку РФ по-прежнему остается страной с одной из наиболее энергозатратных промышленностей в мире. Исходя из оценок IFC (подразделение Всемирного банка, которое занимается вопросами эффективной инфраструктуры и проблемами, связанными с изменением климата), Россия могла бы сэкономить 45% расходов за счет совершенствования энергоэффективности.

В июне 2008 года Дмитрий Медведев подписал Указ «О некоторых мерах по повышению энергетической и экологической эффективности российской экономики». Документ предусматривал снижение к 2020 году энергоемкости ВВП России не менее чем на 40% по сравнению с 2007 годом. Однако системные меры по его реализации пока не дают должных результатов.

Стоимость энергии в России значительно ниже, чем в европейских странах. В Европе все большую роль в энергобалансе играет так называемая «зеленая» энергия, получаемая из возобновляемых источников. И это несмотря на то, что ее стоимость в несколько раз выше, чем та же энергия, добываемая на АЭС или ГЭС.

Довольно плачевным в России остается положение дел в сфере ЖКХ – потери в системе теплоснабжения достигают почти 60%. Основное внимание уделяется в первую очередь теплоизоляции ограждающих конструкций. При этом не учитывается тот факт, что более половины из 60% тепла уходит не через стены и кровлю, а через вентиляцию, системы тепло- и водоснабжения.

Таким образом, решив проблему энергосбережения в инженерных сетях, можно добиться двойной экономии средств при меньших вложениях. Вспененные полимерные материалы идеально подойдут для успешного разрешения глобальных вопросов изоляции и локальных проблем ЖКХ, которые важны для промышленности России.

История появления первых полимеров

Первые полимеры были получены естественным путем в Китае на рубеже X века до нашей эры. Это была нить тутового шелкопряда, который теперь известен во всем мире. Тайна изготовления шелка должна была быть в секрете, а при ее разглашении нарушителей приговаривали к смертной казне. К тому же древняя система торговых путей, соединявшая Китай со странами Европы и Азии, неслучайно была позднее названа «Великим шелковым путем».

В поисках искусственного шелка принимали участие известные ученые – Реомюр, Бюффон и Гук. Но промышленное получение это материала связано с именем Луи Мари Гиляра Берниго, графа Шардоне. Он растворял нитроцеллюлозу в смеси эфира и спирта, а затем тянул из получившегося раствора волокно с помощью устройства, напоминающего прядильный орган шелкопряда. После ученый подогревал смесь, пропускал ее через тонкие трубки и быстро охлаждал струи холодной водой. Из полученного волокна можно было изготовить непрочную, но красивую ткань, которая была похожа блеском на шелк.

После получения вискозы в 1901 году британцами Ч. Кроссом и Э. Бивеном, начался промышленный запуск изготовления этого материала в США. В производстве принимала участие всемирно известная компания DuPont, создавшая нейлон. Далее химия начала развиваться стремительными темпами. В 1910 году российские ученые Лебедев и Ипатьев синтезировали первый искусственный полибутадиеновый каучук. Этот материал и до сих пор используют многие компании, которые производят вспененные каучуки.

Быстрое развитие химии и технологии высокомолекулярных соединений послужило фундаментом для создания более эффективных видов материалов, которые сочетают в себе высокие теплозащитные свойства с превосходными эксплуатационными и прочностными характеристиками. Подобных показателей практически невозможно достигнуть у теплоизоляционных материалов, изготовленных на основе традиционных неорганических вяжущих веществ. Поэтому дальнейшее совершенствование строительства в энергоэффективности неразрывно связано с увеличением выпуска и расширением номенклатуры полимерных теплоизоляционных материалов.

На сегодняшний день российский рынок изоляционных материалов из вспененных полимеров, используемых в первую очередь для технической изоляции и звукоизоляции, достаточно обширный. На нем представлены как  отечественные, так и зарубежные варианты с различными техническими характеристиками.

Суть работы теплоизоляции

Чтобы понять суть работы теплоизоляции, необходимо знать основные понятия. Теплопроводность – это способность материала передавать тепло от одной к другой своей части в процессе теплового взаимодействия частиц. Передача тепла осуществляется тремя основными способами:

  • теплопроводность (неподвижного воздуха в ячейках и матрицы из полиэтилена);
  • конвекция (движение воздуха или другого газа в ячейках материала);
  • тепловое излучение (преимущественно в инфракрасном диапазоне).

Для оборудования и трубопроводов тепловой поток поступает от горячего внутреннего содержимого труб к холодной окружающей среде. Для холодных трубопроводов, наоборот – от окружающего воздуха к продукту с низкой температурой. На величину конвекции влияют размеры ячеек и вязкость газа, находящегося в них. Кроме того, имеет огромное значение количество открытых (незамкнутых) ячеек. На теплопроводность также оказывает влияние плотность материала и способность проводить тепло содержимого ячеек, на излучение – температура изоляции, цвет и наличие отражающих добавок.

Какие характеристики являются наиболее важными для теплоизоляции? В первую очередь это теплоизоляционные свойства, которые определяются коэффициентом теплопроводности. Он измеряется при температуре, заданной стандартом методики измерения. Кроме того, важнейшими являются характеристики, напрямую влияющие на эксплуатационные свойства:

  • долговечность;
  • температуростойкость;
  • биологическая и химическая стойкость;
  • устойчивость к различным деформациям;
  • гидрофобность (способность отталкивать воду);
  • теплостойкость.

Тепловая изоляция от компании Thermaflex

Компания Thermaflex производит изоляцию из классического термопласта – полиэтилена с линейной топологической структурой макромолекулы. Вспенивание выполняется физическим методом – прямым впрыском газа в расплав полимера при высоком давлении. Это сложная технология, которая требует наличия специального оборудования (экструдеров) и соблюдения предупредительных мер безопасности. Однако именно такой способ, в отличие, к примеру, от химического вспенивания, позволяет значительно снизить стоимость конечных изделий. При этом можно добиться уникальных физических свойств, а также сохранить большое количество очень мелких пор и закрытость структуры ячеек.

Выбор сырья – чрезвычайно сложная задача, которая требует обширных знаний, детальных экспериментов и тонкой наладки оборудования, поскольку от этого зависит качество готовой продукции. Существует различные виды исходного сырья – полиэтилена:

  • ПВД (полиэтилен высокого давления);
  • ПСД (полиэтилен среднего давления);
  • ПНД (полиэтилен низкого давления);
  • ПВДР (разветвленный полиэтилен высокого давления);
  • ЛПНП (линейный полиэтилен низкой плотности);
  • сшитый полиэтилен (с различными типами сшивки).

Все российские вспененные ПЭ-материалы изготавливаются из ПВД. Компания Thermaflex использует ПВДР, несмотря на то, что он стоит дороже. Именно этот полиэтилен имеет большое количество связей между молекулами полимера, что значительно улучшает физико-механические свойства и повышает теплостойкость изделий по сравнению с обычными аналогами из ПВД.

Огромное значение в получении материала с заданными характеристиками имеет вид и количество добавок в исходном сырье. К примеру, одним из важнейших показателей долговечности вспененных теплоизоляционных материалов является устойчивость к ультрафиолетовому излучению. Обычное изделие под его воздействием со временем подвергается разрушению с образованием поперечных межцепных связей, что приводит к повышению хрупкости.

Также стоит упомянуть о термоокислительной деструкции (термостарение). Обычные материалы, некоторое время подвергающиеся ультрафиолетовому воздействию и резким температурным перепадам, сползают частями с заизолированных поверхностей. Материалы Thermaflex избавлены от этого весомого недостатка. Для достижения высокой УФ-стабильности и устойчивости к термостарению компания использует добавки на основе модифицированного сополимера этилена с винилацетатом, а также органические антиоксиданты на основе биоразлагаемых аминокислот.

На теплопроводность во вспененных материалах оказывают влияние следующие факторы:

  • Количество закрытых пор. На каждые 10% открытых ячеек теплопроводность увеличивается на 2-3 мВТ/м*К. Материалы Thermaflex обладают закрытой на 96-99% системой ячеек.
  • Размер ячеек. В диапазоне 5-9 мкм диаметр ячеек не оказывает значимого влияния, а свыше указанных параметров увеличивается плотность изделия. Для получения минимальных размеров ячеек компания использует специальные добавки в виде талькосодержащегося компаунда из Израиля, парафиносодержащую добавку, изготовленную в Германии, и модификатор вспенивания отечественного производства.
  • Плотность изделия. Для всех типов вспененных полимеров имеется зона оптимума в зависимости от диаметра ячеек. Для материалов Thermaflex с их небольшими гомогенными ячейками она находится в диапазоне 23-32 кг/м3.
  • Скорость диффузии газов через стенки ячеек. Этот критерий показывает размер пор стенок ячеек и возможность в течение времени замещения газов, используемых при вспенивании воздухом. У материалов Thermaflex диффузия газа бутана, применяемого при вспенивании, настолько невелика, что уже через 6 дней после их выдержки, не фиксируется изменение теплопроводности. Это означает, что завершаются процессы диффузии газа. Поэтому срок выдерживания этих материалов перед отправкой клиентам составляет 7 дней. Это наиболее оптимальный срок отстаивания для вспененной изоляции.

Чтобы сократить потери за счет излучения, компания использует специальные алюмосодержащие добавки, которые также помогают при процессе порообразования. Также при производстве применяются современные виды антипиренов, значительно улучшающие пожарные свойства материалов Thermaflex.

Одним из важнейших элементов получения гомогенной пены с закрытыми ячейками являются экструдеры со специальной системой импульсно-пропорционального регулирования (R-регулирование) мощности с возможностью коррекции температуры, исходя из вязкости расплава и температуры окружающего воздуха. Конструкция шнеков, автоматической дозирующей гравиметрической колонны, экструзионных фильер и дронов – это уникальное ноу-хау компании Thermaflex.

Также используются специальные наполнители B,C и D (по видам продукции) для снижения энергоемкости производства экструдата. Сочетание высоких технологий, превосходных знаний органической химии, использование совершенных добавок со всего мира – все это позволило получить качественный материал. Thermaflex не впитывает влагу, не подвержен разложению, отличается хорошей эластичностью, низким коэффициентом теплопроводности и высокой устойчивостью к диффузии водяных паров.

Материал обладает морозоустойчивостью и не теряет эластичность даже при -70 градусов по Цельсию. Монтаж Thermaflex даже в самых суровых климатических зонах не будет отличаться особой сложностью. Профессионалы подчеркивают, что материал удобно монтировать, причем процедура выполняется в максимально короткие сроки.

Материалы, выпускаемые на заводах Thermaflex, изготавливаются по технологии, которая сильно отличается от принятой в России. Очень мало компаний в мире могут похвастаться настолько обширными экспертными знаниями про вспененные полиэтилены. Thermaflex по праву считается одной из наиболее авторитетных в данной области организаций. Со дня основания энергоэффективность и охрана окружающей среды были выбраны главной целью и миссией компании.

В заключение можно лишь добавить, что если вам нужна качественная и долговечная изоляция, в полной мере соответствующая вашим целям и требованиям, то вам необходимо обратиться к дилеру компании Thermaflex – в ООО «СтройТехИзоляция».

11.04.2017