Пенополиуретан – полимер №1 в мире – относится к классу газонаполненных пластмасс(пенопласты), на 85-90% состоящих из инертной газовой фазы. В зависимости от вида исходного полиуретана могут быть жёсткими или эластичными (поролон). Используются весьма широко: жёсткие - в качестве тепло- и звукоизоляции и лёгких формообразующих элементов, эластичные - в качестве мягких покрытий и набивки в быту и промышленности, как искусственные губки для мытья и пылевые фильтры, материал для покрасочных валиков и вставок в швейных изделиях, амортизирующая упаковка. Популярны самовспенивающиеся самотвердеющие составы для использования непосредственно на объекте в строительстве, машиностроении и т.д. как промышленные двухкомпонентные (и более), так и бытовая "монтажная пена". Устойчивы к действию всех распространённых органических растворителей, застывшая смесь удаляется только механическим путём. В практических применениях требуют защиты от солнечного света и других УФ-источников. Не следует путать с другими вспененными полимерами - жёстким полистироловым пенопластом, эластичным пенополиэтиленом, вспененным латексом, микропористой резиной, набухающей целлюлозной губкой и пр., области применения которых, как правило, более узки.

Поролон

    Мягкий пенополиуретан (ППУ), или в быту — поролон, получил распространение в 60-х годах несмотря на присущие поролону (ППУ) существенные недостатки. Само его производство считается опасным и вредным, т. к. в состав исходных компонентов входит высокотоксичное соединение – толуилендиизоцианат, а для его производства необходимы: полиол, изоцианат (в основном ТДИ или МДИ), катализаторы, пеностабилизаторы и вода. Некоторые из этих компонентов при испарении токсичны, но они разлагаются на неопасные ингредиенты под действием влаги и воздуха. Кроме того, поролон гигроскопичен, впитывает запах, имеет ограниченный температурный диапазон использования и, как следствие, относительно небольшой срок эксплуатации. Очень старый поролон легко крошится, теряет упругость и слипается. Но самым большим недостатком поролона является его пожароопасность. Так, по ГОСТ 30244 он отнесен к группе Г4 – сильногорючий, по ГОСТ 30402 – В3 – легковоспламеняемый; по ГОСТ 12.1.044 – Д3 – с высокой дымообразующей способностью и Т4 – чрезвычайно токсичный при горении. Введение же при производстве поролона (ППУ) в состав исходных компонентов антипиренов для увеличения огнестойкости материала приводит к резкому ухудшению его физико-механических характеристик и увеличению стоимости. Ранние образцы ППУ имели сравнительно небольшой срок службы, постепенно разлагаясь на воздухе. С развитием химии стабилизаторов этот недостаток в известной степени преодолён. Однако, этот материал получил много противников.

Думаю, перечислять примеры использования поролона нет нужды, вряд-ли кто-то с ним не имел дело.

 

    Образование пенополиуретана происходит при реакции двух жидких компонентов – полиизоционата и полиола, – в результате которой образуются микрокапсулы, заполненные углекислым газом. В зависимости от длины цепи газонаполненных микрогранул различаются и механические свойства полиуретана. Так, типичная плотность составляет от 5 до 40 кг/м³ для мягких пеноблоков, которые повсеместно используются в качестве различного вида наполнителей мебели и др. Жёсткие пенополиуретаны, плотностью от 30 до 86 кг/м³, нашли широкое применение в строительстве в качестве теплоизоляционного и шумоизоляционного материала. Кроме того, пенополиуретан плотностью от 70 кг/м³, благодаря плотной структуре, не пропускает влагу и может быть использован в качестве прекрасной гидроизоляции.

   Домашний диван и теплоизоляция космического корабля, бампер автомобиля и теплоизоляция трубопроводов, лепнина для внутреннего декорирования квартиры и сердечник изолятора ЛЭП, – эти, и многие другие вещи сделаны из пенополиуретана.

Использование пенополиуретана в строительстве

    Благодаря очень низкой теплопроводности (0,019 — 0,03 Вт/(м•K)), малой паропроницаемости, хорошей адгезии и гидроизоляционным характеристикам жёсткие пенополиуретаны с закрытой клеточной структурой применяются для промышленных зданий, а также, для жилого индивидуального строительства. Причём как в виде вязких самовспенивающихся составов для заливки или нанесения на месте, так и в виде готовых листов. Также служит наполнителем сандвич-панелей для сборных конструкций и материалом жёстких теплоизоляционных блоков для трубопроводных систем.

    Высокие коэффициенты адгезии делают этот материал весьма универсальным, он может с одинаковым успехом наноситься на бумагу, металл, древесину, штукатурку, кирпич, рубероид, черепицуи многое другое. Возможность производить и наносить пенополиуретан непосредственно на строительной площадке значительно снижает сопутствующие расходы. Пенополиуретан среди термоизолирующих материалов обладает наиболее высокими гидроизолирующими свойствами (до 99% закрытых пор), позволяющими использовать его даже как кровельный материал. Он химически нейтрален к кислотным и щелочным средам.

   Пенополиуретан гарантированно не теряет своих свойств в течение 20 лет, а в последующие пять лет потеря теплоизолирующей способности составляет не более 3...5%. В этом материале не живут насекомые и грызуны, он не подвержен гниению и воздействию грибка и плесени.

    Однокомпонентные составы, отверждаемые влагой воздуха (монтажная пена), также нашли своё применение и часто используются в быту при мелких шумоизоляционных и теплоизоляционных хозяйственных работах, а также там, где требуется заполнение пустот (к примеру, при установке пластиковых окон и дверных проёмов). Они обеспечивают также удовлетворительную механическую прочность и обжим монтируемого элемента.

Свойства пенополиуретана

    Современный пенополиуретан, который разрешен к применению в жилых зданиях, в том числе и медицинских учреждениях, имеет группу горения Г2 (время самостоятельного горения не более 30 сек.), а самые новые марки и вовсе Г1 – малогорючий самозатухающий материал. Группа воспламеняемости В2 (умеренновоспламеняемые). Однако в некоторых рекламных материалах указана группа горючести Г3.

Недостатки пенополиуретана

      Среди недостатков этого материала находится не так много нерекламных статей! А из тех, что находятся - можно выделить не так много недостатков, и то, некоторые из них под сомнением. А именно:

•  ППУ горючий. Если ваш сосед захочет вам отомстить, то дом сгорит в считанные минуты. Помимо этого, материал при горении выделяет сильно ядовитый газ, который не оставит шансов на выживание.

Эта информация не очень согласуется с заявлениями производителей о группе горючести Г1 -Г2, а видео материалы в интернете вообще вызывают недоумение по поводу компетентности экспериментаторов. Например вот это видео можно назвать "как горит бензин на различных материалах". Товарищ, сжигая в изрядном количестве бензина различные материалы делает вывод о том, что минвата (используемая в огнеупорных конструкциях!) хуже всего ведёт себя при пожаре, поддерживая горение даже после того, как её заливают водой! Или вот ещё видео, которое в этот раз утверждает о совершенной негорючести ППУ. Только почему-то этот материал очень напоминает прессованную минеральную плиту, но никак не кусок пенополиуретана. Потому выводы о горючести без нормального эксперимента считаю необоснованными.

•  ППУ является не стойким к воздействию УФ излучения. При воздействии света ППУ разлагается и далеко не на углекислый газ и воду, а на мономерные продукты которые медленно убьют здоровье человека за пару лет (ни в коем случае не рекомендуется делать внутренне утепление из ППУ, это черевато очень серьезными заболеваниями!!! ППУ отверждается водой (парами воды находящимися в воздухе) но при этом, он и не очень стойкий к воздействию воды, которая вместе с теплом разлагает его на все теже мономеры.

Что именно выделяется из пенополиуретана в процессе эксплуатации, мне найти не удалось, но вот химический элемент, лежащий в основе производства полиуретановых пен - так называемый ТДИ. ТДИ, это сокращённое название толуилендиизоцианата. Является высокотоксичным изоцианатом. Воздействия паров ТДИ следует избегать, так как это может повлечь опасные последствия, в том числе ТДИ - хорошо известный возбудитель астмы. ТДИ является одним из одиннадцати веществ, перечисленных в законе «Чрезвычайно опасные вещества» (New Jersey Toxic Catastrophe Prevention Act), которые при воздействии на человека, с большой долей вероятности приведут к серьёзным последствиям для здоровья, в том числе смерти или постоянной нетрудоспособности. 

    А ещё ППУ разрушается под действием УФ излучения - это факт. Использование утеплителя без его защитных мероприятий недопустимо. А в остальном вполне хороший утеплитель ))

• ППУ имеет отличную адгезию, но срок службы этого материала около 20 лет, после чего он начинает терять теплоизоляционные свойства, медленно, но всё же.

•  Качество напыляемого ППУ очень сильно зависит от оборудования, которым напыляют и от исходного сырья.

Если рассматривать ППУ утеплитель не только в контексте утепления стен, то вот каковы недостатки этого материала при использовании в трубопроводах:

• Термостойкость ППУ изоляции не превышает 130°С (допускается только кратковременное повышение температуры теплоносителя до 150°С). Этот фактор существенно ограничивает применение ППУ изоляции в тепловых сетях.

• Тепловая изоляция из пенополиуретана непрочна и имеет слабую стойкость к механическим воздействиям (предел прочности на сжатие не превышает 0,3-0,4 МПа и только частично соответствует требованиям СНиП 41-03-2003 “Тепловая изоляция оборудования и трубопроводов”).

• При увлажнении ППУ изоляция разрушается и может оказывать агрессивное коррозионное воздействие на трубопроводы. Этот фактор обуславливает обязательное применение гидрозащитной оболочки (слой полиэтилена высокой плотности) и системы оперативно дистанционного контроля (СОДК) за увлажнением ППУ изоляции.

• При повреждении и/или увлажнении ППУ изоляции, полностью заменяется весь участок тепловой сети (т.е. ППУ изоляция, не ремонтно-пригодна).

• Тепловая изоляция из пенополиуретана горюча (т.е. теплоизоляционный материал пожароопасный).

• Высокая стоимость теплоизоляционных конструкций из пенополиуретана: больше стоимости АПБ изоляции и изоляции из минеральной ваты в 1,2…1,8 раз.

• Необходимость постоянного мониторинга влажности ППУ изоляции (т.е. трубопроводы тепловых сетей в ППУ изоляции должна быть оснащена системой оперативно дистанционного контроля влажности изоляции).