Вспененный полиэтилен (ППЭ)

Вспененный полиэтилен или пенополиэтилен (ППЭ) — пористый полимерный материал, полученный путем введения углеводорода в структуру полиэтилена.

Изделия из пенополиэтилена легки, пластичны, обладают очень низкой теплопроводностью и паропроницаемостью. Выпускаются в рулонах, листах или в виде готовых изделий.

Универсальный материал широко используется в различных сферах:

• строительство — для звуко-, тепло-, пароизоляции и защиты конструкций, трубопроводов, инженерных систем и сооружений;

 

Рисунок 1. Рулонная изоляция из вспененного полиэтилена.

 

• медицина — для изготовления различных ортопедических изделий;
• машиностроение — в качестве уплотнителей, виброзащиты, шумо- и теплоизоляций;
• туризм и спорт — для изготовления матов, туристических ковриков, спасательных жилетов, перчаток и груш для бокса, защитных и ограждающихустройств.

 

Рисунок 2. Изделия из вспененного полиэтилена.

 

Из ППЭ изготавливается различная упаковка, всевозможные антидеформационные вкладыши и прокладки для хранения и транспортировки бытовой техники,продуктов питания и различных промышленных товаров.

Виды вспененного полиэтилена

В настоящее время выпускается большое количество пенополиэтилена, который подразделяется на три основные вида:

1. Несшитый пенополиэтилен (НПЭ), изготовленный путем насыщения пропаном и бутаном полимерной массы, расплавленной в экструдере. В процессе заливки, под воздействием атмосферного давления,пузырьки газа застывая образуютструктурные ячейки. Материал обладает низкой плотностью и рыхлыми большими порами. Легко деформируется, после прекращения механических воздействий почтине восстанавливает первоначальную форму. Несмотря на высокие теплоизоляционные качества, в основном материал применяется для создания упаковки.

 

Рисунок 3. Несшитый ППЭ.

 

2. Пенополиэтилен, сшитый химическим методом (ХППЭ) создается аналогично не сшитому.Дополнительно при его производстве в расплавленную смесь вместе с газами вводится перекись водорода. Под воздействием химической реакции образуются мелкие ячейки с прочной и плотной структурой. Полученный материал способен восстанавливать начальную форму после прекращениямеханического воздействия.

 

Рисунок 4. Сшитый ППЭ.

 

3. Сшитый пенополиэтилен, вспененный радиационным или физическим методом (ФППЭ) приобретает мягкость и эластичность, состоит из мелких ячеек и имеет гладкую поверхность. Способен выдерживать большие механические нагрузки и давление до 0,035 МПа. Изготавливается путем воздействия на расплавленную полиэтиленовую массу пучком электронов, выпускаемых мощным излучателем. Образующие при этом поперечные связи укрепляют материал на молекулярном уровне. Благодаря высокой эластичности и способности восстанавливать форму сразу после удаления нагрузок, идеально подходит в качестве подложек для пола, а также при устройстве полов по плавающей технологии.

ФППЭ — наиболее дорогой и качественный из вспененных полиэтиленов.

 

Свойства и технические характеристики

Несмотря на различные технологии изготовления, общими свойствами вспененных полиэтиленов являются:

• высокая влагостойкость;
• стойкость к воздействию растворителей, кислот и щелочей;
• легкий вес;
• устойчивость к микроорганизмам, плесени и грибкам.

Таблица 1. Сравнение характеристик различных видов пенополиэтилена

Основные свойства	Сшитый пенополиэтилен ФППЭ и ХППЭ	Несшитый пенополиэтилен ППЭ
Плотность кг/м3	33	25
Рабочие температуры ⁰С	От -60 до +105	От -60 до -75
Теплопроводность, Вт/м·К	0,031	От 0,045 до 0,055
Паропроницаемость мг/(м·ч·Па)	0,01-0,0015	0,003
Прочность на сжатие (Мпа)	0,035	легко деформируется

 

Рисунок 5. Визуальные отличия несшитого (вверху) и сшитого (внизу) ППЭ.

 

По многим показателям сшитый полиэтилен превосходит его несшитый аналог:

1. Сшитый ППЭ лучше поглощает звуки, благодаря более плотной пористой структуре, идеально подходит для шумоизоляции помещений.
2. Благодаря хорошей прочности на сжатиеи способности восстанавливаться после деформаций, сшитый полиэтилен широко применяется для утепления полов. Несшитый полиэтилен не подходит для этих целей из-за высокой сминаемости и неспособности восстанавливаться после снятия нагрузок.
3. Высокие теплоизоляционные свойства сшитого полиэтилена делают его более эффективным теплоизолятором. При использовании несшитого ППЭ в качестве утеплителя, потребуется на 30% больше материала. 
4. Хорошая теплостойкость позволяет применять его в местах с высокими эксплуатационными температурами, а также за отопительными приборами.

 

 

Преимущества и недостатки

Одно из главных преимуществпенополиэтилена — экологическая чистота и соответствие гигиеническим требованиям и санитарным нормам.

В вопросе безопасности пенополиэтилену практически нет равных среди прочих полимерных материалов.

Вспененный полиэтилен способен пропускать водяные пары, благодаря чему продукты в такой таре не гниют и не плесневеют.

Новые современные методы изготовления, специальные добавки и катализаторы делают пенополиэтилен практически негорючим и термостойким.

Важным свойством материала является устойчивость к действию агрессивных веществ и атмосферных влияний, что особенно важно при наружных изоляционных работах и утеплении фасадов зданий. Повысить устойчивость к ультрафиолету и защитить от попадания влаги под утеплитель помогает защитное фольгированное или пленочное покрытие.

 

Рисунок 6. Изоляция фасадов вспененным фольгированным ППЭ.

 

Высокие диэлектрические качестваППЭ позволяют применять самозатухающий ППЭ в качестве изоляции кабелей.

 

Рисунок 7. Изоляция высокочастотных кабелей ППЭ.

 

Легкость, эластичность и упругость позволяет легко монтировать изоляцию на любые криволинейные поверхности, инженерные сооружения и трубопроводы.

Это практически самый долговечный искусственный материал, с периодом распада свыше 200 лет. Этот факт является одновременно и его достоинством, и недостатком, так как в связи со сложностью его утилизации копится огромная масса отходов полиэтилена, что является настоящим бедствием для земной экологии.

Недостатком вспененного полиэтилена является низкая устойчивость к сжатию, что не позволяет применять материал для изоляции горизонтальных поверхностей, подверженных механическим воздействиям.

 

 

Область применения и изделия из ППЭ

Вспененный полиэтилен выпускается в различных модификациях:

Фольгированный пенополиэтилен

Представляет собой материал из химически сшитого ППЭ, металлизированного алюминиевой фольгой при помощи термической сварки. Снаружи поверхность фольги может полироваться для лучшего теплового отражения или покрываться полиэтиленовой пленкой для защиты от механических повреждений.

Фольга паронепроницаема и способна отражать более 90% тепла. Кроме того, фольгированная поверхность защищает от попадания воды через изоляцию.

Изготавливаются различные варианты фольгированного пенополиэтилена:

1. Однослойное фольгирование. Материал оборачивается или наклеивается на утепляемое основание фольгированным слоем наружу.

 

Рисунок 8. Пенополиэтилен с односторонним фольгированием.

 

2. Одностороннее фольгирование с пленочным ламинированием увеличивает прочность покрытия, защищая от механических повреждений.
3. Двустороннее фольгирование отлично подходит для изоляции внутренних перегородок и стен. Эффективен одинаково при любых направлениях потоков тепла или шума.

 

Рисунок 9. ППЭ с двусторонним фольгированием.

 

4. С клеевым слоем, нанесенным на ППЭ с одной стороны. Усовершенствованный материал, с одной стороны покрыт алюминиевой фольгой, а с другой — клеем. Не требует дополнительного приобретения клея.
5. Фольгированный пенополиэтилен с перфорацией, пропускающей воздух и пар. Наиболее подходит для изоляции труб, а также внутренних конструкций жилых зданий.

Фольгированный пенополиэтилен — наиболее эффективный тип изоляции, способный одновременно тормозить передачу тепла и отражать тепловое излучение.

Скорлупы для труб

Оболочки для трубразличных диаметров. Для удобства изоляции смонтированных труб выпускаются с разрезами вдоль скорлуп, или без разрезов. Неразрезанные скорлупы обеспечены перфорацией вдоль предполагаемых разрезов.

 

Рисунок 10. Скорлупы из вспененного полиэтилена.

Производятся с наружным диаметром от 6 до 114 миллиметров, толщиной скорлуп от 6 до 25 миллиметров.

Скорлупами изолируются трубопроводы отопления, холодного и горячего водоснабжения, вентиляции и кондиционирования.

Компенсационные маты

Изготавливаются путем склеивания листов пенополиэтилена под воздействием высоких температур. Поставляются в виде листов размерами 1000х2000 миллиметров, толщиной от десятидо ста миллиметров.

 

Рисунок 11. Маты из ППЭ.

 

Жгуты

Представляют собой цилиндрические уплотнители, диаметров от 6 до 120 миллиметров. Тонкие жгуты, диаметром до 12 миллиметров предназначены для устройства температурных швов в бетонных полах, жгуты от 12 до 20 миллиметров применяют для уплотнения зазоров между дверными и оконными коробками. Более толстыми жгутами заполняют стыки между панелями домов из сборного железобетона.

 

Рисунок 12. Жгуты из пенополиэтилена.

 

Подложка

Производится из сшитого вспененного полиэтилена и применяется в качестве промежуточной прокладки между бетонными стяжками и покрытием пола из ламината.

Поставляется в рулонах шириной до трех метров, толщиной полотна от двух до пяти миллиметров.

 

Рисунок 13. Подложка для пола из ППЭ.

 

Упаковка

Пенополиэтилен для упаковки производится, как правило, из несшитого ППЭ и поставляется в виде рулонов, готовых изделий или пакетов различных размеров.

Упаковочные изделия из ППЭ амортизируют удары, снижают вибрации, защищают от механических повреждений при транспортировке. Для повышения прочности и усиления теплозащитных свойств упаковочные материалы покрывают фольгой, крафтбумагой, капроном или полиэтиленовой пленкой.

Упаковка из ППЭ широко используется для транспортировки бытовой техники, электроприборов, посуды, мебели, обуви.

 

Рисунок 14. Упаковка из несшитого ППЭ.

 

Особенности выбора

Выбирая пенополиэтилен, учитывайте индивидуальные характеристики различных видов ППЭ и особенности его применения:

• При утеплении конструкций изнутри большое значение имеет минимальная толщина, не отнимающая площади помещений.

 

Рисунок 15. Утепление потолков и стен пенополиэтиленом изнутри.

 

• Для изоляции пола лучше применять сшитый пенополиэтилен в виде компенсационных матов, способный выдерживать нагрузки без потери изоляционных качеств и деформаций.
• При утеплении фольгированным пенополиэтиленом, металлизированный слой должен быть направлен к потоку тепла и света: при изоляции фасадов — наружу, при утеплении внутреннихстен и перекрытий — внутрь.
• Листы и полотна ППЭ должны крепиться встык, без просветов и разрывов. Стыки для надежности нужно проклеить металлизированным скотчем.
• Для предотвращения образования конденсата на поверхности вспененного полиэтилена необходимо создать прослойку, толщиной около двух сантиметров, между изоляцией и отделочными панелями.

 

 

Бренды и цены

Ежегодно в разных странах производится около 200 тысяч тонн пенополиэтилена различных видов.

Большое количество ППЭ поставляется в Россию из Европы, Америки и Китая.

Наиболее известные бренды зарубежных производителей: Alveo,EPECorporationGroup,Air,Odeflex, Tubolit, Pactiv, DOV.

С начала двухтысячных годов большое количество изделий и материалов из вспененного полиэтилена производится в России. Наиболее популярные отечественные марки: Пенофол,Изолон,Полифом,Топофол, Энергофлекс, Термофлекс, Порилекс, Вилатерм.

 

Рисунок 16. Фольгированный ППЭ ПЕНОФОЛ.

 

Такие бренды — показатели качества, надежности и безопасности.

Стоимость пенополиэтилена складывается из различных факторов:

• технологии производства материала: несшитый, или каким способом сшитый;
• наличия или отсутствия дополнительных металлизированных или клеевых покрытий, перфораций или ламинирования;
• сложности готовых изделий, упаковок или форм.

Недорогая цена вспененного полиэтилена в сочетании с высокими техническими и эксплуатационными качествами делают этот материал особо привлекательным для использования в различных целях.