Polietileno espumado: características, produção e aplicações

O polietileno espumado é um isolante de calor, ruído e umidade exclusivo, que agora é uma popularidade invejável. A combinação de polietileno e ar, simples ao ponto de genialidade, acaba por proporcionar uma economia de calor de 70% em termos de construção, embora seu escopo esteja longe de se limitar a isso. <. P>

É esse material que combina com sucesso baixo custo e grande eficiência. Além disso, sem prejuízo da saúde e da vida humana. As mesmas características expandiram o escopo de aplicação da espuma de polietileno das indústrias de construção, engenharia mecânica, medicina, calçados e artigos de couro até embalagens.

Tipos por método de produção

Para simplificar a explicação, a espuma de polietileno é dividida em "reticulada" e "não reticulada" de acordo com o método de produção, embora as tecnologias usadas para cada tipo possam ser diferentes. A principal diferença entre os materiais obtidos é que durante a produção a estrutura molecular da espuma de polietileno "não reticulada" não se altera, ao contrário da "reticulada", embora ambos os materiais sejam chamados de espuma.

Cada um dos tipos de material obtidos tem uma série de características distintas e, como resultado, um campo de aplicação ligeiramente diferente. A tecnologia de "costura" significa o processo de reticulação de unidades moleculares em uma região tridimensional com células largas.

Seleção de suporte de espuma de polietileno

Tipo de revestimento de piso

Ao escolher um forro de espuma de polietileno, é necessário levar em consideração que tipo de revestimento você vai usar.

O suporte de espuma de polietileno é selecionado de acordo com os seguintes critérios:

A underlay não deve ser muito fina, pois pode não dar o efeito desejado, mas se for muito grossa, ela saltará ao caminhar.
Para um laminado de sete milímetros, a espessura do suporte deve ser de aproximadamente dois milímetros.
Para revestimentos mais espessos (até cerca de oito ou nove ou até mais milímetros), um substrato de pelo menos três milímetros deve ser selecionado.

Características de montagem de um substrato de espuma de polietileno

Colocar um suporte de espuma de polietileno não é nada difícil, mas várias regras devem ser seguidas:

Antes de assentar o contrapiso, é necessário nivelar e secar bem o contrapiso;
Se o piso for nivelado com cimento - argamassa de concreto, primeiro é necessário verificar a porcentagem de umidade.
O substrato de folha deve ser colocado com o lado da folha para cima e isolado da fiação elétrica que pode ser colocada nas proximidades;

Para evitar o deslocamento das folhas de suporte de espuma de polietileno e para garantir uma boa impermeabilização, ela é colocada de ponta a ponta e não sobreposta. E também todas as juntas (costuras) devem ser coladas com fita adesiva, ou seja, fita adesiva.

Pois bem, falamos sobre um material como o polietileno expandido, (mais precisamente, sobre um substrato feito deste material) sobre as nuances de sua instalação e qualidades técnicas, e esperamos que este artigo seja útil para você. Desejamos-lhe boa sorte em seus esforços e paciência!

Espuma de polietileno "não reticulada" (NPE)

É obtido por meio de um agente de expansão físico, pelo método de extrusão, ou, mais simplesmente, pelo método de espumar um material polimérico com uma mistura de gases, que é posteriormente substituída por ar comum.

A sua produção é uma das mais amigas do ambiente devido ao facto de o gás freon, proibido em todos os países europeus e na maioria das organizações ambientais nacionais, ter sido substituído com sucesso por butano, propano-butano e isobutano.Embora, para ser justo, deva ser dito que é freon, devido ao seu alto calor de vaporização, que é ideal para essa produção, mas por uma questão de saúde tem que ser abandonado.

O resultado é um material translúcido e com poros grandes. Mas sua resistência à tração é inferior à da espuma de polietileno "reticulada". Isso se deve ao fato de não haver uma ligação forte entre as moléculas de polímero. Este indicador determina a área de aplicação do IPE.

Classificação

Espuma à base de polietileno classificado de acordo com as seguintes características:

tipo de matéria-prima;
método de espumação;
método de costura.

Para a fabricação de PPE, são utilizados grânulos de LDPE e HDPE, bem como várias composições baseadas neles. A estrutura molecular de qualquer tipo de polietileno permite a obtenção de materiais com propriedades previsíveis.

Na produção de espuma de polietileno
dois métodos de criação de uma fase gasosa são aplicados:

Fisica. Esta injeção direta de gás (butano ou outros hidrocarbonetos saturados com luz) no fundido da matéria-prima é o método mais barato de formação de espuma. No entanto, requer o uso de equipamento especializado e o cumprimento de medidas de segurança preventivas acrescidas de incêndio.
Químico. Os reagentes que se decompõem com a liberação de gases são introduzidos na matéria-prima. A formação de espuma química pode ser realizada em equipamentos padrão de fundição e extrusão. A composição dos aditivos é determinada pelos requisitos de densidade e tamanho da célula.

As modernas tecnologias de produção permitem obter várias estruturas moleculares polietileno preenchido com gás:

Não costurado (NPE). É obtido pela tecnologia de espumação física. Ao mesmo tempo, o polietileno mantém a estrutura original fornecida durante a síntese. O NPE é caracterizado por características de resistência relativamente baixas e seu uso é justificado em condições de cargas mecânicas insignificantes.
Ligado quimicamente (HS-PPE). A tecnologia inclui as seguintes etapas: mistura de matérias-primas com reagentes de formação de espuma e reticulação, formação do branco da matriz inicial, aquecimento gradual em um forno. O tratamento térmico leva ao fato de que ocorre reticulação entre os fios de polímero (ocorre a reticulação) e, em seguida, ocorre a formação de gás. Os produtos feitos de PPE KhS têm uma estrutura de poros finos, uma superfície fosca e indicadores mecânicos mais elevados em comparação com os produtos feitos de PPE: resistência, resistência ao rasgo, elasticidade, ou seja, a capacidade de retornar à espessura anterior após apertar.
Fisicamente reticulado (FS-PPE). O material não contém aditivos de reticulação e, em vez da primeira etapa do tratamento térmico, o branco da matriz é tratado com um fluxo de elétrons, que inicia o processo de reticulação. A capacidade de controlar o número de ligações cruzadas permite variar as características do material e o tamanho das células.

Ao contrário da maioria dos materiais de construção, a espuma de polietileno é marcada não por indicadores de resistência, mas pela densidade média, ou seja, a razão de peso por unidade de volume (kg / m 3): 15, 25, 35, 50, 75, 100, .. 500, conforme mostrado na foto acima, por exemplo.

Espuma de polietileno "reticulado" (PPE)

Existem dois tipos deste material, dependendo da tecnologia utilizada:

quimicamente "reticulado";
fisicamente "costurado".

Ambos os tipos são espumados no forno, mas a maneira de formar ligações internas estáveis no nível molecular é diferente. Na chamada "reticulação" química é utilizado um reagente químico, e na física - um acelerador de feixe de pulso, que regula a estrutura molecular do material devido ao fluxo de elétrons.

Como resultado, em ambos os casos, é obtido um material com células fechadas bastante pequenas, que se distingue pela excelente resistência ao estresse.

Etapas de produção

A linha de produção de espuma PE consiste em:

extrusora;
compressor para fornecimento de gás;
linhas de resfriamento;
embalagem.

Dependendo do tipo de produto final, o equipamento pode ser chamado de confecção de sacola, costura de tubos, etc.

Além disso, são utilizadas tesouras móveis e puncionadeiras de vários modelos e máquinas de moldagem.

Grânulos de LDPE, HDPE ou composições com base neles são carregados na tremonha de recepção.

As aparas - principal tipo de resíduo da produção da espuma de polietileno - são devolvidas ao ciclo produtivo após um mínimo de processamento.

Muitos negócios misture matérias-primas primárias com regranulado.

Os principais requisitos para matérias-primas secundárias para a produção de polietileno espumado são a ausência de impurezas mecânicas, uniformidade de cor e peso molecular médio com PE primário.

Se os requisitos forem atendidos, a qualidade, o desempenho e as propriedades mecânicas do produto acabado não serão afetados.

Características comparativas

Características principais	Espuma de polietileno "reticulada"	Espuma de polietileno "com fio"
Espessura, mm	de 0,5 a 15	de 0,5 a 20
Densidade, kg / m3	33(± 5)	25(± 5)
Temperatura de trabalho, ° С	de -60 a +105	de -60 a +75
Coeficiente de condutividade térmica, W / (m • ° С)	0.031	0.045-0.055
Coeficiente de absorção de calor, W / (m • ° С)	0,34	—
Permeabilidade ao vapor de água, mg / (m.h.Pa)	0.001 — 0.0015	0.003
Índice de redução de ruído de impacto, dB, não menos	18	—
Resistência à compressão em 25% de deformação linear, MPa	0,035
Absorção de água por volume em imersão total 96 h,%	>1

Uma desvantagem comum é que, na ausência de aditivos extintores (retardadores de fogo), eles são inflamáveis.

Características gerais positivas:

alta resistência à umidade;
resistência a meios agressivos - ácidos, óleos, álcalis, etc.;
excelente interação com outros materiais;
facilidade de instalação;
peso leve;
ausência completa de cheiro específico;
resistência aos efeitos microbiológicos;
segurança ambiental e uma pequena quantidade de resíduos na produção.

No entanto, as tecnologias para a produção de espuma de polietileno "reticulada" são mais complexas, portanto, apresenta uma série de vantagens em relação à "não reticulada":

em quase 30% tem uma estrutura mais densa, o que o coloca numa posição muito mais vantajosa em matéria de isolamento acústico;
devido à maior resistência e maior resistência à radiação ultravioleta do que a NPE, tem uma vida útil mais longa;
sua condutividade térmica é 20% menor que a do NPE;

maior resistência microbiológica do material;
resistência à temperatura e estresse mecânico;
insensibilidade a solventes orgânicos;
resistência à vibração;
alta resistência à deformação.

No entanto, a NPE tem uma vantagem inegável - um preço baixo, o que muitas vezes leva a uma grande tentação para os vendedores inflar artificialmente suas características, fazendo-o passar por um material à prova de som de pleno direito usado na construção. É interessante notar que hoje em dia você pode encontrar uma aplicação bastante original de espuma de polietileno.

Devido ao fato de que as características dos tipos de espuma de polietileno às vezes diferem muito significativamente, seria mais conveniente considerar suas áreas de aplicação separadamente.

Propriedades básicas

As características técnicas do PE espumado são uma síntese das propriedades dos polietilenos, materiais elásticos macios com baixo ponto de fusão e espumas com seu peso leve e baixa condutividade térmica:

Como o polietileno comum, a espuma de PE é um material combustível, cuja temperatura máxima de operação não deve exceder + 102 ° C. Em taxas mais altas, ele vai derreter.
Em baixas temperaturas, mesmo quando baixada para -60 ° C, a espuma de polietileno manterá todas as suas propriedades, incluindo resistência e elasticidade.
A condutividade térmica deste produto é muito baixa, é de 0,038-0,039 W / m * K, o que dá aos produtos um coeficiente de isolamento térmico particularmente alto.
Em contato direto com a água, o PE espumado não o absorve mais do que 1-3,5% do seu volume por mês.
O polietileno espumado é muito resistente a meios quimicamente ativos, em particular a óleos e derivados de petróleo.
Não se decompõe em ambiente biologicamente ativo (não apodrece, não se presta à ação de bactérias e fungos).
Absorve perfeitamente os sons, de modo que o EPI pode ser usado para isolamento de ruído.
Absolutamente não tóxico, mesmo durante a combustão.
Fácil de transportar e instalar,
Resistente ao desgaste e durável por até 80 - 100 anos de serviço.

INTERESSANTE! Em termos de condutividade térmica e, consequentemente, das possibilidades de isolamento térmico, o polietileno espumado pode se tornar uma excelente alternativa a muitos isolantes térmicos populares: o EPI de 1 cm de espessura pode substituir 5 cm de lã mineral ou 15 cm de alvenaria.

desvantagens

Uma propriedade negativa do PE espumado é sua intolerância aos raios ultravioleta. A exposição direta à luz solar tem um efeito destrutivo sobre ela, portanto, tanto o armazenamento quanto o uso da espuma de polietileno devem ocorrer em locais protegidos da luz. Caso contrário, o próprio material deve conter proteção, pelo menos na forma de um filme opaco.

Escopo de espuma de polietileno "não reticulada" (NPE)

Este tipo não pode se orgulhar de uma ampla gama de aplicações diretamente na construção. Porém, suas propriedades o tornam absolutamente indispensável na embalagem do produto, o que indica a ausência de toxicidade.
Apesar do fato de que, devido às células cheias de ar, o uso de um EPI sob uma carga pontual é repleto de rupturas, ele é amplamente utilizado para embalar qualquer equipamento eletrônico, produtos de vidro, embalar móveis, pratos e assim por diante.
Como material de embalagem, o NPE é muito conveniente. Ele amortece bem até mesmo várias cargas de choque. No entanto, não se deteriora de forma alguma. Esta é a qualidade mais valiosa no transporte de todos os tipos de itens. Ele é usado como um material de acolchoamento e como um material de embrulho. Ela substituiu rapidamente o papelão ondulado e o plástico-bolha, respondendo por 90% do mercado de embalagens hoje.
Outra vantagem é que, devido à sua estrutura de bolha fina e maciez, é capaz de recolher alguns detritos técnicos que se depositam na superfície do material durante as operações de carga e descarga, excluindo a possibilidade posterior de contato dos detritos com a superfície;
O NPE é usado até mesmo como isolamento contra água, vapor, condensado e ruído proveniente da estrutura. Porém, deve-se observar que isso ocorre apenas nos casos em que não há cargas de rolamento potentes e altas temperaturas;
Além disso, com baixos requisitos de qualidade, é usado na engenharia mecânica e até na construção como um material isolante de calor;
É usado como isolamento reflexivo para reter o calor na casa e, como resultado, reduzir os custos de energia;
É utilizado como substrato para parquet laminado para nivelar a superfície;
O NPE é produzido em diferentes espessuras (ver tabela) e em diferentes formatos - em rolos, folhas, em forma de malha de espuma de polietileno. Há também EPS laminado e em folha. Portanto, há uma escolha dependendo da tarefa em mãos;
Seu baixo custo permite que seja utilizado para a produção de produtos descartáveis.

Nos países da UE, o escopo de sua aplicação é estritamente limitado apenas à embalagem.

Características técnicas e do consumidor

Espuma de polietileno - o que é e quais são as propriedades que possui? Para responder a essa pergunta, você precisa se lembrar da propriedade principal de qualquer material com estrutura de espuma - a capacidade de reter calor dentro de si mesmo e evitar sua perda.

O isolamento térmico é considerado a principal característica do consumidor deste material, o que possibilitou, em primeiro lugar, sua utilização na construção civil.

Além disso, o polímero tem uma série de características:

peso leve. Devido a esta propriedade, o material é amplamente utilizado em todas as áreas onde uma pequena massa não proporciona uma carga significativa nos elementos de suporte e não aumenta o peso do produto acabado ou estrutura;
não sujeito à degradação. Uma importante qualidade que permite que o polímero seja utilizado no isolamento externo de oleodutos e edifícios, bem como em locais de clima tropical e com um ambiente microbiológico agressivo;
uma ampla faixa de temperaturas de operação torna possível o uso de espuma em diferentes zonas climáticas;
a pureza ecológica e a inércia química garantem que durante a operação o material não libere toxinas e agentes cancerígenos.

Além das propriedades acima, a espuma de polietileno tem um baixo coeficiente de absorção de água (menos de 2%), boas propriedades de isolamento acústico e facilidade de processamento.

Polietileno espumado e aspectos de sua segurança

A espuma de polietileno encontrou uso ativo na produção de uma ampla gama de produtos diferentes. Seu uso doméstico é totalmente seguro. É importante apenas não ultrapassar as temperaturas limite. O aquecimento até +110 graus ou mais pode levar a consequências graves. A combustão da espuma de polietileno é acompanhada pela liberação de substâncias perigosas, e o processo de decomposição desse material leva cerca de 200 anos. Isso indica diretamente sua longevidade, mas é percebido negativamente do ponto de vista do impacto na ecologia da Terra.