ППУ - что это такое, характеристики и сферы его применения
Группа ученых из Германии во главе с Отто Байером в 1937 году создала многофункциональный материал – пенополиуретан. Он бывает гибким и упругим, но непрочным на разрыв, или твердым и плотным, но хрупким при сгибании. Массовое производство ППУ началось в 1960-х годах. С тех пор образцы усовершенствовались, появилось немало разновидностей соединения. Что представляет собой пенополиуретан, каким он бывает?
Материал ППУ
Пенополиуретан – это газонаполненная пластмасса на основе полиуретанов, на 85-90 % состоящая из инертной газовой фазы. Материал бывает жестким, мягким, эластичным, благодаря этому он применяется во всех сферах человеческой деятельности:
- служит наполнителем для мягкой мебели, автомобильных сидений, детских игрушек, спальных принадлежностей;
- из него производят губки для мытья посуды, пылевые фильтры, покрасочные валики, монтажную пену, амортизирующую упаковку и не только.
Производство
Сырье для ППУ – продукты нефтехимической промышленности: полиизоцианаты и полиолы. Также компоненты для пенополиуретана производятся из растительных масел: касторового, рапсового, соевого, подсолнечного. Биогенные пеносоставляющие не нашли применения в промышленности, поскольку требуют немалых финансовых вложений, их использование ограничено узким кругом специфических задач.
Между нефтепродуктами (полиолом и полиизоцианатом), смешанными в определенных пропорциях, проходят химические реакции. После первых преобразований в реакционную смесь добавляют небольшое количество воды, начинает выделяться углекислый газ. В результате реакции получается пена, наполненная СО2. Механические показатели и свойства полиуретана, т. е. плотность и структуру, определяет величина цепи газонаполненных микрогранул, пропорция исходных полимеров, наличие антипиреновых добавок.
Виды ППУ и формы выпуска
Пенополиуретан делится на мягкий (плотность 5-40 кг/м3) и твердый (30-86 кг/м3). Первая группа представляет собой поролон. Химическая промышленность производит поролон разной плотности:
- стандартный (ST), максимальная нагрузка 60-100 кг/см2;
- жесткий (HL), 80-120 кг/см2;
- мягкий (HS), 60-120 кг/см2;
- повышенной жесткости (EL), 60-100 кг/см2;
- высокоэластичный (HR), 100-120 кг/см2;
- высокоэластичный, пожаробезопасный, специального назначения (CMHR), 100-120 кг/см2.
Поролон всех марок, за исключением CMHR, относится к сильногорючим веществам по ГОСТ 30244. ГОСТ 30402 определяет химическое соединение как легковоспламеняемое, а ГОСТ 12.1.044 – как дымообразующее, токсичное при горении. Мягкий ППУ не используется в строительстве. В этой сфере применяют жесткий пенополиуретан – вещество с антипиреновыми добавками. Из пластов плотностью 30-70 кг/см3 или напыляемого сырья производят тепло- и шумоизоляционное покрытие, а сверхплотные виды (70-86 кг/см3) служат для гидроизоляции в фундаментах, на других поверхностях.
Химическая промышленность выпускает материал в разных формах:
- листовой – жесткий или мягкий, прямоугольной формы, толщиной 5-1000 мм;
- рулонный – мягкий, смотанный в бобины разной ширины, толщина материала 2-30 мм, может иметь подложку из ткани или синтетики;
- блочный – прямоугольные блоки поролона с жесткой непористой коркой, которую полностью или частично удаляют после остывания вспененной смеси;
- акустический – отдельные панели с фигурным рельефом, отличаются высоким коэффициентом звукопоглощения;
- контурный – детали, имеющие фигурную форму (сидения, спинки, подлокотники), выполняются на основе чертежа;
- крошка – дробленый ППУ высокой плотности из плит или скорлуп, размер фракции – 10-30 мм;
- жидкий – напыляемое покрытие.
![Листовой ППУ](https://sovets.net/photos/uploads/174/compress/4087997-tekst.jpg)
Технические характеристики
Разные виды ППУ отличаются по техническим характеристикам. Пенополиуретан делится на две группы:
- Открытоячеистый. Состоит из открытых взаимосвязанных друг с другом ячеек. Эластичный, с губчатой структурой, быстро вспенивается, увеличивается в объеме. Обеспечивает хорошую звукоизоляцию. Непрочный, отличается высокими показателями паропроницаемости, влагопоглощения. Не рекомендуется для наружного утепления. В строительстве используется открытоячеистый жесткий ППУ сверхмалых плотностей (8-10 кг/м3).
- Закрытоячеистый. Состоит из системы закрытых ячеек, заполненных газом. Теплопроводность газа ниже, чем у воздуха. Это делает ППУ самым эффективным теплоизолятором. У материала высокая прочность и хорошие показатели плотности. Он легкий и твердый, с незначительной паропроницаемостью, низкой теплопроводностью. Закрытоячеистое соединение прочно сцепляется с бумагой, металлом, древесиной, штукатуркой и т.д.
В таблице приведены основные технические характеристики двух видов:
Параметры, свойства |
Открытоячеистый |
Закрытоячеистый |
Количество закрытых ячеек |
Меньше 50% |
Больше 92% |
Плотность |
8-20 кг/м3 |
25-300 кг/м3 |
Коэффициент теплопроводности |
0,03-0,04 |
0,019-0,030 |
Расширение (подъем пены) по сравнению с первоначальным объемом |
100:1 |
30:1 |
Гигроскопичность |
15-100% |
1-3% |
Паропроницаемость |
0,06-0,08 |
0,02-0,05 |
Гидроизоляция |
Не подходит |
Подходит |
Звукоизоляция |
Высокая |
Средняя |
Применение
Универсальный материал используется почти во всех сферах промышленности:
- Автомобильная: наполнитель автокресел, шумоизоляция салона транспортного средства.
- Машиностроение: хладоизолятор в бытовых, торговых холодильниках, крупных холодильных камерах, транспортной холодильной технике, медицинских установках.
- Транспортная: теплоизоляторы магистральных трубопроводов, изоляторы низкотемпературных трубопроводов химической промышленности.
- Обувная: производство супинаторов и прочих элементов обуви.
- Мебельная: используются мягкие пенополиуретаны в качестве наполнителя, прокладочного материала мягкой мебели.
- Легкая: наполнитель ППУ применяется при пошиве мягких игрушек, матрасов, подушек, манекенов.
- Строительная: сэндвич-панели, акустическая изоляция, гидроизоляция, теплоизоляционное сырье для жилых и производственных помещений, складов, гаражей, ангаров. Для заделывания трещин, пространства между неплотно прилегающими деталями применяют уретановый столярный клей.
ППУ для мебели
Химическое соединение является технологичным аналогом пружин. Оно более простое и дешевое в производстве, по эксплуатационным характеристикам не отстает, а во многих случаях даже превосходит пружины. Пенополиуретан для мебели выпускается в разных формах:
- Сэндвич или блочный. Это «кирпич» больших размеров. В процессе производства работники мебельной фабрики нарезают его на слои разной формы и толщины. Затем специалисты комбинируют жесткие и мягкие слои, складывая из них сидения, спинки.
- Литой. Производится на мебельной фабрике. Жидкой смесью наполняют фигурную заготовку, в ней происходит химическая реакция, и пенополиуретан затвердевает под давлением. Конечный продукт принимает точный размер и форму диванной подушки или сидения. Плюсы – отсутствие обрезков, минусы – на поверхности блока образуется «корка», которая плохо пропускает воздух. Цена диванов с литым ППУ выше, чем на модели с блочной подкладкой.
Для мебели используется мягкий пенополиуретан плотностью 30-40 кг/м3. Чем показатель выше, тем жестче и долговечнее изделие. ППУ низкой плотности (до 25 кг/м3) подходит для декоративных подушек. Есть несколько разновидностей материалов с пенополиуретановой основой: локфоам, виброфоам, фомекс (США), мольтопрен (Германия), аллофоам (Канада). Их характеристики аналогичные отечественному ППУ.
Отдельного внимания заслуживают соединения с эффектом памяти (мемоформ, меморикс). Благодаря особым добавкам материал получается высокоэластичным. Он умеет хранить форму сидящего, идеально подстраивается под изгибы тела. Когда человек поднимается, меморикс быстро распрямляется. Изначально пенополиуретан с эффектом памяти был разработан для NASA, но затем стал востребованным в легкой промышленности.
Производитель обещает комфортный сон, ведь меморикс мягко обволакивает тело, не сдавливая кровеносные сосуды. Есть у высокоэластичного ППУ и минусы, причем существенные. Покупатели после распаковки чувствуют токсичный запах, который не всегда выветривается даже спустя неделю. Об экологичности и безопасности для здоровья речи не идет, ведь после экспертизы в образце меморикса обнаружились токсины, вызывающие аллергию, астму, раздражение глаз, головные боли. Углеводороды выделяют горько-сладкий запах, воздействуют на нервную и иммунную системы.
В западных государствах с усиленным контролем экологической безопасности меморикс не содержит опасных химических компонентов. Санитарные нормы в странах СНГ не такие строгие. Некоторые люди готовы купить подушки и матрасы меморикс очень дорого, терпеть неприятный аромат, ведь после сна на них проходят боли в спине и шее. Есть в сети и восторженные отзывы о мемориксе – покупатели качественного товара очень довольны приобретением.
![Изготовление ППУ декора для мебели](https://sovets.net/photos/uploads/174/compress/5384003-tekst.jpg)
Пенополиуретановая теплоизоляция
Для утепления сооружений любого типа используется жидкая смесь. Она наносится методом напыления. С помощью специального оборудования на стену, фундамент, кровлю или разные емкости распыляется полиуретановая пена, которая мгновенной увеличивается в объеме, заполняет полости и щели. Состав затвердевает спустя 5-10 минут. Монолитная пористая «шуба» прочно сцепляется с поверхностью, не имеет швов и стыков, поэтому надежно защищает от утечки или проникновения тепла (актуально летом, когда работает система кондиционирования).
Количество закрытых ячеек составляет более 92 %, а у лучших образцов – 97-98 %. Теплопроводность достигает 0,019-0,035 Вт/м·°С. Этот показатель самый низкий среди других утеплителей – пенополистирола, пенопласта, пенополиэтилена. Теплоизоляционный ППУ отличается хорошей влагостойкостью. Чтобы уменьшить гигроскопичность, в состав вводят присадки. Касторовое масло уменьшает гидрофильность в 4 раза. Пенополиуретан стойкий к основным химическим соединениям: не растворяется бензином, соляркой. Срок эксплуатации «шубы» составляет 20-30 лет.
Для утепления еще применяются готовые термоизоляционные пенополиуретановые детали: блоки, панели, полуцилиндры (скорлупа для труб), но по востребованности они проигрывают жидкому ППУ. Последний наносится не только на открытые поверхности, но и служит промежуточным слоем в сэндвич-панелях. Класс горючести вещества – Г2 и Г3. Соединение не является активным источником горения, оно сразу погаснет, если от него убрать огонь.
Плюсы и минусы ППУ
Технические характеристики определяют достоинства пенополиуретана. Плюсы продукта химической промышленности:
- Отличная адгезия – хорошая сцепляемость с другими материалами. Форма поверхности и кривизна не имеют значения. Пенополиуретан не требует дополнительного крепежа и специальной обработки поверхности.
- Теплоизоляционное покрытие не утяжеляет стены и стропильную систему, что особо важно для крыши, укрепляет поверхности, предотвращает их разрушение, защищает металлы от коррозии.
- Выдерживает широкий диапазон температур: от -100 до +150 °С. Не разрушается от ветра и атмосферных осадков.
- Отличается биологической стойкостью: ППУ не поражает плесень, материал не представляет интереса для грызунов – они не делают в теплоизоляционном покрытии норы.
- Как наполнитель для мебели материал тоже обладает массой достоинств. Он не накапливает пыль, гипоаллергенный, имеет хорошую воздухопроницаемость, эластичность, быстро восстанавливает первоначальную форму.
Почти 70 % недостатков ППУ зависит от качества сырья и монтажных работ, остальные 30 % – особенности самого материала. Кратко об отрицательных сторонах пенополиэтилена разной плотности:
- Воздействие солнечного света губительно для теплоизоляционного ППУ. Под влиянием УФ-лучей «шуба» разрушается, поэтому ее необходимо покрыть слоем краски, штукатурки или облицовочными панелями.
- Напыление ППУ подходит не для всех поверхностей, например, не стоит его использовать на свежих деревянных срубах. Влага из них еще не вышла, а «шуба» задерживает воду внутри – это повышает риск развития гнилостных процессов.
- Если человек заказал пенополиуретан слишком дешево, то с высокой вероятностью товар относится к классу горючести Г4. Он хорошо горит, и потушить его непросто.
- Мягкий материал низкого качества, который используется в мебельной промышленности, быстро проседает, деформируется.
- Излишне мягкий ППУ не рекомендуется для детей – наполнитель может привести к искривлению позвоночника.
Безопасность
Об экологической чистоте материала говорят, если при заливке термоизоляционного покрытия использовались только высококачественные компоненты, профессиональное оборудование. Не менее важно, чтобы напыление делал квалифицированный мастер – то, как он смешает компоненты, влияет на безопасность покрытия. Сырье для ППУ относится ко 2 и 3 классу опасности, а после застывания образуется материал, характеризующийся инертностью.
Если пропорции исходных компонентов будут выбраны неправильно или нарушится технология приготовления жидкой смеси, то химические вещества не полностью прореагируют. Результат – резкий токсичный запах, который плохо выветривается и вызывает недомогания. Опытный мастер не допускает огрех, благодаря чему покрытие является экологически безопасным, негорючим.
В процессе смешивания сырьевых компонентов образуется токсический формальдегид, бензол, фенол и толуилендиизоцианат. После нанесения «шубы» они испаряются течение суток и больше не выделяются, в отличие от пенопласта или минеральной ваты. Противники химического соединения акцентируют внимание на деструкции вещества в процессе горения. Они заявляют, что при температуре 180 °С выделяется этилен, формальдегид, оксиды азота и углерода, изоцианаты. В реальности такие температурные условия не совместимы с жизнью человека, поэтому говорить о вреде не приходится.
Умеренно горючий, трудновоспламеняемый материал характеризуется малой дымообразующей способностью. Посмотрите на фото с обугленным, но не сгоревшим помещением. На верхнем этаже был пожар, но напыленный ППУ задержал огонь благодаря низкой теплопроводности и негорючести. Такими свойствами обладают не только твердые соединения, но и мягкие высокого качества. Диваны и подушки на основе эластичного ППУ не горят, не выделяют вредных веществ, не вызывают аллергии, врачи не запрещают их использование. Дешевые марки поролона такими свойствами не отличаются.
![Напыление ППУ теплоизоляции](https://sovets.net/photos/uploads/174/compress/6448664-tekst.jpg)
Как выбрать пенополиуретан
Если вы хотите сделать «шубу», вам необходимо тщательно выбирать специалистов. Важно, чтобы мастера использовали хорошее оборудование – высококачественная техника работает под высоким давлением, а это экономит материал. Опытный специалист определит толщину изоляционного слоя в зависимости от климатических условий и характеристик обрабатываемой поверхности. Лучшие бренды, выпускающие продукцию высокого качества:
- Basf (Германия) – лидер в химической промышленности. Компания изготовляет материал, который можно наносить при низкой температуре.
- Baymer, Covestro (Германия) – выбор профессионалов, фирма отлично зарекомендовала себя среди пользователей.
- Synthesia (Испания) – продукция компании в широком ассортименте представлена на российском рынке, продается в реальных и интернет-магазинах.
- Huntsman-NMG (Нидерланды) – фирма производит жесткие, эластичные и напыляемые пенополиуретаны. Придерживается демократичной политики ценообразования, распространила свою продукцию не только в Москве и Санкт-Петербурге, но и по всей территории РФ.
- Изолан (Россия) – выпускает продукцию отличного качества, которая достойно соперничает с европейскими компаниями. В производстве используется современное оборудование, передовые технологии. Завод расположен во Владимире.
Если вам нужна мебель из поролона, обратите внимание на показатель плотности. Низкие значения говорят о том, что сидение быстро потеряет форму и продавится. Обращайте внимание на показатели от 30 кг/м3. Толщина прослойки должна составлять 4 см. Наполнитель высотой 2-3 см не будет комфортным. Литая мебель более качественная, чем сделанная из отдельных листов.
Цены на ППУ
Стоимость материала зависит от структуры и формы. Примерная цена на некоторые образцы:
Вид ППУ |
Стоимость, рублей |
Поролон стандартный ST, 10 мм, 1м/2м |
167 |
Поролон плотный ST35/40, 80 мм |
1866 |
Поролон сверхжесткий HL40/65, 100 мм |
2739 |
Матрас Lonax ППУ S1000 160x195 |
14 144 |
Полинор в баллонах для утепления изнутри, 1 шт. |
425 |
Пеноплэкс Кровля (1200х600х50) |
4 700 р./м3 |
Система компонентов PPU-SNAB 30F для жидкого утеплителя |
210 р./кг |
Видео
Как выбрать матрас? Все о пенах(или ППУ, или поролоне). Консультирует мастер GASH.
Заливной пенополиуретан Заливка материала в полость стены
Отзывы
Николай, 35 лет На даче сделал теплоизоляцию мансарды и стен с помощью пенополиуретана. Толщина слоя получилась 1,5-2 см, этого хватило, чтобы в помещении стало теплее. Сверху шубу укрыл профнастилом для защиты от солнца. Два мастера сделали работу за пару дней, стоимость в 2013 году была около 300 р./м2. Всем советую, качественный и надежный материал.
Марина, 40 лет Купила матрас с наполнителем меморикс за 200 долларов. Первое, что меня смутило – едкий запах. Поставила на балкон выветриться. Через сутки запах не исчез, спустя неделю ситуация не слишком поменялась. Попробовала я на нем спать – очень классно, мягко, комфортно. Этот плюс перекрыл жирный минус – после сна начала болеть голова, пекли глаза. Вернула матрас в магазин.
Василий, 30 лет В старом доме было много трещин, с ними помог справиться ППУ в баллонах. Пенополиуретан полностью заполняет просвет, быстро застывает, препятствует разрушению стены. Снаружи квартиры сделал шубу – затраты на тепло сократились на 40 %. Когда соседи включают отопление, мы еще обходимся без него, в комнатах сохраняется комфортная температура.Нашли в тексте ошибку? Выделите её, нажмите Ctrl + Enter и мы всё исправим!
Статья обновлена: 22.05.2019
![Облепиховое масло для волос](/photos/articles/0a66e17d3ccde15bdecb253e7e293294/oblepihovoe-maslo-dlya-volos_w325_h212.jpg)
![Растяжение связок стопы](/photos/articles/4b85256c4881edb6c0776df5d81f6236/rastyazhenie-svyazok-stopy_w460_h300.jpg)
![Чешутся пальцы на руках](/photos/articles/49ad9d5423f3fcc69626dcbfb7bddb48/cheshutsya-palcy-na-rukah_w325_h212.jpg)
![Почему секутся волосы](/photos/articles/29ddbdb402491a6aa97964a8139a1356/pochemu-volosy-sekutsya_w325_h212.jpg)
![Исполнительный лист](/photos/articles/b6358755a5c0aa01034c9870f842a467/ispolnitelnyj-list_w325_h212.jpg)
![Как похудеть после праздников](/photos/articles/3ac01363eb96084101c0e5ed8be7374a/kak-pohudet-posle-prazdnikov_w325_h212.jpg)
![Кроп-топ крючком](/photos/articles/ecb9fe2fbb99c31f567e9823e884dbec/krop-top-kryuchkom_w460_h300.jpg)
![Почему нельзя есть на ночь](/photos/articles/3f4bd1f117b18afa131c48de15486652/pochemu-nelzya-est-na-noch_w325_h212.jpg)