Задать вопрос

Контактная информация:
Представьтесь, пожалуйста:*
Адрес Вашей электронной почты:*
Номер Вашего мобильного телефона:
Город в котором Вы проживаете:

Внимание!!! * помечены поля, обязательные для заполнения, при желании Вы можете указать номер мобильного телефона и город в котором проживаете.

Ваш вопрос:

Извините, но данный сервис временно недоступен...

Вспененные пластмассы как тепло- и звукоизоляционные материалы уже несколько десятилетий применяются в разных отраслях техники во всем мире. Расширяются области применения этих материалов, в особенности пенополиуретанов (ППУ) и пенополиизоциануратов (ППИУ), происходит их массовое внедрение в промышленное и гражданское строительство и в России.

Многочисленные опыты применения полимерных материалов в строительстве показывают, что особое внимание следует уделять пожароопасности этих материалов. В связи с этим было проведено значительное количество работ, посвященных исследованию горения и токсичности продуктов горения пенополиуретанов. Большая часть публикаций на эту тему появилась в 70-е годы, когда были получены основные результаты. Работы последних лет, как правило, лишь дополняют известные данные Настоящий краткий обзор предназначен для специалистов, использующих пенополиуретан и пенополиизоцианурат в народном хозяйстве, в том числе и для работников пожарной охраны. Жесткие пенополиуретаны и пенополиизоцианураты представляют собой пространственно сшитые и, следовательно, неплавкие ячеистые полимерные материалы с закрытопористой структурой. Основу рецептур пенополиуретана и пенополиизоцианурата составляют полиольный компонентой полиизоцианат в соотношениях от 1:1 до 1:2, антипирен (огнезащитный компонент), вспенивающий агент (С02 или хладоны). В состав рецептуры также входят пенорегуляторы и катализаторы, количество которых в композиции не превышает 2-3 %. Вопреки кажущемуся очевидным представлению полимеры, в том числе пенополиуретаны и пенополиизоцианураты, сами не горят; горят продукты их термического разложения после длительного воздействия открытого огня. То есть в условиях воздействия высоких температур вначале происходит термическое разложение пенополиуретана и пенополиизоцианурата, а затем горение образовавшихся низкомолекулярных соединений. Рассмотрим поведение пенополиуретана и пенополиизоцианурата при повышении температуры без доступа воздуха. Процесс диссоциации пенополиуретана в исходные компоненты - полиизоцианат и полиол - начинается после прогрева материала до 170-200 °С. При дальнейшем прогреве происходит термическое разложение полиизоцианата и полиола. Исследования показали, что при нагревании изоцианатной составляющей свыше 300 °С она разлагается с образованием летучих полимочевин (желтый дым) в случае эластичных пенополиуретанов или образованием нелетучих поликарбодиммидов и полимочевин в случае жестких пенополиуретанов и пенополиизоциануратов. При нагреве свыше 600 °С образовавшиеся полимочевины и поликарбодиммиды разлагаются с выделением большого числа низкомолекулярных летучих соединений, таких, как бензол, толуол, бензонитрил, толуолнитрил. Показано также, что ароматическое кольцо перечисленных азотосодержащих соединений расщепляется по закону случая с образованием акрилонитрила, большого числа ненасыщенных соединений. Механизм разложения полиольных компонентов в настоящее время до конца не изучен ввиду своей сложности. При лабораторных исследованиях процесса разложения различных пенополиуретанов при нагреве до 450 °С определены следующие соединения: двуокись углерода, бутандиен, тетрагидрофуран, дигидрофуран, бутандион, вода, а также частицы синильной кислоты и окиси углерода. Кроме перечисленных веществ в составе продуктов разложения полиолов найдены также пропилен, изобутилен, трихлорофторометан, акролеин, пропанал, хлористый метилен и следы других веществ, не содержащих атомы азота. Все перечисленные соединения образуются при нагревании пенополиуретанов и пенополиизоциануратов без доступа воздуха (кислорода). В условиях реального пожара продукты термической деструкции горят с образованием воды, углекислого газа, окиси углерода и окислов азота. Наличие других низкомолекулярных органических соединений в продуктах горения пенополиуретанов и пенополиизоциануратов возможно лишь при неполном сгорании, которое реализуется на разных стадиях пожара в зависимости от конкретных условий - объема помещения, притока воздуха и т.п. Отдельно следует упомянуть продукты разложения антипирена и вспенивающего агента. Экспериментально установлено, что фосфор и хлор в продуктах горения при недостатке кислорода присутствуют при температурах от 200 до 400 °С в основном в виде малолетучих соединений. При высоких температурах фосфор остается в обугленной части материала в виде полифосфорной кислоты. Из приведенных данных следует, что основным компонентом продуктов сгорания пенополиуретанов и пенополиизоциануратов на всех стадиях пожара, как при низкой, так и при высокой температурах, является окись углерода. Лабораторными исследованиями установлено, что содержание следов синильной кислоты в продуктах сгорания пенополиуретанов и пенополиизоциануратов в большинстве экспериментов в 10 раз меньше содержания окиси углерода. Необходимо отметить, что созданные в лаборатории условия являются экстремальными и в практике реальных пожаров возникнуть не могут. Анализ продуктов сгорания пенополиуретанов в реальном пожаре показал, что концентрация следов синильной кислоты и окислов азота не достигла предельных значений. Следует отметить, что следы синильной кислоты и окислы азота также обычно образуются при горении органических соединений, содержащих азот - шерсти, кожи, синтетических тканей. Кроме того, все материалы органического происхождения при горении выделяют угарный газ. Пенополиуретаны же, по сравнению с другими органическими материалами, начинают выделять подобные токсичные продукты при воздействии более высоких температур. Так, при сравнении токсического действия продуктов термического разложения эластичного пенополиуретана, сосновой древесины и шерсти установлено, что продукты разложения древесины и шерсти вызывают 100 % смертность подопытных животных при температуре прогрева материала 400 °С. Продукты разложения пенополиуретана действуют аналогично лишь при нагреве материала до 500 °С. Вот почему: Во-первых, из-за небольшой плотности Пенополиуретана (в 15-50 раз ниже, чем у монолитных органических материалов) количество сгораемого материала в единице объема соответственно меньше. Во-вторых, низкая теплопроводность и закрытопористая мелкоячеистая структура Пенополиуретана препятствуют прогреву материала вглубь, вследствие чего термическое разложение происходит в основном в поверхностном слое. В-третьих, время самостоятельного горения пенополиуретана и пенополиизоцианурата благодаря введению антипиренов весьма мало (менее 10 сек.), а процесс тления после локального кратковременного воздействия высокой температуры (попадания кусочков раскаленного шлака, капель расплавленного металла, искр и т.п.) не происходит. Особо нужно обратить внимание на использование пенополиуретанов при тепловой изоляции трубопроводов и требования к ее пожарной безопасности. Установлено, что наиболее эффективной тепловой изоляцией является именно полимерная, на основе пенополиуретановых, изоциануратных и др. пенопластов. В качестве тепловой изоляции промышленных трубопроводов могут использоваться теплоизоляционные и защитно-покровные материалы, в том числе и полимерные, которые препятствуют распространению пламени по тепловой изоляции. Следовательно, можно применять скорлупы из пенополиуретана, а также напыление ППУ даже без покровного слоя (стеклопластика рулонного). Жесткий пенополиуретан имеет инертный и нейтральный запах. Он широко применяется по этой причине для холодильников для хранения пищевых продуктов. Он не создает токсичных выделений, вызывающих летальный исход. Оценка токсичности продуктов полукоксования на основе аналитически определяемого химического состава отводится токсикологам. Профессор Эффектергер из Института Гигиены (Германия, Гамбург) установил на основе своих многочисленных исследований, что продукты сгорания и полукоксования пеноматериалов из жестких пенополиуретанов и полиизоциануратов оказывают заметно меньшее токсичное воздействие, чем натуральные вещества, как еловая древесина или пробка. Это доказывают и результаты пожара в производственном помещении одной из фирм: сгорели или обуглились все деревянные строения, а скорлупы и изделия из пенополиуретана не загорелись, а только покрылись черной копотью. При продолжительном воздействии высоких температур свыше 250 °С происходит постепенное разложение большинства термореактивных пластмасс, а также жестких пенополиуретанов. Температура, при которой образуется достаточное количество горючих продуктов разложения, которые могут воспламеняться от пламени, искр или горючих поверхностей, зависит, как и для всех горючих продуктов, от вентиляции. На практике можно исходить из того, что жесткие пенополиуретаны разлагаются с выделением горючих газов только при температуре свыше 320 °С. Для жестких пенополиуретанов на основе специальных марок полиизоцианата с помощью аппаратуры Сечкина определены значения температуры разложения с выделением горючих газов пенополиуретанов от 370 °С до 420 °С. Если нет внешнего источника возгорания, тогда продукты термического разложения ППУ воспламеняются только при температурах от 450 °С до 550 °С в газовом пространстве над горячими поверхностями. Небольшие источники возгорания небольшой интенсивности, так же как тлеющие окурки, искры от шлифования или резания металлов, являются недостаточными для воспламенения жестких пенополиуретанов. Такие источники воспламенения вызывают, как правило, местное обугливание только в области воздействия источника возгорания. Опасность горючих конструкционных материалов, помимо риска воспламенения и их вклада в распространение пламени, отличается их вкладом в общий тепловой баланс пожара. Если сравнить нижнюю границу нагрева Ни в соответствии с DIN 51900 для жестких пенополиуретанов с ее значениями для дерева, тогда получаются следующие сравнительные цифры: дерево Ни = 16,5Мдж/кг пенополиуретан Ни = 27,0 Мдж/кг. Таким образом, у ППУ нижняя граница нагрева значительно выше, по сравнению с деревом. Жесткие пенополиуретаны дают гораздо меньший вклад в тепловой баланс, чем дерево при пожаре. Вопрос скорости выделения тепла должен рассматриваться вместе с распространением пламени на наружной поверхности и распространением пламени внутри материала. Распространение пламени внутри материала зависит значительно от предрасположения к обугливанию и, тем самым, защитного действия такого слоя материала. Пенополиуретан – предрасположен к обугливанию, но не горению. Анализ исследований, проведенных в Германии, Франции, Испании, Нидерландах, Бельгии, Великобритании и скандинавских странах показывает, что жесткие пенополиуретаны с полиизоциануратной структурой (PIR) дают благоприятную оценку, так что даже образцы со стыками (швами) строительных деталей или с открытыми боковыми кромками выдерживают тест В1, т.е. трудновоспламеняемого материала. Системы в трудновоспламеняемом исполнении отвечают национальным требованиям к классам пожарозащищенных материалов. Таких характеристик достигают пенополиуретановые системы, класса В1 - трудновоспламеняемые в соответствии с DIN 4102, Германия, классов М2 и М1 трудно- и невоспламеняемые во Франции, классов II и I в Нидерландах, а также т.н. «значительного рейтинга» ниже 25 в США. В Великобритании за счет соединения покрытия можно добиться класса 0 или класса 1. Пожарозащитные требования к строительным конструкциям регулируются различными строительными нормами. Требуемая пожаростойкость определяется функцией строительной конструкции в зависимости от вида и использования здания. Под длительностью пожаростойкости понимается интервал времени, в который строительная конструкция выдерживает нормальную пожарную нагрузку. Термическая нагрузка в соответствии с применяемой во всем мире типовой температурной кривой (DIN 4102, Германия; ASTM E 119, Франция; BS 476 Великобритания); NEN 3883 Бельгия, Нидерланды и т.д.) не должна приводить к общему разрушению конструкции, к разрушению от пожара и к недопустимому нагреву деталей, на которые воздействует огонь. Склонность к обугливанию жестких пенополиуретанов дает свой вклад в длительность пожаростойкости выполненных из них строительных конструкций. В зависимости от вида и толщины слоев покрытия элементы могут проявлять различную длительность пожаростойкости. Вклад сердцевины пенополиуретана может быть значительно увеличен за счет применения макроскопических наполнителей. В зависимости от склонности к обугливанию пенополиуретана толщины слоя покрытия могут быть выполнены со временем пожаростойкости 90 минут и более. При нормированной конструкции крыши или стены для стойкости против летучего огня и излучаемого тепла они должны классифицироваться по классу В2. С напыляемыми системами пенополиуретанов на основе определенных марок полиизоцианата получается стойкость против летучего огня и излучаемого тепла с дополнительным покрытием (стяжка, спецкраска, гравийная посыпка). Исследования показали, что время до наступления первых симптомов нарушения жизнедеятельности у животных при горении дерева и жесткого пенополиуретана различно. Из приведенных данных по результатам экспериментов при участии материалов: дерево, пенополиуретан жесткий, поливинилхлорид, полиэтилен хлорированный, полистирол видно, что дерево оказалось более опасным материалом, чем любой из исследованных полимерных материалов. Результаты исследований одной из ведущих фирм-производителей Пенополиуретана (Bayer, Германия) показали, что лучше определять не количество тех или иных газообразных ядовитых веществ при горении материала, а комплексное воздействие этих веществ на живой организм. Для исследований, как правило, используются мыши и крысы - наглядный тест на летальный исход живого организма. Результаты исследований следующие: крысы при горении пенополиуретана плавают от 32 до 52 минут, при горении еловых дров - 4,4 минуты. От продуктов горения древесины погибают до 90 % крыс, в случае с пенополиуретаном все крысы остаются живы. В ходе экспериментов установлено, что в случае пламенного горения дым пластмасс не является более токсичным, чем дым древесины. В случае термоокислительного разложения (без пламени) если образцы имеют одинаковый объем, то дым древесины более токсичен. К сожалению, в стране появилось много так называемых организаций, «производящих» компоненты пенополиуретанов кустарным способом. Качество получаемого при этом покрытия не соответствует всем разумным нормативам: через некоторое время идет разложение материала, теплофизические характеристики на порядок ниже рекомендуемых, понятие «долговечность» в этом случае неприменимо. Как правило, в этот суррогат не добавляется антипирен, такой «пенополиуретан» хорошо горит, а так как химический состав его не известен даже самим химикам-самоучкам, при горении и даже обычной эксплуатации происходит выделение самых разнообразных химических веществ. Следовательно, при необходимости использования в строительстве жестких пенополиуретанов надо обращаться только в авторитетные и серьезные организации, давно и успешно работающие на этом рынке, целенаправленно производившие исследования пенополиуретанов и имеющие всю необходимую разрешительную документацию и способные гарантировать качество своей продукции и услуг. Пенополиуретаны широко используются в мебельной, автомобильной и авиационной промышленности. Например, сиденья автомашин, обивка дверей салона и потолка, передняя панель, бамперы, руль - все из пенополиуретана. Почему там нет проблем с пожаробезопасностью пенополиуретанов? Потому что в этих отраслях промышленности налажен соответствующий входной контроль. В строительстве не встретишь входного контроля. Работы по теплоизоляции строительных конструкций в основном лежат на совести приглашенных рабочих, чаще всего «гастарбайтеров». Несмотря на имеющиеся организационные недостатки, применение пенополиуретанов из года в год увеличивается. Наша страна значительно отстает от развитых стран Европы, США, Китая, Японии по применению пенополиуретанов, но тенденция увеличения применения пенополиуретанов обнадеживает. Давая общую оценку техническим свойствам, а также пожаростойкости и пенополиуретана и пенополиизоцианурата, можно сказать, что эти материалы обладают неоспоримыми конкурентными преимуществами по сравнению с другими применяемыми в строительстве материалами. Л.Д. ЕВСЕЕВ Председатель комиссии по энергосбережению в строительстве российского Общества Инженеров Строительства, Доктор Технических Наук, Член редколлегии издания «Пенополиуретановые технологии» Применение пенополиуретанов в строительстве отражено во многих нормативных документах в течение последних тридцати лет: 1. ОСТ 92-1463 «Пластмассы ячеистые» . 2. ОСТ 92-0906 «Пенополиуретан марки ППУ-3. Технологические процессы приготовления композиции и изготовление изделий методом заливки». 3. ОСТ 6-55-455 «Пенополиуретаны жесткие, получаемые методом заливки. Марки». ОСТ 6-05-459 Пенополиуретаны жесткие, получаемые методом напыления. Марки». 4. 33 У.0354.001 «Теплоизоляция криогенных емкостей». Рипор - 2М. 5. Технология ремонта стыков полносборных жилых зданий пенополиуретаном. 1989 г. Министерство жилищно-коммунального хозяйства РСФСР. Ордена Трудового Красного Знамени Академия коммунального хозяйства им. Н.Д. Панфилова. 6. Рекомендации по применению пенополиуретанов для герметизации и утепления стыков панелей, зазоров оконных и дверных (балконных) блоков в наружных стенах жилых и общественных зданий. 1988г. (ЦНИИП Жилища). 7. ТСН 12-302-95 СО «Теплоизоляция и герметизация стыков наружных стен и зазоров между оконными и дверными блоками и стеной в жилых и общественных зданиях пенополиуретаном». 8. ТСН 12-303-95 СО «Теплоизоляция пола первого этажа и перекрытий над неотапливаемыми помещениями и проездами в жилых и общественных зданиях пенополиуретаном». 9. ТСН 12-304-95 СО «Теплоизоляция перекрытий пенополиуретаном при устройстве совмещенных кровель». 10. ТСН 12-305-95 СО «Теплоизоляция наружных стен жилых и общественных зданий пенополиуретаном». 11. ТСН 12-306-95 СО «Теплоизоляция перекрытий в жилых и общественных зданиях с неотапливаемым чердаком пенополиуретаном». 12. ТСН 12-307-95 СО «Теплоизоляция трубопроводов пенополиуретаном». 13. ТСН 23-349-2003 СО «Энергетическая эффективность жилых и общественных зданий. Нормативы по энергопотреблению и теплозащите». 14. Пособие к ТСН 23-349-2003 «Расчет и проектирование ограждающих конструкций 2. энергоэффективных зданий». 15. Альбом технических решений строительных ограждающих конструкций с применением пенополиуретана в качестве утеплителя. Пособие по проектированию. 16. Стандарт организаций «Теплозащитные свойства ограждающих конструкций зданий».

Смотрите также видео "Наши работы"

Мир пены единственная в России компания проходившая стажировку по утеплению напылением пенополиуретаном(ППУ) в США