Характеристика и применение вспененного полиэтилена для теплоизоляции

Пенополиэтилен или вспененный полиэтилен (далее ВПЭ) – синтетический материал, который имеет низкую теплопроводность, поэтому используется для утепления пола, теплиц, в автомобильной промышленности и еще многих других отраслях. Вспененным он называется, потому что имеет пористую структуру. Таких физических свойств материал достигает благодаря особой технологии производства.

Особенности вспененного полиэтилена

Чтобы получить вспененный утеплитель, гранулы засыпают в плавильную емкость и добавляют присадку, затем нагревают смесь и выдувают ее наружу, где материал остывает. Далее его выравнивают и скручивают в рулоны. Если нужно наложить ВПЭ на фольгу, делают это при нагревании двух материалов, соединяя их между собой.

Это лишь одна технология, но есть и другие. Вспенивают полиэтилен химическим или физическим способом, подвергая сырье давлению. Внутри образуются воздушные полости, закрытые друг от друга перегородками, благодаря чему ВПЭ плохо пропускает тепло и звук.

Характеристики материала

Выпускается вспененный полиэтилен разной толщины – от 1 до 200 мм. Этот материал легкий – его плотность составляет от 20 до 80 кг/метр кубический. Технические показатели следующие:

• Температурный режим от минус 60 до 100 градусов Цельсия. Эксплуатировать свыше 100 градусов нельзя – ВПЭ горючий материал. При нагревании способен плавиться, поэтому его используют чаще всего для защиты от холода, например, оборачивают трубы под землей. При низких температурах пенополиэтилен не меняет свойств.
• Это паронепроницаемая пленка, поэтому его не применяют там, где есть риск образования конденсата.
• Воду впитывает слабо: при полном погружении в жидкость способен набрать максимум 3,5% влаги в течение месяца.
• Хорошо поглощает шум. Чем больше толщина ВПЭ, тем лучше звукоизоляционные свойства.
• Химически нейтрален, не вступает в реакцию с агрессивными веществами – щелочами или кислотами.
• В биологически активной среде не подвергается воздействию грибка, бактерий. Грызуны не повреждают ВПЭ при подземной укладке.
• Не токсичен, даже при горении не выделяет вредных веществ.
• При благоприятных условиях материал способен прослужить до 80 лет.

Есть один существенный недостаток данного материала: он боится воздействия ультрафиолетовых лучей, поэтому его необходимо дополнительно изолировать от солнца пленкой, не пропускающей лучи. Под воздействием ультрафиолета быстро рассыпается и полностью теряет полезные свойства.

Область применения

10 мм пенополиэтилена способны заменить 50 мм стекловаты или 15 см кирпичной кладки, поэтому его применяют в строительных работах для утепления наружных стен. Это снижает общую стоимость объекта.

Кроме стройки ВПЭ используется:

• Для обертывания разных предметов при безопасной перевозке. Воздушные пустоты внутри снижают степень механического воздействия.
• В производстве мягкой мебели для сохранности других материалов, склонных к осыпанию.
• В легкой промышленности.
• Для отделки салона в автомобильной промышленности.
• Для изготовления спортивных принадлежностей, инвентаря.
• Благодаря прочности материала его применяют для изготовления протезов, покрывая им металлический каркас.

Основная сфера применения – утепление различных объектов:

• кровля, фундамент, стены – внутренние или наружные;
• окна, двери, пол;
• система вентиляции или кондиционирования.

Кроме этого вспененный полиэтилен листовой используют в качестве прокладки между хрупкими изделиями при перевозке, например, стеклопакеты для оконных систем.

Если уложить фольгированный вспененный ПЭ за радиатором отопления, больше тепла останется в комнате благодаря отражающим свойствам фольги и низкой теплопроводности материала.

Виды полиэтилена

На данный момент промышленность выпускает большое количество марок полиэтилена, отличающихся способом производства и свойствами:

• ПЭ высокого давления – ПВД;
• ПЭ среднего давления – ПСД;
• ПЭ низкого давления – ПНД;
• ЛПВД – линейный высокого давления, устойчивый к ультрафиолету и агрессивным веществам, но менее прочный, поэтому его соединяют послойно.
• ЛПВД низкого давления имеет схожие характеристики, но материал сам по себе прочный, устойчив к ударным нагрузкам и сжатию. Применяются подобные технологии для производства бытовых емкостей, которые способны выдержать низкое и среднее давление.

Линейные марки ПЭ практически не разлагаются в окружающей среде, поэтому упаковочные изделия подлежат специальной утилизации, чтобы не нарушать экологию.

Кроме вышеописанных видов есть специальные материалы, которые применяются в строительстве. Это сшитый и несшитый полиэтилен.

Сшитый

Сшивка – это технология, которая увеличивает прочностные характеристики полиэтилена, формула которого CH2. Молекулы при химической реакции образуют трехмерную ячеистую сетку, так как из них уходит водород, а углерод соединяется между собой. Есть понятие – степень сшивки. Это соотношение «сшитых» молекул и общего их количества.

Есть три способа сшить ПЭ:

• Физический. В процессе сшивки исходный материал подвергается воздействию рентгеновскими лучами. Метод ненадежен, так как изделия имеют неравномерную степень сшивки из-за плохого проникновения лучей по всей толщине. Также изделия марки PEX-C не способны возвращать прежнюю форму при деформациях. При низких температурах изделия трескаются.
  
• Химический, который выполняется с помощью азотных (марка PEX-D) и силановых (PEX-B) радикалов. Метод также не получил распространения из-за несовершенства изделий. Степень сшивания 65%, что очень мало.
• Пероксидный метод (PEX-A). Используется перекись водорода при высоких температурах. Позволяет получить максимально возможную степень сшивки – 85%.

Изделия, полученные путем пероксидной плавки, стоят дороже, но выдерживают нагрев до 120 градусов. Также увеличивается показатель растяжения, трубы из сшитого полиэтилена становятся более пластичными, имеют память на форму.

Сверхвысокомолекулярный ПЭ

Материал, имеющий исключительные свойства, применяющийся в экстремальных условиях:

• высокая морозостойкость;
• устойчивость к коррозии;
• стойкость к абразивному воздействию;
• низкий коэффициент трения;
• ударопрочность;
• инертность к химическим веществам.

Сверхвысокомолекулярный ПЭ применяется для изготовления бронезащитных изделий, деталей для горно-обогатительного оборудования, фильтров, накладок для спортивного инвентаря. Основа – высокопрочные нити, получаемые при низком давлении.

Хлорсульфированный полиэтилен (ХПС)

Добавки сернистого ангидрида и хлора позволяют получить каучукоподобный ПЭ, который имеет повышенные термостойкие свойства, а также устойчивость к внешним воздействиям окружающей среды. Используется:

• для производства клея и герметиков;
• для производства износостойких напольных покрытий;
• в производстве красок для бетона и металла.

Материал способен растворяться в уксусной кислоте и хлорированном углеводороде.

Фольгированный полиэтилен и его свойства

ПЭ отражающего типа применяется в строительстве теплого пола, а также для шумоизоляции вентиляционных шахт, трубопроводов, расширительных баков. Материал не пропускает пар и воду. Состоит из двух слоев – вспененного полиэтилена и алюминиевой фольги, отшлифованной до степени отражения в 97%.

Преимущества фольгированного ПЭ:

• Имеется сертификат о полной безопасности материала.
• Не повреждается грызунами, так как несъедобен.
• Удобен при транспортировке.
• Пожаробезопасность. В бытовых условиях невозможно достичь высоких температур, при которых ПЭ загорается.
• Одновременно изолирует тепло и звук. При этом укладывается тонким слоем.
• Слой в 4 мм способен заменить минвату толщиной 8 см.

Для установки фольгированного полиэтилена нет необходимости использовать паропроницаемую пленку, так как сам материал неплохо проводит молекулы воды. В сравнении с минеральной ватой хуже, но конденсат не скапливается.

Из недостатков:

• ПЭ с фольгой очень мягкий, поэтому не используется под штукатурку и обои.
• Для крепления на стену используются клеящие материалы, так как другим способом прикрепить полиэтилен фольгированный невозможно. Использование гвоздей нарушает теплоизоляционные свойства.

Для утепления внешних стен ПЭ с фольгой используют как дополнительную защиту от влаги и для отражения тепла внутрь стен.

Существует несколько разновидностей фольгированного утеплителя:

• Маркировка А – это ПЭ, с одной стороны покрытый алюминиевой фольгой.
• В – покрытие с двух сторон. Применяется для межэтажных перекрытий в качестве обособленного утеплителя.
• С – одна сторона фольгированная, другая покрыта клеящим составом для удобства монтажа.
• ALP – С одной стороны фольга и ламинированная пленка, другая сторона не покрыта.
• Маркировка М и R – рифленый ПЭ, покрытый с одной стороны фольгой.

Теплоизолирующими свойствами обладает только полиэтилен. Если он используется для укладки под бетон, алюминиевая прослойка не выполняет свои функции, так как отсутствует лучистое тепло.

Использование фольгированного ПЭ в помещениях с коротковолновым инфракрасным нагревом пола возможно накопление лучей и ожоги кожи и сетчатки глаз. Данное свойство не распространяется на длинноволновые ИК обогреватели.

Технология утепления

Тепло может уходить следующими способами:

• через пол;
• чердак, если он неотапливаемый;
• щели в окнах или дверях, если они старые деревянные;
• через стены, если в них есть скрытые трещины.

Начать утеплять помещение можно с внутренних стен, чтобы быстрее нагреть квартиру или дом.

Чтобы утеплить внутренние стены, лучше использовать фольгированный с одной стороны ВПЭ. Крепить на стену можно самоклеящиеся рулонные материалы или использовать строительный степлер.

Порядок работ:

1. Расстелить рулон на полу и нарезать нужной длины по высоте стен.
2. С помощью стремянки прикрепить верхний край материала к стене.
3. Далее, расправляя ПЭ сверху вниз, прикрепить его небольшими гвоздями с широкими шляпками или степлером. Важно, чтобы вспененная теплоизоляция плотно прилегала к стенке.

Второй кусок вспененного полиэтилена прикладывается встык, чтобы не было пустых промежутков между двумя листами. После крепления всех стыки соединяются алюминиевым скотчем, чтобы исключить потери тепла.

Для изоляции окон и входных дверей можно использовать жгуты из вспененного полиэтилена, которые продаются разного диаметра в зависимости от ширины щелей. Материал может иметь клеящуюся поверхность с одной стороны, поэтому место сначала обрабатывают спиртом для обезжиривания, затем прикрепляют ПЭ. По своим характеристикам новый материал лучше традиционного поролона, который желтеет со временем и рассыпается под действием тепла.

Для укладки под стяжку применять фольгированный материал Пенофол не рекомендуется по следующим причинам:

• ПЭ тонкий и легко сминается под весом бетона, поэтому характеристики теплопроводности снижаются до минимума.
• От фольги уже через месяц эксплуатации ничего не остается, вдобавок она не работает при отсутствии ИК излучения под слоем бетона.
• Плавающая тонкая стяжка, которая не имеет сцепления с основанием из-за слоя ПЭ, начинает трескаться из-за усадки, а вместе с ней кафельная плитка.

Для укладки под бетонную стяжку используется специальная мультифольга с крупным размером ячеек, которые не деформируются под тяжестью бетона.

Чем можно склеить между собой

В процессе укладки вспененного полиэтилена может возникнуть потребность приклеить листы друг к другу или к другому материалу. Можно использовать:

• Для соединения ВПЭ – Акрол контактный, Квик-Бонд, Неопрен 2136, 88 НП.
• Чтобы приклеить пенопласт к другому материалу или склеить листы пенопласта между собой – Аквалит СК-106П, Полимин П-20, Мастер супер, Церезит или Ансерглоб.
• Для сединения ВПЭ со стенкой, ее необходимо почистить, обработать антисептиком, высушить, затем использовать клей Наирит-1, Поролон-2, 88 Люкс или 88-Метал.

Перед началом работы необходимо продумать свои действия и предусмотреть, какие клеящие вещества могут понадобиться в процессе.

Основные торговые марки

Пенофол – самый популярный материал, который можно купить в строительном супермаркете. Реализуется в рулонах по 15 – 30 м, шириной 60 см и толщиной 3 – 4 мм. Пенофол качественно соединяет между собой слои методом горячей спайки – фольгу и вспененный полиэтилен, поэтому проблем с эксплуатацией не возникает.

Квик Степ – отечественная компания, которая выкупила лицензию у европейского производителя и выпускает утеплители из вспененного полиэтилена, в том числе для труб разного диаметра.

Джермафлекс

Выпускает ПЭ различных марок, предполагающих разное температурное воздействие при эксплуатации. Можно выбрать материал с оптимальными показателями для длительного срока службы.

Вилатерм

Марка Вилатерм выпускает жгуты из пенополиэтилена разного диаметра, которые применяются для утепления окон и дверей. Рулонные листовые разновидности компания не производит.