Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Обобщенная химическая структура полиизоцианурата с указанием изоцианатной группы. Полиолы обозначаются сокращенно R-группами .

Полиизоцианурат , также называемый PIR , полиизо или ISO , представляет собой термореактивный пластик [1], который обычно производится в виде пены и используется в качестве жесткой теплоизоляции. Исходные материалы аналогичны тем , которые используются в полиуретановой (PUR) за исключением того, что доля метилендифенилдиизоцианата (MDI) выше , и сложный полиэфир -derived полиол используют в реакции вместо простого полиэфира полиола . Результирующая химическая структура значительно отличается: изоцианатные группы на MDI тримеризуются с образованием изоцианурата. группы, которые полиолы связывают вместе, образуя сложную полимерную структуру.

Производство [ править ]

Реакция (MDI) и полиола протекает при более высоких температурах по сравнению с температурой реакции для производства PUR. При этих повышенных температурах и в присутствии определенных катализаторов MDI сначала реагирует сам с собой, образуя жесткую кольцевую молекулу, которая является реакционноспособным промежуточным продуктом (соединение триизоцианат-изоцианурат). Оставшийся MDI и триизоцианат реагируют с полиолом с образованием сложного поли (уретанизоциануратного) полимера (отсюда и использование аббревиатуры PUI в качестве альтернативы PIR), который вспенивают в присутствии подходящего вспенивающего агента. Это изоциануратПолимер имеет относительно прочную молекулярную структуру из-за комбинации сильных химических связей, кольцевой структуры изоцианурата и высокой плотности сшивки, каждая из которых способствует большей жесткости, чем в сопоставимых полиуретанах. Более высокая прочность связи также означает, что их труднее разрушить, и в результате пена PIR является химически и термически более стабильной: сообщается, что разрушение изоциануратных связей начинается при температуре выше 200 ° C, по сравнению с уретаном при температуре от 100 до 110 ° C.

PIR обычно имеет соотношение MDI / полиол, также называемое его индексом (основанное на стехиометрии изоцианат / полиол для получения одного уретана), выше 180. Для сравнения, индексы PUR обычно составляют около 100. По мере увеличения индекса жесткости материала увеличивается и хрупкость. хотя корреляция не линейная. В зависимости от области применения продукта может потребоваться большая жесткость, химическая и / или термическая стабильность. Таким образом, производители PIR могут предлагать несколько продуктов с одинаковой плотностью, но разными индексами, пытаясь достичь оптимальных характеристик конечного использования.

Использует [ редактировать ]

Изоляционные плиты полиизоциануратные

PIR обычно производится в виде пены и используется в качестве жесткой теплоизоляции. Его теплопроводность имеет типичное значение 0,16 БТЕ · дюйм / (час · фут 2 · ° F) (0,023 Вт / (м · К)) в зависимости от отношения периметр: площадь. [2] Панели из пеноматериала PIR, ламинированные чистым тисненым алюминием.фольга используется для изготовления предизолированных воздуховодов для систем отопления, вентиляции и кондиционирования. Сборные сэндвич-панели из PIR изготавливаются с защищенной от коррозии гофрированной стальной облицовкой, приклеенной к сердцевине из пенополиуретана, и широко используются в качестве кровельной изоляции и вертикальных стен (например, для складских помещений, заводов, офисных зданий и т. Д.). Другие типичные применения пен PIR включают в себя промышленную и коммерческую изоляцию труб, а также среду для резьбы / механической обработки (конкурирующую с пенополистиролом и жесткими пенополиуретаном).

Эффективность изоляции ограждающей конструкции здания может быть снижена из-за зазоров, возникающих в результате усадки отдельных панелей. Критерии производства требуют, чтобы усадка не превышала 1% [ требуется ссылка ] (ранее 2% [ требуется ссылка ] ). Даже когда усадка ограничивается существенно меньшим, чем этот предел, образующиеся зазоры по периметру каждой панели могут снизить эффективность изоляции, особенно если предполагается, что панели обеспечивают барьер для пара / проникновения. Использование нескольких слоев с шахматными соединениями, стыками внахлест или гребнем и пазом значительно снижает эти проблемы. Полиизоцианураты изофорондиизоцианата также используются при приготовлении полиуретановых покрытий на основе акриловых полиолов.[3] и полиэфирполиолы. [4]

Опасности для здоровья [ править ]

Изоляция PIR может вызывать механическое раздражение кожи, глаз и верхних дыхательных путей во время производства (например, пыль). В исследованиях не было обнаружено статистически значимого повышенного риска респираторных заболеваний. [5]

Риск пожара [ править ]

Файл: PIR board fire test.webmВоспроизвести медиа
Испытание на огнестойкость платы PIR

Иногда указывается, что PIR является огнестойким или содержит антипирены, но они описывают результаты «небольших испытаний» и «не отражают [все] опасности в реальных условиях пожара»; [6] [ необходим лучший источник ] степень опасности от пожара включает не только сопротивление огню, но и возможность появления токсичных побочных продуктов от различных сценариев пожара.

В исследовании 2011 года пожарной токсичности изоляционных материалов, проведенном в Центре науки о пожарах и опасностях Университета Центрального Ланкашира, изучались PIR и другие широко используемые материалы в более реалистичных и разнообразных условиях, представляющих более широкий диапазон пожарной опасности, при этом отмечалось, что большинство смертельные случаи в результате пожара в результате вдыхания токсичных продуктов. В исследовании оценивалась степень выделения токсичных продуктов с учетом токсичности, профилей высвобождения по времени и летальности выпущенных доз в диапазоне пламенных, негорючих и плохо вентилируемых пожаров, и был сделан вывод о том, что PIR обычно выделяет значительно более высокий уровень токсичных продуктов, чем другие изученные изоляционные материалы (PIR> PUR> EPS> PHF; также изучены стекло и каменная вата). [7] В частности,Цианистый водород считается важным фактором пожарной токсичности пен PIR (и PUR). [8]

Несмотря на это, изоляция PIR обычно считается более огнестойкой, чем изоляция PUR. [9]

Изоляционная плита PIR (упоминаемая как продукт FR5000 Celotex , компании Saint-Gobain ) была предложена для использования снаружи при реконструкции Grenfell Tower в Лондоне с вертикальными и горизонтальными участками толщиной 100 мм и 150 мм соответственно; [10] впоследствии «Ипсвичская фирма Celotex подтвердила, что предоставила изоляционные материалы для ремонта». [11] 14 июня 2017 года многоквартирный дом в течение 15 минут был охвачен пламенем от четвертого до самого верхнего 24 этажа. Причины быстрого распространения огня за пределы здания еще предстоит установить. [12]Пламя может занимать полость между изоляционным материалом и облицовкой и вытягиваться вверх за счет конвекции, удлиняясь, создавая вторичное возгорание, и делает это «независимо от материалов, используемых для облицовки полостей». [13]

Ссылки [ править ]

  1. ^ Building Science Corporation (январь 2007 г.). «Руководство по изоляционной оболочке» (PDF) . п. 6.
  2. ^ Спецификация Celotex GA4000 PIR
  3. ^ Гите В.В., Mahulikar, PP, и Hundiwale, DG (2010). Получение и свойства полиуретановых покрытий на основе акриловых полиолов и тримеров изофорондиизоцианата. Прогресс в органических покрытиях, 68 (4), 307-312.
  4. ^ Гите В.В., Mahulikar, PP, Hundiwale, DG, & Kapadi, UR (2004). Полиуретановые покрытия с использованием тримеров изофорондиизоцианата.
  5. ^ http://hpd.nlm.nih.gov/cgi-bin/household/brands?tbl=brands&id=10008031
  6. ^ Таблица данных Temati.com
  7. ^ Оценка пожарной токсичности строительных изоляционных материалов - Stec & Hull, 2011 ; сообщается в Energy and Buildings jnl, 43 (2-3), pp. 498-506 (2011); DOI: 10.1016 / j.enbuild.2010.10.015
  8. ^ https://firesciencereviews.springeropen.com/articles/10.1186/s40038-016-0012-3 Пожарная токсичность полиуретановых пен - McKenna and Hull 2016; Fire Science Reviews, 5: 3, 2016; DOI: 10.1186 / s40038-016-0012-3
  9. ^ "Технический отчет по теплоизоляции государственных закупок в области экологии" (PDF) . Окружающая среда ЕС . Генеральный директорат по окружающей среде Европейской комиссии . Проверено 25 апреля 2017 года .
  10. ↑ Max Fordham LLP (17 августа 2012 г.). «Заявление об устойчивом развитии и энергетике. Реконструкция башни Гренфелл» (PDF) . п. 6. Celotex сообщает, что FR5000 имеет «огнестойкость класса 0 по всему продукту в соответствии с BS 476», его «распространение огня [соответствует] Соответствует» по BS 476, часть 6, и что его «распространение пламени по поверхности [соответствует] классу 1» по BS 476, часть 7 ( https://www.celotex.co.uk/products/fr5000 - ссылка на PDF-файл с техническими данными, август 2016 г., стр. 1 и 2).
  11. ↑ The Guardian (15 июня 2017 г.). «Эксперты предостерегли правительство от использования облицовочного материала на Гренфелле» .
  12. ^ Нил Хендерсон [@hendopolis] (14 июня 2017 г.). «ВРЕМЯ: катастрофа через 15 минут #tomorrowspaperstoday» (твит) - через Twitter .
  13. ^ Probyn Мирс (январь 2016). «Риск возгорания от панелей внешней облицовки - взгляд из Великобритании» . раздел 3.3.2.

Внешние ссылки [ править ]

  • Ассоциация производителей полиизоциануратной изоляции
  • Энергосбережение при использовании полиизоциануратной изоляции, Центр полиуретановой промышленности
  • Непрерывные изоляционные ресурсы для нескольких типов непрерывной изоляции из жесткого пенопласта