Дослідження теплопровідності пінополіуретану
Изложены результаты исследований на установке ИТ-7С теплопроводности образцов пенополиуретана «ELASTOPOR H» производства фирмы ELASTOGRAN GmbH (BASF) в сухом состоянии, увлажненных и состаренных вакуумированием. Викладено результати досліджень на установці ИТ-7С теплопровідності зразків пінополіуре-...
Збережено в:
| Опубліковано в: : | Промышленная теплотехника |
|---|---|
| Дата: | 2012 |
| Автори: | , , , , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Українська |
| Опубліковано: |
Інститут технічної теплофізики НАН України
2012
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/59062 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Цитувати: | Дослідження теплопровідності пінополіуретану / З.А. Бурова, Л.Й. Воробйов, Л.В. Декуша, О.Г. Мазуренко, В.М. Довганюк // Промышленная теплотехника. — 2012. — Т. 34, № 1. — С. 108-112. — Бібліогр.: 15 назв. — укр. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1859480340838481920 |
|---|---|
| author | Бурова, З.А. Воробйов, Л.Й. Декуша, Л.В. Мазуренко, О.Г. Довганюк, В.М. |
| author_facet | Бурова, З.А. Воробйов, Л.Й. Декуша, Л.В. Мазуренко, О.Г. Довганюк, В.М. |
| citation_txt | Дослідження теплопровідності пінополіуретану / З.А. Бурова, Л.Й. Воробйов, Л.В. Декуша, О.Г. Мазуренко, В.М. Довганюк // Промышленная теплотехника. — 2012. — Т. 34, № 1. — С. 108-112. — Бібліогр.: 15 назв. — укр. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Промышленная теплотехника |
| description | Изложены результаты исследований на установке ИТ-7С теплопроводности образцов пенополиуретана «ELASTOPOR H» производства фирмы ELASTOGRAN GmbH (BASF) в сухом состоянии, увлажненных и состаренных вакуумированием.
Викладено результати досліджень на установці ИТ-7С теплопровідності зразків пінополіуре-тану «ELASTOPOR H» виробниц-тва фірми ELASTOGRAN GmbH (BASF) у сухому стані, зволожених та зістарених вакуумуванням.
The researches results on the device ИT-7С of thermal conductivity of foamed polyurethane «ELASTOPOR H» productioned by ELASTOGRAN GMBH (BASF) in the dry state, water-wet and old-made by vacuumizing are expounded.
|
| first_indexed | 2025-11-24T11:50:43Z |
| format | Article |
| fulltext |
ISSN 0204-3602. Пром. теплотехника, 2012, т. 34, №1108
ИЗМЕРЕНИЕ, КОНТРОЛЬ, АВТОМАТИЗАЦИЯ ТЕПЛОВЫХ ПРОЦЕССОВ
УДК 536.2.08:691.175.664
Бурова З.А.1, Воробйов Л.Й.1, Декуша Л.В.1, Мазуренко О.Г.2, Довганюк В.М.3
1 Інститут технічної теплофізики НАН України, м.Київ
2 Національний університет харчових технологій, м.Київ
3 ПП «Укртеплогідроізоляція», м. Луцьк
ДОСЛІДЖЕННЯ ТЕПЛОПРОВІДНОСТІ ПІНОПОЛІУРЕТАНУ
Викладено результати дослід-
жень на установці ИТ-7С тепло-
провідності зразків пінополіуре-
тану «ELASTOPOR H» виробниц-
тва фірми ELASTOGRAN GmbH
(BASF) у сухому стані, зволоже-
них та зістарених вакуумуванням.
Изложены результаты иссле-
дований на установке ИТ-7С тепло-
проводности образцов пенополи-
уретана «ELASTOPOR H» произ-
водства фирмы ELASTOGRAN
GmbH (BASF) в сухом состоянии,
увлажненных и состаренных ваку-
умированием.
The researches results on the device
ИT-7С of thermal conductivity of
foamed polyurethane «ELASTOPOR
H» productioned by ELASTOGRAN
GMBH (BASF) in the dry state, water-
wet and old-made by vacuumizing are
expounded.
h – товщина зразка, м;
Е – електричений сигнал ПТП, мВ;
К – коефіцієнт перетворення, Вт/(м2·мВ);
Т – температура, К;
q – густина теплового потоку, Вт/м2;
λ – коефіцієнт теплопровідності, Вт/(м·К).
Індекси нижні:
в – верхній;
н – нижній.
Скорочення:
ОК – огороджуюча конструкція;
ППУ – пінополіуретан;
ПТП – перетворювач теплового потоку.
Дефіцит традиційних енергоресурсів та їх
швидке подорожчання вимагають зменшення
енерговитрат та підвищення енергоефектив-
ності всього народного господарства України.
Значний потенціал енергозаощадження мають
житлові, громадські та промислові будівлі, на
опалення яких використовується майже поло-
вина всього органічного палива, споживаного
в Україні.
Для зменшення тепловтрат крізь огород-
жувальні конструкції (ОК) в Україні введено
нові норми теплової ізоляції будівель [1], згід-
но з якими нормативний опір теплопереда-
ванню ОК споруд підвищено у 2-3 рази порів-
няно з нормами, чинними раніше. Для досяг-
нення необхідного значення опору теплопере-
даванню ОК нових або термомодернізованих
споруд використовують різноманітні тепло-
ізоляційні матеріали – мінеральну вату, піно-
скло, пінополістирол, пінополіуретан та інші.
Технологія виготовлення теплоізоляційних
матеріалів та їх нанесення на ОК постійно
вдосконалюється, на ринку будівельних мате-
ріалів України з’являються нові виробники
та постачальники з різноманітними модифі-
каціями нових матеріалів. Серед постачальни-
ків, нажаль, зустрічаються фірми, які необґрун-
товано декларують високу якість свого про-
дукту, в тому числі і з точки зору теплоза-
хисних властивостей. Тому необхідно прово-
дити різнобічні випробування матеріалів на
етапі їх впровадження та моніторинг якості
впродовж їх застосування.
Пінополіуретани (ППУ) протягом остан-
ніх десятиріч зарекомендували себе як ефек-
тивні теплоізолятори та широко застосову-
ються у розвинутих країнах Західної Європи
та Америки. Вони застосовуються для ізоля-
ції побутових та промислових холодильних
камер, у аерокосмічній та суднобудівній про-
мисловості. Пінополіуретани – цінні і широко
застосовувані промислові полімери, їх отри-
мують з поліуретанів методом вспінювання
при реакції двох рідких компонентів – ізоціонату
ISSN 0204-3602. Пром. теплотехника, 2012, т. 34, №1 109
ИЗМЕРЕНИЕ, КОНТРОЛЬ, АВТОМАТИЗАЦИЯ ТЕПЛОВЫХ ПРОЦЕССОВ
та поліолу, зазвичай у присутності каталіза-
торів, емульгаторів та інших домішок, в ре-
зультаті чого утворюються мікрокапсули, за-
повнені газом-наповнювачем. Пінополіуре-
тани характеризуються добрими теплоізоля-
ційними властивостями, широким інтервалом
робочих температур, високою питомою міц-
ністю, малою водо- і паропроникністю, стій-
кістю до корозії, дії атмосферних факторів,
хімічних середовищ, радіації.
В Україні декілька фірм проводять буді-
вельні роботи з використанням пінополіуре-
тану різних виробників, зокрема в ПП «Укр-
теплогідроізоляція» [2] застосовують новітні
технологічні розробки, які дозволяють змішу-
вати вихідні хімічні компоненти, вироблені
фірмою ELASTOGRAN GmbH(BASF) [3], та
наносити їх розпиленням на різноманітні по-
верхні безпосередньо на будівельному майдан-
чику. Нанесення пінополіуретану на будівельну
конструкцію, проводять або кріплячи готовий
жорсткий блочний (листовий) матеріал, або
методом розпилення, наносячи послідовно
декілька шарів. При нанесенні розпиленням
утворюється шаруватий матеріал, причому на
поверхні кожного шару утворюється проша-
рок підвищеної щільності, який перешкоджає
виходу газів з мікропор матеріалу і проникнен-
ню у них повітря (дифузії).
Як для теплоізоляційного матеріалу най-
більш цікавою характеристикою ППУ є його
коефіцієнт теплопровідності, який залежить
від питомої густини, складу вихідних ком-
понентів, технології отримання та умов і три-
валості експлуатації. За інформацією фірм-
виробників та постачальників, наведеною в
рекламних проспектах та на сайтах [5-11],
коефіцієнт теплопровідності ППУ складає від
0,018 до 0,035 Вт/(м·К). Значення коефіцієнту
теплопровідності, наведене на сайті [6], для
пінополіуретану, спіненого фреоном, складає
0,018 Вт/(м·К) і за 30 років експлуатації збіль-
шується до 0,025 Вт/(м·К), причому його
теплопровідність наближається до значен-
ня для пінополіуретану, спіненого СО2. А на
сайті [7] наведено значення теплопровідності
0,019...0,025 Вт/(м·К).
У порівнянні з іншими традиційними
будівельними теплоізоляторами ППУ має
значно кращі показники, деякі характерис-
тики яких приведені у табл. 1.
В ІТТФ НАН України проведені дослід-
ження коефіцієнту теплопровідності ППУ
«ELASTOPOR H», виробленого з компонентів
фірми ELASTOGRAN GmbH (BASF). Дослід-
ження проведені як на зразках матеріалу,
спеціально виготовлених для цих випробу-
вань, так і на зразках, що були вилучені з
покрівель будинків, де вони експлуатувались
кілька років. Метою цих досліджень було
встановлення розрахункового значення коефі-
цієнту теплопровідності даного виду ППУ,
яке може використовуватися при розрахун-
ках теплової ізоляції будівель при тривалій
експлуатації.
Вимірювання коефіцієнтів теплопровіднос-
ті зразків пінополіуретану здійснено методом
пластини на установці ИТ-7С [12, 13], що ос-
нащена перетворювачами теплового потоку
та призначена для вимірювання коефіцієнтів
Табл. 1. Властивості будівельних теплоізоляторів [5]
Теплоізолятор Густина,
кг/м3
Коефіцієнт
теплопровідності,
Вт/(м·К)
Пористість
Термін
експл.,
років
Діапазон робочих
температур, °С
Жорсткий
пінополіуретан 40...160 0,025...0,03 Закрита 30 -200... +150
Мінеральна вата 55...150 0,052...0,058 Відкрита 5 -40...+120
Пробкова плита 220...240 0,050...0,060 Закрита 3 -30..+90
Пінобетон 250...400 0,145...0,160 Відкрита 10 -30...+120
ISSN 0204-3602. Пром. теплотехника, 2012, т. 34, №1110
ИЗМЕРЕНИЕ, КОНТРОЛЬ, АВТОМАТИЗАЦИЯ ТЕПЛОВЫХ ПРОЦЕССОВ
ефективної теплопровідності та термічного
опору будівельних і теплоізоляційних мате-
ріалів згідно стандартам [14, 15].
Основні технічні характеристики
установки ИТ-7С:
– діапазон значень вимірюваних коефіцієнтів
теплопровідності від 0,02 до 3,0 Вт/(м∙К);
– границі допустимої основної відносної по-
хибки вимірювання коефіцієнта теплопровід-
ності ±3 %;
– діапазон значень середньої температури зраз-
ка від мінус 40 до + 180 °С.
Метод дослідження полягає в створенні
стаціонарної різниці температур між дво-
ма поверхнями зразка матеріалу (пластини);
вимірюванні цієї різниці температур, густи-
ни теплового потоку крізь зразок та товщини
цього зразка; обчисленні коефіцієнта тепло-
провідності зразка за результатами вимірювань.
Застосування цього методу для будівельних
матеріалів нормовано [14, 15].
Коефіцієнт теплопровідності зразка λ виз-
начають за розрахунковою формулою:
B
2
H
Th
q q
∆
λ = +
, (1)
де qB = KB(TB)·EПТПВ
; qН = KН(TН)·EПТПН
. (2)
Густину дослідних зразків обчислено на
підставі визначення маси за допомогою ваг
„AXIS” AD500 та вимірювання їх розмірів
цифровим штангенциркулем та металевою
лінійкою.
Дослідження проведено на шаруватих
зразках ППУ, які попередньо були механічно
оброблені для надання поверхням плоско-
паралельної форми, при цьому було знято по-
верхневі щільні прошарки, які перешкоджають
дифузії газів. Зразки виконано у формі дисків
діаметром (300 ± 25) мм, товщиною (50 ± 5) мм.
Кількість випробуваних зразків:
• для дослідження у сухому стані: п’ять зразків
пінополіуретану густиною 41,5…47 кг/м3, ви-
триманих у нормальних лабораторних умовах
протягом 6÷8 місяців, один зразок густиною
57,7 кг/м3, демонтований з покрівлі після 8
років експлуатації, а також один зразок густи-
ною 40,5 кг/м3 після одного року експлуатації
(разом – сім зразків пінополіуретану). Резуль-
тати наведено на рис. 1.
• для дослідження зволожених зразків: три
зразки пінополіуретану. Підготування зразків
до вимірювань полягало у їх зволоженні до
досягнення стану рівноважної вологості в
умовах експлуатації. Експериментуючи з різ-
ними методиками вдалося досягти вологості
зразків, близької до гранично досяжної при
короткотривалому зволоженні, що не пере-
вищує 2,0 %. Результати наведено на рис. 2.
• для дослідження вакуумованих зразків: два
зразки пінополіуретану, підданих прискоре-
ному штучному старінню вакуумуванням, що
проводилось шляхом циклічного вакуумуван-
ня у вакуумній шафі. Зразки витримувались
протягом 8÷9 годин під тиском 0,05 атм, а
решту часу до кінця циклу тривалістю 24 го-
дини – при атмосферному тиску. Разом вико-
нано десять повних циклів. Результати наве-
дено на рис. 3.
Вимірювання коефіцієнта теплопровід-
ності проводились в діапазоні середніх тем-
ператур від мінус 20 до +35 °С. Для деяких
зразків в сухому стані (№ 3, № 5 та № 6) вико-
нано вимірювання коефіцієнта теплопровід-
ності за середньої температури +60°С. Усі ви-
мірювання, виконані за температури + 20 °С
та нижче, відбувались при розміщенні тепло-
вого блоку установки ИТ-7С в морозильній
камері.
Висновки
1. За результатами вімірювань коефіцієн-
та теплопровідності зразків ППУ у сухому
стані, зволожених та штучно зістарених ваку-
умуванням, визначено коефіцієнт теплопро-
відності пінополіуретану «ELASTOPOR H»,
значення якого не перевищує 0,030 Вт/(м·К)
при температурі 25 ºС. Це значно менше зна-
чення 0,040 Вт/(м·К), наведеного в [1] для
виробів з жорсткого пінополіуретану з позірною
густиною 40 кг/м3.
2. Пінополіуретан «ELASTOPOR H» є пер-
спективним будівельним матеріалом, який
ISSN 0204-3602. Пром. теплотехника, 2012, т. 34, №1 111
ИЗМЕРЕНИЕ, КОНТРОЛЬ, АВТОМАТИЗАЦИЯ ТЕПЛОВЫХ ПРОЦЕССОВ
Рис. 1. Графіки залежності коефіцієнта теплопровідності зразків
пінополіуретану від температури.
Рис. 2. Графіки залежності коефіцієнта
теплопровідності зразків пінополіуретану
від температури в сухому та
зволоженому станах:
а) – зразок 3, б) – зразок 4, в) – зразок 5;
■ – до зволоження; • – після зволоження.
а) б)
в)
ISSN 0204-3602. Пром. теплотехника, 2012, т. 34, №1112
ИЗМЕРЕНИЕ, КОНТРОЛЬ, АВТОМАТИЗАЦИЯ ТЕПЛОВЫХ ПРОЦЕССОВ
має високі теплоізоляційні властивості, що
підтверджено результатами випробувань. От-
римані значення коефіцієнтів теплопровід-
ності пінополіуретану та загальний вигляд
температурної залежності цього параметру
відповідають даним, що наводить фірма-
виробник.
3. На даний час будівельні теплоізолятори
та вироби з ППУ набувають широкого впро-
вадження у народному господарстві України.
Оскільки дані про теплопровідність пінопо-
ліуретану з різних джерел суттєво відріз-
няються, для отримання коректного значення
слід експериментально визначати коефіцієнт
теплопровідності зразків ППУ конкретного
виробника. Отримані значення надалі засто-
совують для визначення розрахункових зна-
чень коефіцієнтів теплопровідності, що необ-
хідні для теплотехнічних розрахунків буді-
вель та споруд.
ЛІТЕРАТУРА
1. ДБН В.2.6-31:2006 Конструкції будинків
і споруд. Теплова ізоляція будівель. – Мінбуд
України, 2006.
2. http://www.utgi.com.ua
3. http://www.basf.ru
4. Патент України № 31274 від 25.03.2008
(бюл. №6, 2008р.).
5. http://www.ooo-vladimir.com.ua/material.
php
6. http://www.monolit-ripor.ru
7. http:// www.poliuretan.ru
8. http://www.termofasad.com/polyuretan.html
9. http://www.linksgroup.dp.ua/ukr.htm
10. http://plastmassa.net/penopolyurethane/
behaviour/
11. http://www.zabudova.in.ua/building-20.
html
12. Бурова З., Воробйов Л., Декуша Л., Деку-
ша О. Установка для вимірювання коефіцієнта
теплопровідності будівельних матеріалів ИТ-
7С // Метрологія та прилади. – Харків, 2009. –
№ 6 – С. 9-15.
13. Бурова З.А., Воробйов Л.И., Декуша Л.В. и
др. Повышение точности измерения теплопро-
водности строительных и теплоизоляционных
материалов // Пром.теплотехника. – К.:, 2010. –
Т. 32, № 1 – С. 113-121.
14. ДСТУ Б В.2.7-105-2000 (ГОСТ 7076-99)
Матеріали та вироби будівельні. Метод виз-
начення теплопровідності і термічного опору
при стаціонарному тепловому режимі.
15. ISO 8301:1991 Thermal insulation – Deter-
mination of steady-state thermal resistance and
related properties – Heat flow meter apparatus
(Теплоізоляція. Визначення теплового опору
та пов’язаних із ним характеристик. Прилад із
перетворювачем теплового потоку).
Получено 06.10.2011 г.
а) б)
Рис. 3. Графіки залежності коефіцієнта теплопровідності від температури зразків
пінополіуретану № 1 (а) і № 2 (б) до і після вакуумування:
• – до вакуумування; ■ – після вакуумування.
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-59062 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 0204-3602 |
| language | Ukrainian |
| last_indexed | 2025-11-24T11:50:43Z |
| publishDate | 2012 |
| publisher | Інститут технічної теплофізики НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Бурова, З.А. Воробйов, Л.Й. Декуша, Л.В. Мазуренко, О.Г. Довганюк, В.М. 2014-04-06T09:54:14Z 2014-04-06T09:54:14Z 2012 Дослідження теплопровідності пінополіуретану / З.А. Бурова, Л.Й. Воробйов, Л.В. Декуша, О.Г. Мазуренко, В.М. Довганюк // Промышленная теплотехника. — 2012. — Т. 34, № 1. — С. 108-112. — Бібліогр.: 15 назв. — укр. 0204-3602 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/59062 536.2.08:691.175.664 Изложены результаты исследований на установке ИТ-7С теплопроводности образцов пенополиуретана «ELASTOPOR H» производства фирмы ELASTOGRAN GmbH (BASF) в сухом состоянии, увлажненных и состаренных вакуумированием. Викладено результати досліджень на установці ИТ-7С теплопровідності зразків пінополіуре-тану «ELASTOPOR H» виробниц-тва фірми ELASTOGRAN GmbH (BASF) у сухому стані, зволожених та зістарених вакуумуванням. The researches results on the device ИT-7С of thermal conductivity of foamed polyurethane «ELASTOPOR H» productioned by ELASTOGRAN GMBH (BASF) in the dry state, water-wet and old-made by vacuumizing are expounded. uk Інститут технічної теплофізики НАН України Промышленная теплотехника Измерение, контроль, автоматизация тепловых процессов Дослідження теплопровідності пінополіуретану The investigation of the polyurethane foam thermal conductivity Article published earlier |
| spellingShingle | Дослідження теплопровідності пінополіуретану Бурова, З.А. Воробйов, Л.Й. Декуша, Л.В. Мазуренко, О.Г. Довганюк, В.М. Измерение, контроль, автоматизация тепловых процессов |
| title | Дослідження теплопровідності пінополіуретану |
| title_alt | The investigation of the polyurethane foam thermal conductivity |
| title_full | Дослідження теплопровідності пінополіуретану |
| title_fullStr | Дослідження теплопровідності пінополіуретану |
| title_full_unstemmed | Дослідження теплопровідності пінополіуретану |
| title_short | Дослідження теплопровідності пінополіуретану |
| title_sort | дослідження теплопровідності пінополіуретану |
| topic | Измерение, контроль, автоматизация тепловых процессов |
| topic_facet | Измерение, контроль, автоматизация тепловых процессов |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/59062 |
| work_keys_str_mv | AT burovaza doslídžennâteploprovídnostípínopolíuretanu AT vorobiovli doslídžennâteploprovídnostípínopolíuretanu AT dekušalv doslídžennâteploprovídnostípínopolíuretanu AT mazurenkoog doslídžennâteploprovídnostípínopolíuretanu AT dovganûkvm doslídžennâteploprovídnostípínopolíuretanu AT burovaza theinvestigationofthepolyurethanefoamthermalconductivity AT vorobiovli theinvestigationofthepolyurethanefoamthermalconductivity AT dekušalv theinvestigationofthepolyurethanefoamthermalconductivity AT mazurenkoog theinvestigationofthepolyurethanefoamthermalconductivity AT dovganûkvm theinvestigationofthepolyurethanefoamthermalconductivity |