泡沫聚合物保温材料的研究进展及其应用.docx
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1、泡沫聚合物保温材料的争辩进展及其应用摘要:综述了以聚氨酯泡沫、聚乙烯泡沫和酚醛泡沫塑料为代表的轻质聚合物泡沫保温材料的进展状况。关键词:保温材料;泡沫聚合物;聚氨酯泡沫;聚乙烯泡沫;酚醛泡沫保温材料是指对热流具有显著阻抗性的材料或材料复合体。泡沫聚合物是气体分散于固体聚 合物中所形成的聚合体。泡沫聚合物的热传递作用主要是传导传递,不发生对流作用,辐射传递很小。它的热导率主要取决于气泡内部气体的热导率,在低温条件下,其热导率进一步降低,因此,它具有很好的保温隔热功能。其中硬质泡沫塑料以其强度、质量轻和闭孔率高的特点特别适合作为冰箱、冷柜、冷库和冷藏车辆等低温设施的保温材料1。各种泡沫塑 料通过双
2、面加贴沥青纸、铝箔、彩钢板制成复合夹心板材以及参加纤维、填料和空心微球等可制成增加泡沫塑料。泡沫聚合物与其它材质所构成的复合材料除具有很好的保温隔热功能 以外,还表现出多种优异的性质,它们已经被广泛用于化工生产、房屋建筑、食品工业、能源输送等众多领域。1 聚氨酯泡沫保温材料聚氨酯(PU)树脂是由异氰酸酯与聚酯树脂或聚醚树脂反响制成的一种具有氨基甲酸酯链段 重复构造单元的聚合物。聚氨酯材料性能优异,用途广泛,制品种类多,其中尤以聚氨酯泡沫塑料的用途最广。20世纪中期,德国首先成功研制聚氨酯泡沫塑料,其承受廉价的石油 化工产品环氧丙烷等作为多元醇的原料,大大降低了聚醚和聚酯的生产本钱,使聚氨酯泡沫
3、塑料获得了飞速进展2。硬质聚氨酯泡沫(简称 PURF)目前仍旧是固体材料中隔热性能最好的保温材料之一。其泡孔构造由很多个微小的闭孔所组成,这些微孔互不相通,因此该材料不吸水、不透水,带表皮的 PURF 的吸水率为零。该材料既保温又防水,是保温防水双全材料,应用在屋顶和墙体上,可代替传统的防水层和保温层,具有一材双用之成效,以下对其性能和使用效果作简要论述:a 优良的隔热保温性能因 Pu 硬泡在成型过程中以氟利昂(F11)为发泡剂,在形成的均匀致密的封闭孔中布满了 F11 气体,使其具有极低的导热系数(00077WmK),仅为空气的13。据测算,30ram 硬泡的隔热效果与110ram 珍宝石,
4、130mm 水泥蛭石,或(165142)rfUTl 泡沫混凝土相当。b 独特的抗水渗透性能PU 硬泡是闭孔率高达92 以上的构造致密的微孔泡沫体,吸水率极低(02kgm2,具有肯定的弹性、伸长率和很强的粘接性,能与金属、木材、水泥等多种材料结实粘合,在施工中承受直接喷涂或浇铸成型技术,没有拼接缝,保温层与基层能形成整体,既不会脱层开裂,也不会由于基层产生肯定的变形、裂纹,造成泡沫体裂开。c 较高的机械强度和抗老化、耐用性因 PU 硬泡材质自身物理强度较高,具有均匀致密的闭孔构造,所以泡沫体具有较高的机械强度,其抗压强度相当于水泥蛭石。而且 PU 硬泡具有很好的稳定性,在长期使用中不会发生体积变
5、形和强度变形,因而Pu 硬泡完全可以直接承受坡屋面彩瓦及上人检修的荷载。同时,由于 PU 硬泡物理化学性能稳定,泡沫闭孔构造防止了水分及其它液体、气体侵透和微生物的滋生,从而延缓了泡沫体的老化。据测定其湿抗老化期为 l6年,热老化期为6o 年。依据国外资料说明,用 PU 硬泡作屋面绝热层的学校,使用 l0年后,其导热系数为0025WmK,水分含量为0034V,容量为32kgmL 引。聚氨脂硬质泡沫塑料将传统的绝热、防水层合二为一,近年来逐步推广应用到房屋建设中。其以轻质、绝热、防水等方面的优异性能,代替了传统的隔热、保温、防水做法,特别适合于现浇混凝土坡屋面。既减轻了屋面荷载,又保障了屋面不渗
6、漏、隔热、保温、节能,为现浇混凝土坡屋面保温、防水供给了一条牢靠的施工方法。兴旺国家(如欧美)的 PURF 有6o 作为节能材料用在建筑上,而我国的聚氨脂硬质泡沫塑料6o 以上主要用于冰箱、冰柜的隔热保温 J。近几年该材料在建筑上开头使用,如:国家大型储藏粮库的屋顶承受该材料作为防水保温层。由于 PURF 的导热系数仅为(00200073)w(mK),因此将该材料应用于建筑物的屋顶、墙体、地面作为节能保温材料,其节能效果将格外显著5l。目前,这种保温材料使用的发泡剂 F11(一氟三氯甲烷),因其破坏臭氧层和引起温室效应即将被禁用。而查找经济适用、环保型的发泡剂替代 F11早在80年月已成为世界
7、的热门争辩课 题。目前,联合国环保署推举使用的主要是141b 和环戊烷。但141b 分子中仍有氟和氯原子,臭氧层潜耗值 ODP=011,所以只能过渡性的替代 F11,最终将和 F11一起被禁用。有关无氟复合发泡剂的复配争辩已经有了一些进展,如:周春雨等开发的自然高分子与水复合的发泡剂。该发泡剂是一种以水为基的含 OH 根离子的几种高分子原料组合,通过肯定的比例混合搅拌的一种高分子复合物。该产品完全无氟,ODP= 0,以它为发泡剂结合其它各种复配材料所产生的聚氨酯硬质塑料的保温性能、表观密度、压缩性能、水蒸气透湿系数、吸水率等多种物理性能指标根本到达含氟产品的水平6。由于聚氨脂泡沫塑料燃烧产烟量
8、大、烟气毒性大、产品很难到达消防安全要求,特别在一些对消防要求高的场所,其使用受到了肯定的限制。在欧美日等兴旺国家其生产和应用比例已呈下降趋势。2 聚乙烯(PE)泡沫塑料1941年,美国杜邦公司首先制成聚乙烯泡沫塑料。随着工艺技术和制造设备的进展以及聚 乙烯泡沫塑料具有良好的物理和化学性能,目前它已经成为一个产品多样、生产量大、应用面宽的泡沫塑料品种。主要有模压发泡、挤动身泡等生产工艺,又分非交联和交联两种。 聚乙烯泡沫塑料具有闭孔构造特点、热导率低、吸湿和透湿性小、抗腐蚀、不吸湿、吸取冲击性好和优良的电绝缘性能等,可用于建筑物、冷藏汽车、冷藏火车的保温隔热材料以及电子产品。又由于其毒性极低,
9、可直接与食品接触,应用范围越来越广。聚乙烯泡沫塑料的最高使用温度为80,依据有关资料显示,经交联的聚乙烯泡沫塑料最高使用温度可到达 100oC 左右。它可用于空调系统通风管道、工业管道、容器、房屋建筑等的常温或低温下的保温隔热。目前,聚乙烯泡沫塑料的进展也是以轻质复合材料的开发为主,承受聚乙烯为轻骨料,结合硅酸盐水泥等材料,可以制备出质轻、导热系数小、吸水性低、抗冻融性好和膨胀系数较大的轻型建筑保温材料,可以满足冷库和一般建筑的保温隔热需要-7 ;另外,由于聚乙烯具有优良的加工性能,以聚乙烯为主料添加其它高分子弹性体制成橡塑复合泡沫材料,可改善聚乙烯泡沫塑料的柔韧性,通过过融等方式可很轻易地在
10、外表复合布料、铝箔等柔性面料等二次加工使其制品更具共性化和更宽阔的使用领域。由于聚乙烯自身防火性能较差,聚乙烯泡沫塑料要到达建筑所需要的防火性能要求,须添加大量的阻燃剂,使其各项物理性能大幅下降;同时因使用温度较低和原料较贵,其使用领域也受到肯定限制。写扬子 2023-07-03 15:27检举水刃木金兑的感言:感谢你你觉得这个答案好不好?好(1)不好(0)摘要: 本文就当前我国常用的外墙保温技术及节能材料加以论述。在大力推广外墙保温技术的同时,要加强型节能材料的开发和利用,从而使建筑节能真正得以实施。关键词: 建筑材料 建筑节能建筑节能是执行国家环境保护和节约能源政策的主要内容,是贯彻国民经
11、济可持续进展的重要组成局部。国家建设部在1995年公布了城市建筑节能实施细则等文件,把民 用建筑节能设计标准采暖居住建筑局部JGJ26-95列为强制性标准,同时建设部又于2023年10月1日公布了第76号令民用建筑节能治理规定,对不符合节能标准的工程,不 得批准建设。在这样一系列的节能政策、法规、标准和强制性条文的指导下,我国住宅建设的节能工作不断深入,节能标准不断提高,引进开发了很多型的节能技术和材料,在住宅建筑中大力推广使用。但我国目前的建筑节能水平,还远低于兴旺国家,我国建筑单位面积能耗仍是气候相近的兴旺国家的3倍5倍。北方严寒地区的建筑采暖能耗已占当地全社会能耗的20%以上,且绝大局部
12、都是承受火力发电和燃煤锅炉,同时给环境带来严峻的污染。所以建筑节能还是本世纪我国建筑业的一个重要的课题。在建筑中,外围护构造的热损耗较大,外围护构造中墙体又占了很大份额。所以建筑墙体改革与墙体节能技术的进展是建筑节能技术的一个最重要的环节,进展外墙保温技术及节能材料则是建筑节能的主要实现方式。1 外墙保温技术节能保温墙体施工技术主要分为外墙内保温存外墙外保温两大类。1.1 内保温技术及其特点外墙内保温施工,是在外墙构造的内部加做保温层。内保温施工速度快,操作便利机敏, 可以保证施工进度。内保温应用时间较长,技术成熟,施工技术及检验标准是比较完善的。在2023年外墙保温施工中约有90%以上的工程
13、应用内保温技术。被大面积推广的内保温技术有:增加石膏复合聚苯保温板、聚合物砂浆复合聚苯保温板、增加水泥复合聚苯保温板、内墙贴聚苯板抹粉刷石膏及抹聚苯颗粒保温料浆加抗裂砂浆压入网格布的做法。但内保温会多占用使用面积,“热桥”问题不易解决,简洁引起开裂,还会影响施工速度, 影响居民的二次装修,且内墙悬挂和固定物件也简洁破坏内保温构造。内保温在技术上的不 合理性,打算了其必定要被外保温所替代。1.2 外保温技术及其特点外保温是目前大力推广的一种建筑保温节能技术。外保温与内保温相比,技术合理,有其明显的优越性,使用同样规格、同样尺寸和性能的保温材料,外保温比内保温的效果好。外保温技术不仅适用于建的构造
14、工程,也适用于旧楼改造,适用于范围广,技术含量高; 外保温包在主体构造的外侧,能够保护主体构造,延长建筑物的寿命;有效削减了建筑构造的热桥,增加建筑的有效空间;同时消退了冷凝,提高了居住的舒适度。目前比较成熟的外墙保温技术主要有以下几种。1.2.1 外挂式外保温外挂的保温材料有岩矿棉、玻璃棉毡、聚苯乙烯泡沫板简称聚苯板,EPS、XPS、陶粒混凝土复合聚苯仿石装饰保温板、钢丝网架夹芯墙板等。其中聚苯板因具有优良的物理性能和廉价的本钱,已经在全世界范围内的外墙保温外挂技术中被广泛应用。该外挂技术是承受粘接砂浆或者是专用的固定件将保温材料贴、挂在外墙上,然后抹抗裂砂浆,压入玻璃纤维网格布形成保护层,
15、最终加做装饰面。还有一种做法是用专用的固定件将不易吸水的各种保温板固定在外墙上,然后将铝板、自然石材、彩色玻璃等外挂在预先制作的龙骨上,直接形成装饰面。由贝聿铭先生设计的中国银行总行办公楼的外保温就是承受的这种设计。这种外挂式的外保温安装费时,施工难度大,且施工占用主导工期,待主体验收完后才可以进展施工。在进展高层施工时,施工人员的安全不易得到保障。1.2.2 聚苯板与墙体一次浇注成型该技术是在混凝土框剪体系中将聚苯板内置于建筑模板内,在马上浇注的墙体外侧, 然后浇注混凝土,混凝土与聚苯板一次浇注成型为复合墙体。该技术解决了外挂式外保温的 主要问题,其优势是很明显的。由于外墙主体与保温层一次成
16、活,工效提高,工期大大缩短, 且施工人员的安全性得到了保证。而且在冬季施工时,聚苯板起保温的作用,可削减外围围护保温措施。但在浇注混凝土时要留意均匀、连续浇注,否则由于混凝土侧压力的影响会造成聚苯板在拆模后消灭变形和错茬,影响后序施工。其中内置的聚苯板可以是双面钢丝网的,也可以是单面钢丝网的。双面钢丝网聚苯板与混凝土的连接,主要是依靠内侧钢丝网架与墙体外侧配筋相绑扎及混凝土与聚苯板的粘接 力,其结合性能良好,具有较高的安全度。单面钢丝网聚苯板与混凝土的连接,主要依靠混凝土与聚苯板的粘接力以及斜插钢筋、L 型钢等与混凝土墙体的锚固力,结合性能也较好。与双钢丝网相比较,单面钢丝网技术因取消了内侧钢
17、丝网和安装保温板前的板外侧抹灰,节约了工时和材料。其造价可降低10%左右。但此两种做法都承受了钢丝网架,造价较高,且钢材是热的良导体,直接传热,会降低墙体的保温效果。我们对于混凝土与无网架聚苯板一次成型复合墙体进展了试验争辩。试验结果说明,在混凝土中水泥浆量适宜的条件下,直接利用混凝土作为粘接剂来粘贴聚苯板,是完全可能的。当我们对聚苯板的反面进展处理之后,其与混凝土的粘接力进一步提高其平均粘接强度可 以到达0.07Mpa,而且破坏均发生在聚苯板内。此技术取消了钢丝网架,其保温性能提高, 而且板的本钱再次降低。在经过对其长期耐久性论证之后,工程中可以推广使用。1.2.3 聚苯颗粒保温料浆外墙保温
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- 泡沫 聚合物 保温材料 研究进展 及其 应用
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