فوم پلیایزوسیانورات PIR چیست؟
فوم پلیایزوسیانورات یا PIR یک عایق حرارتی است که به طور فزایندهای در ساختوساز و صنعت مورد استفاده قرار میگیرد و به دلیل ساختار ایزوسیانورات و گازهای دمنده با رسانایی کم، رسانندگی حرارتی بسیار کمتری نسبت به بسیاری از عایقهای متداول دارد. PIR یک ماده پلیمری ترموست است که از واکنش ایزوسیاناتها و پلیولها به دست میآید و هنگام گرم شدن ذوب نمیشود.
۱. فوم PIR چیست و چه ویژگیای دارد؟
PIR یک عایق حرارتی ترموست است که میتواند در مقایسه با فومهای پلییورتان معمولی، مقاومت حرارتی مشابه یا بهتر، همراه با پایداری حرارتی و رفتار بهتر در برابر آتشگیری ارائه دهد.
در این ساختار، حضور پیوندهای ایزوسیانورات باعث میشود ماده نهایی در برابر حرارت پایدارتر باشد. به همین دلیل، PIR در بسیاری از کاربردهای صنعتی و ساختمانی به عنوان یک گزینه مهم عایقکاری مطرح است.
۲. تاریخچه و منطق ساختاری فومهای PIR
در سال ۱۹۶۷، فومهای پلیایزوسیانورات اصلاحشده با یورتان به عنوان PIR معرفی شدند. این ترکیبات عملاً نسخهای بهبود یافته از عایقهای پلییورتان هستند که پایداری حرارتی، مقاومت در برابر شعله، مقاومت شیمیایی و پایداری ابعادی بهتری از PUR نشان میدهند.
در طول تولید PIR، واکنش پلیول و پلیایزوسیانات در دمای بالاتری نسبت به تولید PUR انجام میشود. این شرایط به ایزوسیانات اضافی اجازه میدهد با خود واکنش داده و زنجیرههای قوی ایزوسیانورات را ایجاد کند. این پیوندهای عرضی از پیوندهای یورتان معمولی قویتر هستند و در نتیجه خواص نهایی فوم بهبود پیدا میکند.
۳. واکنش تریمریزاسیون و تشکیل ساختار ایزوسیانورات
واکنشهایی که منجر به تولید ساختار ایزوسیانورات میشوند باید بهصورت شفاف در صفحه دیده شوند. در این بخش هم جای تصویر واکنش و هم بازنویسی فرمول به شکل متنی قرار داده شده است.
معمولاً ایزوسیانات در مقادیر بالاتر از استوکیومتری در فرمول فوم به کار میرود تا واکنش یک ایزوسیانات با دیگری و تشکیل ساختارهای حلقوی ایزوسیانورات تسهیل شود. برای افزایش سرعت تشکیل این حلقهها نیز از کاتالیستهایی استفاده میشود که به طور ویژه برای ارتقای تشکیل ساختار ایزوسیانورات توسعه یافتهاند.
نسبت پلیایزوسیانات به پلیول یا شاخص (Index) یکی از پارامترهای کلیدی در تعیین خواص نهایی فوم است. در شاخصهای پایین، رفتار فوم به یورتانها نزدیکتر است؛ اما با افزایش این نسبت، واکنش تریمریزاسیون بیشتر رخ میدهد و ویژگیهای مرتبط با PIR آشکارتر میشود.
از آنجا که مقدار کم حلقههای ایزوسیانورات خواص مطلوب ایجاد نمیکند و مقدار بیش از حد آنها نیز میتواند فوم را شکننده کند، کنترل نسبت استوکیومتری، نوع و غلظت کاتالیست و دمای واکنش برای دستیابی به خواص بهینه ضروری است.
۴. مزایای فوم پلیایزوسیانورات
- چگالی کم
- مقاومت مکانیکی خوب
- رسانندگی حرارتی عالی
- مقدار سلولهای بسته زیاد
- جذب آب کم
- عبوردهی بخار آب کم
- مقاومت بهتر در برابر شعله و دود
- نصب آسان
۵. مقایسه فوم PIR با پلییورتان PUR
| شاخص مقایسه | PUR | PIR |
|---|---|---|
| رفتار در برابر شعله | عموماً گرید B3 و با افزودنی تا گرید B2 | عموماً گرید B2 و با تنظیم فرمول تا گرید B1 |
| رسانندگی حرارتی | حدود 0.022 تا 0.028 W/m.K | تا حدود 0.018 W/m.K |
| چگالی توده | حدود 35 تا 45 kg/m3 | حدود 45 تا 55 kg/m3 |
| محدوده دمای کاربری | از حدود 62- تا 110 درجه سانتیگراد | از حدود 196- تا 205 درجه سانتیگراد |
| جذب آب | حدود 2.5 تا 3 درصد | تا حدود 0.9 درصد |
۶. شکلهای فوم PIR و کاربردهای متداول
برای این بخشها، جای مشخص و مرتب برای تصاویر در نظر گرفته شده تا شما بعداً تصاویر واقعی را با همان نام فایلها در مسیر مناسب جایگذاری کنم.
۶-۱. شکلهای متداول فوم PIR
- بلوکهای bun stock که با ریختن مواد به صورت پیوسته یا منفرد در جعبه تولید میشوند.
- تختههای صاف
- پوستههای لولهای
- ساندویچپانلها برای دیوار، سقف و پوششهای ساختمانی
۶-۲. کاربردهای متداول فوم PIR
فومهای PIR در طیف گستردهای از کاربردهای صنعتی و تجاری مانند کانال تهویه مطبوع، سردخانه های مواد غذایی و آشامیدنی، صنایع دارویی، پتروشیمی و گاز طبیعی مایع استفاده میشوند. همچنین این عایق به عنوان هسته برای ساندویچپانلها در حملونقل، ساختمان و پناهگاههای موقت نیز کاربرد دارد.
۷. تعیین مشخصات حرارتی فومهای PIR با روش LOI
آزمایش شاخص اکسیژن محدودکننده یا LOI (Limiting Oxygen Index) یکی از روشهای بسیار پرکاربرد برای تعیین اشتعالپذیری نسبی مواد پلیمری است.
LOI به عنوان حداقل غلظت اکسیژن در مخلوط نیتروژن/اکسیژن تعریف میشود که برای شروع احتراق نمونه در شرایط آزمون لازم است. هرچه مقدار LOI بالاتر باشد، بازدارندگی آتش بیشتر است.
شاخص اکسیژن محدودکننده فومهای PUR اصلاحنشده در محدوده حدود 16 تا 18 درصد گزارش میشود؛ در حالی که برای فومهای PIR این مقدار میتواند تا حدود 35 درصد برسد.
جمعبندی
فوم PIR را میتوان به عنوان یک عایق حرارتی پیشرفته با پایداری حرارتی بهتر، مقاومت بالاتر در برابر شعله، جذب آب کمتر و کاربری گسترده در صنعت و ساختمان شناخت. درک تفاوتهای آن با PUR برای انتخاب دقیقتر سیستم عایق در پروژههای صنعتی و ساختمانی اهمیت زیادی دارد.
ارسال بریف فنی برای بررسی اولیه