Одним з найпоширеніших синтетичних полімерів, вживаних в будівництві, є поліуретан. Цей матеріал сьогодні один з найбільш затребуваних продуктів хімічної промисловості. На його основі виробляє монтажні клеї, лакофарбові матеріали, герметики, теплоїзолятори, еластичні покриття. На основі поліуретану виробляють і монтажну піну, споживання якої у світі постійно зростає.
Механізм утворення поліуретанової піни Поліуретан - з'єднання метілендіфенілдіізоціаната (МДІ) і багатоатомних спиртів (поліолів). Процес утворення полімерного з'єднання при отриманні монтажної піни проходить у дві фази: • Освіта преполімерних макромолекул. Це в'язке рідке речовина, що отримується при змішуванні надлишку МДІ з поліол. У аерозольних балонах монтажної однокомпонентної піни знаходиться саме преполімер. Для уповільнення полімеризації до перполімеру додають стабілізатори (бензоїлхлориду, ацетилхлоридом).
• Полімеризація преполімеру при реакції з водою, яка утворює між молекулами преполімеру поперечні зв'язки, витісняючи з них вуглекислий газ. Крім води в якості реагенту можуть використовуватися інші нуклеофіли, наприклад, кислоти. Їх використовують при виробництві двокомпонентних монтажних складів.
Галузь застосування У будівництві монтажна піна використовується для виконання таких робіт: • Ущільнення і герметизація щілин і стиків конструкцій; • Для утеплення та звукоізоляції; • Закладення отворів проходу труб в елементах будівель; • Монтаж різних будівельних деталей (віконних підвіконь). • Основна сфера застосування - установка дверних і віконних блоків, де з її допомогою заповнюють проміжки між коробкою і стіною;
Властивості і види Сукупність таких факторів, як характер протікають хімічних реакцій, спосіб заповнення піною робочої зони, температура і рівень вологості навколишнього середовища, обсяги виконуваних робіт, визначають різні варіанти її складу і пристрої балона. По механізму випуску вмісту з балона піна буває таких видів; • Любительська (побутова). Оснащується пластикової трубкою-соплом для направлення потоку; • Професійна. Матеріал такого типу марки Makroflex маркується позначенням «Pro». Має клапан для використання спеціального пістолета.
Монтажна піна залежно від рекомендованої температури навколишнього середовища буває: • Зимова, що допускає проведення монтажних робіт при температурі від -10 C (Makroflex Winter), або навіть до -20 ° C (професійна зимова піна Tytan Professional 65) до + 30 ° C. Вони витримують мороз до -700C. • Літня, до якої відноситься такі тип матеріалу, який має обмеження застосування при низькій температурі навколишнього середовища. Вона повинна бути вище + 5 ° C (Makroflex або монтажна піна від компанії Селена Tytan Professional STD). Максимально допустима температура навколишнього середовища - до + 300C. Це пояснюється критичним зменшенням в'язкості преполімеру. Максимальна температура навколишнього середовища, при якій висохлий матеріал Makroflex зберігає властивості - 1000C;
• Універсальна, або всесезонна (Tytan Professional Lexy). Допустима температура для проведення робіт - від -150C до + 300C. Залежно від кількості реагентів в балоні: • Однокомпонентна. Найпоширеніша і дешева монтажна піна. З огляду на те, що хоч полімеризація преполімеру всередині балона значно сповільнюється, термін придатності продукції Makroflex обмежений 12 місяцями. • Двокомпонентна. У цьому випадку реакція полімеризації відбувається не за участю води, а за участю другого компонента, який знаходиться всередині балона в окремій герметичній порожнині.
Двокомпонентна піна видавлюється з балона спеціальним плунжерним пістолетом. Вона не залежить від рівня вологості атмосфери і має високу вартість (Makroflex Rapido). Ступінь її розширення невисока, так як це відбувається тільки за рахунок що утворюється вуглекислого газу під час реакції. Це матеріал допускає одноразове застосування, так як після змішування реагентів він застигає протягом 10 хвилин. Тому обсяг балона всього 220 мл.
За ступенем вогнестійкості: • Клас B1 - протипожежний матеріал; • Клас B2 - матеріал, затухаючий при загорянні; • Клас B3 - горючий матеріал. Всі види продукції Makroflex, Титан мають клас
Динаміка розширення поліуретана- головна її характеристика У балоні крім преполімеру міститься суміш газів-пропеллентов, закачанних в нього під тиском. Через це вони знаходяться в рідкому стані. При відкриванні клапана балона скраплений газ виривається назовні, тягнучи за собою преполімер, і моментально скипає. Обсяг закачаного газу в природних умовах визначає обсяг піни на виході. За рахунок стрімкого виходу пропеллента преполімер не тільки витісняється з балона, а й отримує первинне моментальне спінювання. Подальшу освіту бульбашок у складі відбувається за рахунок вуглекислого газу, що виділяється при почалася реакції полімеризації.
Для побутової піни Makroflex в якості пропеллента використовують легкі гази, які при закипанні значно збільшуються в об'ємі. Але разом з тим щільність матеріалу виходить низька (25 кг / м3), що позначається на її характеристиках міцності. Складається з великих однорідних осередків. Коефіцієнт розширення побутової зимової піни Makroflex Winter - 1:50. Побутова монтажна піна зазвичай вимагає підрізування, оскільки її обсяг значно перевищує обсяг заповнюваного простору. Матеріал цього типу не використовується для монтажних робіт, а тільки для герметизації і ущільнення.
Професійна піна Makroflex має великий коефіцієнт первинного розширення, а її більш висока щільність (25-30 кг / м3) дозволяє її використовувати при монтажних роботах. Структура її - маленькі осередки однакового розміру. Професійна піна на виході перевищує вихідний обсяг майже в 65 разів. За рахунок контрольованої подачі матеріалу в професійних балонах він отримує моментальне розширення не на поверхні, а в соплі пістолета, він потрапляє в герметизируемой місце практично в кінцевому обсязі. Тому професійне запенивание більш економне і акуратне.
Усередині балона преполімер та скраплений газ з часом відділяються, і для кращої дифузії молекул балон перед вживанням потрібно добре збовтувати. В іншому випадку з нього вийде один тільки газ, а преполімер залишиться всередині. В даний час замість фреону в якості пропеллента використовують гази, що не руйнують озоновий шар атмосфери. Наприклад, монтажна піна Tytan Professional O2 має характерний значок в назві. Баланс між часом первинного затвердіння і тривалістю розширення
Одним з важливих компонентів вмісту балона є поверхнево-активні речовини (ПАР), що регулюють процес утворення мікробульбашок. Ефект регулювання розмірів і кількості бульбашок досягається оптимальним поєднанням силіконів, що перешкоджають об'єднанню декількох бульбашок з утворенням порожнин до закінчення реакції полімеризації і силіконів, що перешкоджають утворенню надмірної кількості бульбашок. Для того, щоб усередині піни не виникало надлишкового тиску і зайвий газ міг до затвердіння зовнішнього шару знаходити канали для виходу назовні, важливо оптимальне поєднання різних видів ПАР. Завдяки ПАР, основна маса бульбашок цілісні, що забезпечує водонепроникність матеріалу.
Вторинна усадка або розширення матеріалу після завершення процесу первинного розширення - результат відсутності оптимального тиску газу всередині бульбашок піни. Надмірний тиск газу з часом вирівнюється, що призводить до стискання піни. Неякісна піна (з незбалансованим складом) може навіть відшаровуватися від поверхні, оскільки значно зменшується в об'ємі. Якісна професійна зимова монтажна піна Титан, Makroflex, має мінімальний тиск газу в бульбашках, що забезпечує усадку не більше 5%.
Побутова піна Makroflex швидко твердне на поверхні, в той час як в її товщі ще відбувається утворення вуглекислого газу. Тому в період вторинного розширення до початку усадки вона може надавати великий тиск на деталі конструкцій. При використанні її для монтажу дверей рекомендується використовувати розпірки, що запобігають заклинювання дверного полотна. Розмір осередків пористої структури регулюється балансом ПАР, рецепт якого у кожного виробника свій.
Недоліки поліуретанової монтажної піни З найбільш значущих недоліків є чутливість до ультрафіолету. Під його променями поліуретан втрачає свої властивості і руйнується, тому його обов'язково або шпаклюють, або закривають від прямих сонячних променів. Одне з позитивних якостей поліуретану - хімічна інертність - має і негативну сторону, оскільки після висихання ніякі розчинники його не беруть. Тому застосовувати ацетонові очищувачі для видалення потрапила на поверхню рук є сенс тільки до висихання матеріалу. Якщо піна застигла, то видаляють її механічним шляхом за допомогою пемзи.
За допомогою монтажної піни сьогодні в будівництві швидко і ефективно вирішуються багато завдань. Велика різноманітність цієї продукції дозволяє успішно застосовувати її в самих різних умовах.
