История возникновения пенополиуретанов. Обзор пенополиуретанов.
Введение
В настоящее время к полиуретанам относят обширный класс полимеров, зачастую сильно отличающихся химической природой, строением цепи и свойствами, но неизменно содержащих уретановые группы –NHCOO–. Иногда с целью уточнения названия из-за наличия наряду с уретановой других функциональных групп употребляют такие термины, как полиуретаны сложноэфирного типа, полиуретаны на основе простых олигоэфиров, полимочевиноуретаны. Хотя эти названия технически более точны, пользоваться ими неудобно, поэтому применяют термин “полиуретан”, который объединяет все полимеры, содержащие уретановую группу.
Полиуретаны являются универсальным материалом: на основе полиуретанов изготавливают эластичные, полужесткие и жесткие материалы. Полиуретаны перерабатывают практически всеми существующими технологическими методами: экструзией, прессованием, литьем, заливкой. На их основе получают все известные типы материалов и изделий: наполненные, армированные, вспененные, ламинированные, в виде плит, листов, блоков, профилей, волокон, пленок. Наконец, изделия и конструкции на основе полиуретанов используют во всех без исключения отраслях промышленности.
Полиуретаны широко применяются в производстве клеев, герметиков и покрытий. К последним относятся и алкидные лаки, отверждаемые изоцианатами, полиуретановые лаки и уретановые каучуки, использующиеся для дублирования тканей и других субстратов. Эти материалы отлично зарекомендовали себя во многих областях. Благодаря технологичности и исключительной долговечности, эти материалы всё время находятся в поле зрения изготовителей изделий из полиуретановых материалов.
Возможности получения столь разнообразных материалов заложены в особенностях химического строения полиуретанов и неограниченных возможностях регулирования их структуры. Путем изменения степени сшивания теоретически можно получать полимеры с любыми физико-механическими свойствами, характерными для пластиков - от термопластичных до термореактивных. Кроме того, физико-механические свойства этих полимеров можно изменять варьированием химических групп, находящихся между уретановыми звеньями. Это обычно приводит к более тонким изменениям физико-механических свойств.
Таким образом, теоретически путем изменения степени сшивания и комбинирования химических групп, находящихся между уретановыми звеньями в молекуле полимера, можно получить полимеры любой жесткости, причем, возможности эти по существу не ограничены. Даже в простейших линейных полимерах всегда имеются два радикала, варьируя которыми можно придать полимерам различные свойства. Обычно используют разветвленные полимеры, в которых имеется не два, а три, четыре или более различных радикалов. Этим разнообразием свойств материалов на основе полиуретанов и объясняется их широкое применение в промышленности в настоящее время.
Отличительной особенностью полиуретанов является то обстоятельство, что в их разработку внесли вклад практически все промышленно развитые страны. Этот класс полимеров привлек внимание американских исследователей после второй мировой войны.
В начале 30-х годов Карозерс (США) провел исследования по синтезу полиамидов. На основании этих исследований в концерне “I.G.Farbenindustrie” (Германия) начались работы по созданию полимерных материалов, подобных полиамидам. В результате были изобретены новые полимеры – полиуретаны. В 1937 году Байер с сотрудниками синтезировали полиуретановые эластомеры взаимодействием диизоцианатов с различными гидроксилсодержащими соединениями (полиолами). Затем на основе этих композиций они получили жесткие и эластичные пенополиуретаны. Работы того периода преследовали цель заменить полиуретанами такие стратегические материалы, как натуральный каучук, сталь, пробку. В 1945 г. в журналах Modern Plastics и Chemical and Engineering News появилась обзорная статья Г. Клайна и краткая заметка о методах их получения, областях применения и технико-экономических показателей. Вскоре после окончания войны было налажено их промышленное производство.
В 1945 г. военное ведомство США направило в Германию группу наблюдателей для изучения технических достижений в области пластических масс.
Эта группа установила, что, кроме линейных полимеров, получаемых из алифатических гликолей и дизоцианатов, большое значение при изготовлении пенопластов, покрытий и клеев приобрели материалы, полученные на основе диизоцианатов и некоторых сложных полиэфиров. Применение полиуретанов в авиационной промышленности оказалось наиболее интересным: пенопласты использовались в качестве среднего слоя в трехслойных конструкциях, в которых малый вес сочетается с высокой прочностью. Опыт применения таких конструкций показал, что пенопласты весьма вибростойки. В результате применения полиуретановых покрытий для плоскостей самолетов заметно увеличилась их скорость. Эти покрытия обладали хорошей водостойкостью и атмосферостойкостью, а также устойчивостью к действию жидкого топлива.
Фирмой Du Pont были опубликованы работы об исследовании дизоцианатов и методах получения некоторых полиуретановых пенопластов еще в 1946 г. В 1950 г. фирмами Du Pont и Monsanto было организовано производство в полупромышленном масштабе исходных материалов для дизоцианатов. О промышленном типе полиуретановых пенопластов эта фирма сообщила лишь в 1953 г. В результате успешного развития работ в этой области стало возможным на основе композиции сложный полиэфир - диизоцианат получить пенопласт, затвердевающий в месте нанесения, который нашел широкое применение в промышленности.
К этому времени в Германии на основе дизоцианатов была создана мощная промышленность полиуретанов. Ввиду большого спроса на эластичные полиуретановые пенопласты потребление ароматических диизоцианотов по сравнению с алифатическими увеличилось. Производство этих легких эластичных материалов было настолько усовершенствованно, что они начали широко применяться в быту и на транспорте. Благодаря успехам, достигнутым в области промышленного применения различных полиуретанов в Германии, интерес к этим материалам в США значительно возрос.
В 1954 г. США закупили в Германии несколько установок для производства пенопластов. Таким образом, в результате больших успехов, достигнутых в Германии в области исследований и в промышленном производстве полиуретанов, оказалось возможным их проникновение в промышленность пластических масс США.
С того времени эта область химии полимеров развивалась бурными темпами. В разработку химии полиуретанов внесли вклад практически все промышленно развитые страны. В нашей стране интенсивные исследования в этом направлении начаты в 60-х годах группой ученых из Института химии высокомолекулярных соединений АН УССР под руководством академика Ю.С. Липатова. Велись работы также в Институте высокомолекулярных соединений РАН, Институте химической физики РАН, московском и казанском химико-технологических институтах и других вузах и научно-исследовательских институтах. В результате проведенных исследований были созданы тысячи полиуретановых композиций и многочисленные технически ценные материалы на их основе.
Применение полиуретановых эластомеров
Разнообразие исходного сырья, а также химических реакций, сопровождающих синтез полиуретанов, возможности формирования широкого набора химических и физических связей позволяют создавать на основе полиуретанов различные материалы. В связи с этим непрерывно разрабатываются все новые и новые возможности использования полиуретанов. Поэтому в данном обзоре довольно трудно полностью охватить эту тему, и все же будем надеяться, что предлагаемый раздел даст достаточно ясное представление об основных областях их применения.
Полиуретановые эластомеры. Они характеризуются высокими значениями прочности и сопротивления раздиру, износостойкостью, устойчивостью к набуханию в различных маслах и растворителях, а также озоно- и радиационностойкостью. Сочетание высокой эластичности с широким диапазоном твердости определяет превосходные эксплуатационные свойства изделий на их основе. Наиболее широкое применение в промышленности получили литьевые полиуретановые эластомеры, из которых изготовляют как крупногабаритные изделия, так и изделия средних размеров: массивные шины для внутризаводского транспорта, надежность которых в 6–7 раз больше, чем шин из углеводородных каучуков; детали устройств для транспортирования абразивного шлама, флотационных установок, гидроциклов и трубопроводов, применяемых в горнодобывающей промышленности. Тонкими листами полиуретановых эластомеров покрывают лопасти вертолетов, что надежно защищает детали от абразивного износа и повышает срок их эксплуатации более чем в два раза.
Литьевые полиуретановые эластомеры используют также для получения приводных ремней в стиральных машинах, ковровых изделий. Из них изготавливают конвейерные ленты, рукава, разнообразные уплотнительные детали, которые применяют в угледобывающей и нефтеперерабатывающей промышленности, детали машин, валики для текстильной и бумажной промышленности, уплотнения гидравлических устройств шахтных крепей и масляно-пневматических амортизаторов железнодорожного транспорта.
Полиуретановые термоэластопласты наиболее широко применяются в автомобилестроении. Из них изготавливают подшипники скольжения рулевого механизма, элементы для передней подвески, вкладыши рулевых тяг, самосмазывающиеся уплотнения, топливостойкие клапаны, маслостойкие детали, рычаги переключения передач. В обувной промышленности из полиуретановых эластомеров изготавливают сравнительно дешевые и износостойкие подошвы, а также используют в качестве искусственной кожи.
Пенополиуретаны. В 1947 году Байер опубликовал данные о методе получения жестких пенополиуретанов. В результате дальнейших исследований в лабораториях “Farbenfabriken Bayer” были получены эластичные пенополиуретаны, которые обеспечили успешное развитие промышленности полиуретанов.
Процесс образования пенополиуретанов гораздо сложнее, чем процессы, протекающие при получении невспененных полиуретанов, поскольку здесь приходится сталкиваться с явлениями, характерными для коллоидных систем. Для того чтобы иметь ясное представление о процессе пенообразования, нужно знать основные реакции, в результате которых происходят образование газа и рост макромолекул, коллоидную химию формирования пузырьков пены, а также реологию полимера в процессе его отверждения. Для улучшения пенообразования к системе обычно добавляют воду, за счет реакции которой с изоцианатом выделяется углекислый газ, необходимый для вспенивания:

В качестве вспенивателей, особенно в производстве жестких пенопластов, также применяют низкокипящие жидкости – фреоны (хладоны), представляющие собой галоидалканы, например трихлорфторметан. Однако, в связи с проблемой разрушения озонового слоя Земли использование некоторых из них запрещено.
Отметим, что на долю пенополиуретанов приходится не более 5% общего объема потребления фреонов, основная же их часть используется в качестве аэрозольных пропеллентов и рабочего вещества холодильных машин. Тем не менее, перед производителями пенополиуретанов стоит актуальная задача поиска заменителей фреонов.
Пенополиуретаны условно разделяются на следующие группы:
1) по твердости или значению модуля упругости – на жесткие, полужесткие и эластичные (обычно к эластичным относятся пенопласты, имеющие напряжение сжатия при 50%-ной деформации менее 10 кПа, а к жестким – более 150 кПа; полужесткие занимают промежуточное положение);
2) по способу получения – на блочные и формованные;
3) по степени замкнутости ячеек – на открыто- и закрытоячеистые.
Важными свойствами пенополиуретанов являются невысокая кажущаяся плотность (до 16–18 кг/м), отличные теплоизоляционные свойства, высокая прочность при растяжении и раздире, стойкость к окислительному старению.
Основными потребителями эластичных пенополиуретанов являются мебельная промышленность, транспорт (прежде всего автомобилестроение) и обувная промышленность. Жесткие пенополиуретаны являются одними из наиболее распространенных строительных материалов. Эти легкие, но достаточно прочные пенопласты обладают очень низкой теплопроводностью, малой паропроницаемостью, высокой адгезией к металлу, штукатурке и древесине. Их также используют для изоляции холодильных камер, утепления жилых зданий, теплоизоляции трубопроводов, промышленных и административных зданий.
Другие области применения полиуретанов. Перечислим некоторые из перспективных направлений применения полиуретанов, которые являются прекрасными примерами реализации богатства их возможностей. Полиуретаны используют в качестве связующих для изготовления древесно-стружечных плит взамен мочевино-формальдегидных смол. Однокомпонентные пенопласты (или пеногерметики) из полиуретана применяют для заполнения полостей, щелей. Освоен выпуск пенопластов, заменяющих и имитирующих древесину. Полиуретаны используют для получения эффективных клеевых составов и покрытий в строительстве и машиностроении, а также клеев и протезов медицинского назначения, которые благодаря прекрасным физико-механическим свойствам и сходству их строения с белковыми структурами лучше совмещаются с тканями организма. Большие успехи в последние десятилетия достигнуты также в области переработки уретановых реакционноспособных композиций.
Области применения ППУ (кратко)
- Изоляция трубопроводов
- Теплоизоляция холодильников
- Строительные сэндвич-панели
- Напыление
- Заливка на месте применения
- Медицинская мебель
- Элементы внешнего тюнинга автомобилей
- Имитация дерева
- Уплотняющие и герметизирующие прокладки
- Клеи и гидромеханозащитные покрытия
- Мягкие элементы автомобильных и мебельных кресел
- Поролон
Преимущества пенополиуретана
Пенополиуретан по сравнению с другими теплоизоляционными материалами имеет особо благоприятное сочетание тепло-, влагоизоляционных свойств, самый низкий коэффициент теплопроводности высокие прочностные и термические характеристики. Возможность изготовления на месте производства работ. Используя различное сырьё можно получать пенопласты от жёстких до эластичных, с открытыми и закрытыми порами в широком диапазоне объёмных весов и прочностных показателей.
Пенополиуретаны находят разнообразное применение в различных сферах деятельности благодаря своим уникальным свойствам:
- низкий коэффициент теплопроводности в пределах 0,022...0,033 Вт/м*К;
- высокая тепло- и морозостойкость (от -100 до +150 °С);
- устойчивость к действию микроорганизмов и агрессивных сред (морская вода, бензол, бензин, дизельное топливо, минеральные масла, промышленные газы, растительные и животные жиры, пластификаторы, кислоты и основания, за исключением некоторых растворителей и концентрированных кислот):
| Химическое соединение |
Реакция ППУ |
| Морская вода, мыльная пена |
Стоек |
| Бензол, толуол, ксилол, бензин, керосин |
Стоек |
| Растительные масла и животные жиры |
Стоек |
| Концентрированный раствор КОН |
Стоек |
| Метиленхлорид, четыреххлористый углерод |
Набухает |
| Спирт, ацетон, стирол, этилацетат |
Набухает |
| Концентрированная соляная кислота |
Набухает |
| Концентрированные серная, азотная кислоты |
Растворяется |
- стойкость к воздействию открытого пламени и теплового излучения (группа горючести Г3 (по ГОСТ 12.1.044);
высокие гидроизолирующие свойства - до 95 % закрытых пор. Пенополиуретан практически не насыщается влагой (влагопоглощение составит не более 1-3 % по объему), но в то же время "дышит", т.е. пропускает избыток влаги, содержащийся в воздухе помещений, в окружающую среду. Он имеет оптимальное значение паропроницаемости, благодаря чему нет необходимости в дополнительной пароизоляции конструкции .
- не подвержен воздействию плесени (проведены исследования АО НИИ "Полимерсинтез" г. Владимир).
- широкий диапазон кажущейся плотности - 25...1000 кг/м3
- высокие прочностные характеристики:
| Разрушающее напряжение не менее |
| при сжатии |
0,15...1,0 МПа |
| при изгибе |
0,35...1,9 МПа |
- высокая адгезия к различным материалам:
| древесина (фанера) |
1,5 кг/см2 |
| чугун, металлические поверхности |
2,0 кг/см2 |
| алюминий |
1,0 кг/см2 |
| нержавеющая сталь, волокнит |
1,5 кг/см2 |
| бетон |
2,5 кг/см2 |
- экономичность и отсутствие текущих затрат на периодический ремонт и восстановление поврежденных теплоизолирующих покрытий;
- не вызывает коррозию металла при использовании качественного сырья и правильном монтаже;
- устойчив к старению, разложению и гниению;
- не является строительным материалом для гнезд грызунов;
- экологическая безопасность при эксплуатации:
В качестве примера эффективности использования пенополиуретановой теплоизоляции приводим сравнительные характеристики с минеральной ватой.
Сравнительный анализ с минеральной ватой
|
№
п/п
|
Показатели |
Пенополиуретан |
Минвата |
| 1 |
Коэффициент теплопроводности, Вт/м 0С |
0,019 – 0,040 |
0,05 – 0,07 (сухая) 0,18 (влажная) |
| 2 |
Средняя плотность, кг/м3 |
40 - 300 |
55-150 |
| 3 |
Пористость |
Закрытые поры |
Открытая |
| 4 |
Эффективный срок службы, год |
25 - 50 |
5 |
| 5 |
Производство работ |
Круглогодично |
Тёплое время года, сухая погода |
| 6 |
Влагонасыщение, % объёма при 20 0С за 30 суток |
6 |
100 |
| 7 |
Стойкость к воздействиям химических сред: морская вода, растительные масла, жиры, бензол, толуол, бензин, керосин |
стоек |
Теплоизоляционные свойства теряются,восстановлению не подлежит |
| 8 |
Экологическая чистота |
безопасен |
аллерген |
| 9 |
Рабочая температура (разные марки), 0С |
от минус 250 до плюс 150 |
от минус 40 до плюс 300 |
| 10 |
Фактические тепловые потери в трубопроводах, % |
до 2 – 3, в 5 - 6 раз ниже нормативных |
до 25 превышение нормативных после 12 месяцев эксплуатации |
| 11 |
Адгезия к кирпичу, бетону, металлу, древесине, в среднем, кг/см2 |
2 |
отсутствует |
| 12 |
Наличие слоя пароизоляции, мг/(м ч Па) |
0,0474 |
отсутствует |
| 13 |
Использование: % общего количества тепловых сетей |
|
|
| - в мире |
80 |
20 |
| - в России |
1 |
88 |
| 14 |
Экономия трудозатрат, % |
70 |
|
О пожароопасности пенополиуретанов
Настоящий краткий обзор предназначен для специалистов, использующих пенополиуретан и пенополиизоцианурат в народном хозяйстве, в том числе и для работников пожарной охраны.
Жёсткие пенополиуретаны и пенополиизоцианураты представляют собой пространственно сшитые, и, следовательно, неплавкие ячеистые полимерные материалы с закрытопористой структурой. Основу рецептур пенополиуретана и пенополиизоцианурата составляют полиольный компонент и полиизоцианат в соотношениях от 1:1 до 1:2, антипирен (в СССР практически только трихлорэтилфосфат), вспенивающий агент (СО2 или хладоны). В состав рецептуры также входят пенорегуляторы и катализаторы, количество которых в композиции не превышает 2–3%, что позволяет пренебречь их участием в горении
Вспененные пластмассы, как тепло– и звукоизоляционные материалы, уже несколько десятилетий применяются в разных отраслях техники во всём мире. Расширяются области применения этих материалов, в особенности пенополиуретанов (ППУ) и пенополиизоциануратов (ППИУ), происходит их массовое внедрение в промышленное и гражданское строительство и в СССР. Многочисленные опыты применения полимерных материалов в строительстве показывают, что особое внимание следует уделять пожароопасности этих материалов. Тяжёлые последствия пожаров промышленных и гражданских сооружений, в конструкциях которых использованы пенополиуретаны, создали мнение о повышенной опасности этих материалов в условиях пожаров. В связи с этим было проведено значительное количество работ, посвящённых исследованию горения и токсичности продуктов горения пенополиуретанов. Большая часть публикаций на эту тему появилась в 70–е годы, когда были получены основные результаты. Работы последних лет, как правило, лишь дополняют известные данные.
Настоящий краткий обзор предназначен для специалистов, использующих пенополиуретан и пенополиизоцианурат в народном хозяйстве, в том числе и для работников пожарной охраны.
Жёсткие пенополиуретаны и пенополиизоцианураты представляют собой пространственно сшитые, и, следовательно, неплавкие ячеистые полимерные материалы с закрытопористой структурой. Основу рецептур пенополиуретана и пенополиизоцианурата составляют полиольный компонент и полиизоцианат в соотношениях от 1:1 до 1:2, антипирен (в СССР практически только трихлорэтилфосфат), вспенивающий агент (СО2 или хладоны). В состав рецептуры также входят пенорегуляторы и катализаторы, количество которых в композиции не превышает 2–3%, что позволяет пренебречь их участием в горении.
Вопреки кажущемуся очевидным представлению, полимеры, в том числе пенополиуретаны и пенополиизоцианураты, как и большинство горючих материалов, сами не горят; горят продукты их термического разложения. То есть, в условиях воздействия высоких температур вначале происходит термическое разложение пенополиуретана и пенополиизоцианурата, а затем горение образовавшихся низкомолекулярных соединений. Таким образом, в результате горения пенополиуретанов и пенополиизоциануратов всегда образуется смесь низкомолекулярных продуктов термического разложения и продуктов их горения. Состав этой смеси зависит от условий горения.
Рассмотрим поведение пенополиуретана и пенополиизоцианурата при повышении температуры без доступа воздуха. Процесс диссоциации пенополиуретане в исходные компоненты – полиизоцианат и полиол – начинается после прогрева материала до +170 +200°С. Деструкция пенополиизоцианурата, содержащего, в отличие от пенополиуретана, более устойчивый изоциануратный цикл, начинается при температурах, превышающих +300°С. При дальнейшем прогреве происходит термическое разложение полиизоцианата и полиола. Исследования показали, что при нагревании изоцианатной составляющей свыше 300°С она разлагается с образованием летучих полимочевин (жёлтый дым) в случае эластичных пенополиуретанов или образованием нелетучих поликарбодиммидов и полимочевин в случае жёстких пенополиуретанов и пенополиизоциануратов. При нагреве свыше 600°С образовавшиеся полимочевины и поликарбодиммиды разлагаются с выделением большого числа низкомолекулярных летучих соединений, таких, как бензол, толуол, бензонитрил, толуолнитрил. Показано также, что ароматическое кольцо перечисленных азотосодержащих соединений расщепляется по закону случая с образованием ацетонитрила, акрилонитрила, большого числа ненасыщенных соединений и синильной кислоты.
Механизм разложения полиольных компонентов в настоящее время до конца не изучен ввиду своей сложности. При лабораторных исследованиях процесса разложения различных пенополиуретанов при нагреве до 450°С были определены следующие соединения: двуокись углерода (углекислый газ), бутандиен, тетрагидрофуран, дигидрофуран, бутандион, вода, а также следы синильной кислоты и окиси углерода (угарного газа). Среди продуктов термического разложения пенополиуретанов, содержащих полиэтиленгликоли, обнаруживают метан, этан, пропан, бутан, этиленоксид, формальдегид, ацетальдегид, этиленгликоль, воду, угарный газ (следы). Кроме перечисленных веществ в состав продуктов разложения полиолов найдены также пропилен, изобутилен, трихлорофторометан, акролеин, пропанал, хлористый метилен и следы других веществ, не содержащих атомы азота.
Все перечисленные соединения образуются при нагревании пенополиуретанов и пенополиизоциануратов без доступа воздуха (кислорода). В условиях реального пожара продукты термической деструкции горят с образованием воды, углекислого и угарного газов и окислов азота. Наличие синильной кислоты и других низкомолекулярных органических соединений в продуктах горения пенополиуретанов и пенополиизоциануратов возможно лишь при неполном сгорании, которое реализуется на разных стадиях пожара в зависимости от конкретных условий – объёма помещения, притока воздуха и т.п.
Отдельно следует упомянуть продукты разложения антипирена и вспенивающего агента. Экспериментально установлено, что фосфор и хлор в продуктах горения при недостатке кислорода присутствуют при температурах от 200 до 400°С в основном в виде малолетучих соединений. При высоких температурах фосфор остаётся в обугленной части материала в виде полифосфорной кислоты.
Из приведённых данных следует, что основным токсическим компонентом продуктов сгорания пенополиуретанов и пенополиизоциануратов на всех стадиях пожара, как при низкой, так и при высокой температурах, является угарный газ.
Лабораторными исследованиями установлено, что содержание синильной кислоты в продуктах сгорания пенополиуретанов и пенополиизоциануратов в 6, а в большинстве экспериментов в 10 раз меньше содержания угарного газа. Там же замечено, что созданные в лаборатории условия являются экстремальными и в практике реальных пожаров могут возникнуть редко. Анализ продуктов сгорания пенополиуретанов в реальном пожаре показал, что концентрация синильной кислоты и окислов азота не достигала предельных значений.
Следует отметить, что синильная кислота и окислы азота образуются при горении органических соединений, содержащих азот, в том числе шерсти, кожи, синтетических тканей. Кроме того, все материалы органического происхождения при горении выделяют угарный газ. Пенополиуретаны и пенополиизоцианураты, по сравнению с другими органическими материалами, выделяют токсичные продукты при действии более высоких температур.
Так, при сравнении токсического действия продуктов термического разложения эластичного пенополиуретана, сосновой древесины и шерсти установлено, что продукты разложения древесины и шерсти вызывают 100% смертность подопытных животных при температуре прогрева материала 400°С. Продукты разложения пенополиуретана действуют аналогично лишь при нагреве материала до 500°С.
Исследования влияния температуры на выделение синильной кислоты показало, что если при 700°С определяются следы синильной кислоты, то при 850°С её концентрация возрастает в 28 раз и при 1000°С в 50 раз, достигая лишь в этих условиях заметного уровня.
Давая общую оценку пожароопасности пенополиуретана и пенополиизоцианурата, можно сказать, что эти материалы обладают известными преимуществами по сравнению с другими сгораемыми материалами, применяемыми в строительстве.
Во–первых, из–за небольшой плотности (в 15–50 раз ниже, чем у монолитных органических материалов) количество сгораемого материала в единице объёма соответственно меньше. Во–вторых, низкая теплопроводность и закрытопористая мелкоячеистая структура препятствует прогреву материала вглубь, вследствие чего термическое разложение происходит в основном в поверхностном слое. В–третьих, время самостоятельного горения пенополиуретана и пенополиизоцианурата, благодаря введению антипиренов, весьма мало (менее 10 сек.), а процесс тления после локального кратковременного воздействия высокой температуры (попадания кусочков раскалённого шлака, капель расплавленного металла, искр и т.п.) не происходит...
Приведённые данные позволяют рекомендовать ряд мер, направленных на снижение пожарной опасности при использовании пенополиуретана и пенополиизоцианурата в качестве теплоизоляции на больших поверхностях, особенно в закрытых помещениях:
- следует избегать совместного применения пенополиуретана и пенополиизоцианурата с легко возгораемыми материалами, выделяющими большое количество тепла при горении;
- при необходимости делить изолируемые поверхности на секции, препятствующие вовлечению в процесс горения больших количеств материала;
- при необходимости использовать наружные покрытия из неорганических негорючих материалов;
- строго соблюдать требования ТУ и технологических инструкций на материал и процесс нанесения. Введение в рецептуру не оговоренных в ТУ веществ, нарушение дозировки и соотношения компонентов может привести к получению материала со значительно изменённым поведением при горении;
- в местах с повышенными требованиями к огнестойкости использовать рецептуру пенополиизоцианурата, обладающего более высокой термической стойкостью и низкими показателями горючести по сравнению с пенополиуретаном.
Ордена Трудового Красного Знамени Институт Химии Древесины Академии Наук Латвийской ССР, 1982 г. Выписка из технологической инструкции по напылению пенопласта.