فوم الاستومری چیست؟

سلامی دوباره خدمت همراهان عزیز تأسیسات نظری

در این مطلب درباره عبارتی با معنی دیگری از عایق الاستومری صحبت میکنیم و کاربرد و مشخصات آن را توضیح میدهیم.

فوم الاستومری یا همان عایق الاستومری در این مطلب توضیح داده میشود. مقاله پیش رو به تفسیر کلی فوم های الاستومری و مشخصات خواص فیزیکی فوم های الاستومری بر پایه NBR و EPDM می پردازد.

فوم الاستومری و استفاده از آن جهت عایق کاری حرارتی از بهترین ابزارها و مهمترین روش های صرفه جویی در مصرف انرژی است. که سبب جلوگیری از هدر رفتن انرژی حرارتی در ساختمان ها می گردد.
عایق کاری مناسب بخشهای مختلف ساختمان مانند سقف ، کف و دیوارهای جانبی، همچنین عایق کاری لوله ها و سطوح داغ و سرد باعث افزایش راندمان انرژی می گردد. با عایق کاری در ساختمان می توان در انرژی گرمایی و سرمایی ۴۵ تا ۵۵ درصد صرفه جویی نمود.

استفاده از فوم الاستومری

انواع فوم الاستومری گرچه نسبت به پشم سنگ و پشم شیشه گران تر هستند. ولی به دلیل بی نیاز بودن از پوشش های مضاعف برای کاربردهای دمای پایین بسیار مقرون به صرفه می باشند. پایداری بسیار بالایی دارند.
سریع ترین راه برای عایق حرارتی نمودن سیستم های لوله کشی آماده و ساخته شده. استفاده از انواع فوم الاستومری می باشد. اینگونه فوم ها ضریب انتقال حرارتی بسیار پائینی داشته. و انعطاف پذیر می باشند. و برای محیط هایی که فضای کاری کمی داشته باشند. بسیار مناسب هستند.
انواع فوم الاستومری از جمله مواد سلولی انعطاف پذیر سلول بسته بوده. و بر پایه پلی وینیل کلراید ، نیتریل بوتادین رابر و یا اتیلین پروپیلن دیان مونومر رابر ساخته می شوند.
لازم به ذکر است. در بازار صنعت ساختمان و تأسیسات، فوم های الاستومری را با نام عایق الاستومری ، عایق پتویی ، عایق رولی الاستومری و عایق صفحه ای الاستومری نیز می شناسند.

مشخصات خواص فیزیکی

از نظر پیشینه، عایق الاستومری از یک مخلوط پلیمری nbr/pvc ساخته شده است. محصولات عایق الاستومری از یک مخلوط پلیمری NBR و EPDM مقاوم در برابر uv تولید می شوند.
عایق های الاستومری فوم های سلول بسته انعطاف پذیر هستند. بنابراین بسیاری از خواص عایق نظیر رسانایی حرارتی و سهولت ساخت در فضاهایی که حاصل آنها یک محصول با یک ساختار سلول بسته است. مشابه می باشد. با این حال بسیاری از مشخصات فیزیکی مواد توسط پلیمر پایه تعیین می شوند. که شامل مقاومت دمای بالا، انعطاف پذیری در دمای پایین و ضریب اصطکاک می باشند. توضیحات مربوط به خواص فیزیکی مواد فوم الاستومری مبتنی بر مخلوط پلیمری و بهترین کاربرد آنها را شرح می دهیم.

• رسانایی حرارتی

  محصولات بر پایه NBR و EPDM دارای یک ساختار سلولی بسته می باشند و  رسانایی حرارتی پایینی را دارا می باشند.

• خواص شعله و دود

  محصولات فوم الاستومری با پایه NBR و EPDM دارای نرخ شعله و دود ۵/۲۵ از میان دیوار ۲″ در زمان تست طبق ASTM E۸۴ می باشند.

• مقاومت خوردگی

  محصولات عایق با پایه EPDM و NBR هنگامیکه به شکل مناسب نصب شوند در کاربردهای لوله های ضد زنگ دما پائین یا مسی باعث خوردگی زیر عایق نمی شوند. برای فولادهای ضدزنگ دما بالا (بالای ۱۰۰F) توصیه می شود که فولاد ضد زنگ هنگام استفاده از هر یک از محصولات، با پوشش مقاوم در برابر خوردگی و زنگ زدگی حفاظت شوند.

• دوست دار محیط زیست

  محصولات با پایه EPDM و NBR محصولات دوستدار محیط زیست هستند. این محصولات عاری از فیبر ، غیر متخلخل ، مقاوم برای قالب گیری و عاری از ترکیبات CFC و واحدهای مخرب اوزن در حد صفر می باشند. و برای کاربردهای اتاق تمیز مورد قبول هستند.

• محدوده های دمایی

  • دما بالا

  مقاومت دمایی یک محصول الاستومری در وهله اول توسط پلیمر پایه تعیین می شود. مقاومت دمایی بالا معمولا تابعی از دمای موقعیت ( مثلا نور خورشید ، باد و …) و زمان بالاتر رفتن دما می باشد. چون فرآیند تخریب و فساد تابعی از زمان و دما می باشد. تعیین حد دمای بالا برای یک محصول تقریبی می باشد. هیچ روش تست خاص و ویژه ای برای تعیین این مقدار وجود ندارد. اما چندین روش وجود دارند. که افت در استحکام کششی یا ازدیاد طول در دمای  ویژه را تعیین می کنند. دیگر خواص فیزیکی نظیر انقباض در دماهای بالا برای یک محصول با پایه EPDM  و  NBR موافق می باشد.

  این مواد هنگام قرار گرفتن در معرض دماهای زیر این مقادیر در یک دوره طولانی از زمان، برخی از علائم تنزل و تخریب را از خود نشان دهند. در کاربردهایی نظیر آب داغ شده با نور خورشید ، بخار فشار پایین و کاربردهای اتاق تمیز، در دماهای بالا، مقاومت سختی محصولات EPDM  و  NBR خوب می باشد. با این حال کم شدن حجم یا انقباض در دمای بالا هنوز یک عاملی است. که باید مورد ارزیابی قرار بگیرد. و بیشتر باید یک تابع از ساختار سلولی بسته و نفوذپذیری ماده باشد. تا مقاومت آن در برابر سخت کاری.

   

  • دما پایین

  عایق های با پایه مخلوط های پلیمری NBR می تواندد از ۲۰ – تا ۴۰ – درجه فارنهایت انعطاف پذیر بمانند اما در فهرست مواد دارای حد دمای پایین تر از  -۲۹۷ درجه فارنهایت  قرار دارند.

  تفاوت این دو مقدار در این است که اکثر کاربردهای فوم الاستومری ، کاربردهای استاتیکی ( ساکن و غیر پویا ) می باشند و این یعنی انعطاف پذیری محصول در زمان نصب شدن مهم نمی باشد. انعطاف پذیری در دمای پائین مخلوط های پلیمری نیازهای اکثر کاربردها و دماهای خط لوله حاوی مواد سرماساز را تأمین کرده یا حتی بیشتر از این نیازها می باشند. مواد با پایه EPDM دارای یک حد انعطاف پذیری پایین تر (تا زیر -۷۰F) می باشند. برای کاربردهای دما پائین جائیکه انعطاف پذیری مهم می باشد ( مانند خط لوله ای که مایعات از دمای بالا به دمای پائین می روند -۴۰F تا -۷۰F) یا برای نصب مواد در دمای خیلی پائین، محصولات با پایه EPDM ممکن است دارای یک مزیت باشند.

•  

   

   

  مقاومت آب و هوایی UV

  محصولات فوم الاستومری بر پایه NBR و EPDM در برابر UV مقاوم می باشند. و با این شرایط باید دو نکته را در نظر داشت:

  1. در دماهای خارج از ساختمان علاوه بر مقاومت در برابر UV به مقاومت دیگری نیاز می باشد. مقاومت UV در زمانیکه شرایط آب و هوایی خارج از ساختمان در نظر گرفته شود. تنها یک عامل می باشد. سوء استفاده های مکانیکی از سوی کارگران، شرایط سخت آب و هوایی و محیطی یک پیامد حقیقی افزون بر مقاومت UV  می باشد.
  2. هر دو محصول در واقع در کاربردهای شرایط سخت بدون حفاظت اضافه شده، می شکنند. و با این که دارای عمر طولانی در زمان استفاده هستند. اگر برای عایق یک دوره زمانی با حداقل نگهداری مورد انتظار می باشد. بایستی از حفاظ برای آنها استفاده شود.

  برای شرایط محیطی متوسط در معرض UV بودن، مانند عایق کاری خط از پمپ تا ساختمان، هیچگونه اضافه کردن حفاظت UV برای هر دو نوع محصول لازم نمی باشد. برای کاربردهای مربوط به شرایط محیطی نامناسب یا استفاده غیرمجاز ( مانند استفاده بر روی بام) کاربرد یک پوشش حفاظتی برای یک محصول در سطح حداقل (براساس شرایط و انتظارات موجود) لازم می باشد. پوشش های حفاظتی برای کاهش فرسوده شدن زودرس به واسطه UV و سایز المان های مربوط به شرایط آب و هوایی مثل باد ، باران و برف لازم می باشد.
  ژاکتینگ ( استفاده از ژاکت ) یک گزینه نگهداری پائین تر به همراه مزیت فزاینده فراهم کردن حفاظت از سوء استفاده ها از سوی پرسنل تعمیرات را فراهم می کند.

  سهولت نصب

  محصولات فوم الاستومری بر پایه NBR و EPDM خودشان را به عنوان یک محصول آسان نصب در عمل ثابت کرده اند. آنها نه تنها انعطاف پذیر هستند. بلکه به آسانی بریده و ساخته می شوند. به دلیل ضرایب اصطکاک پائینشان هیچگونه برشی توسط ابزار (چاقو) مورد نیاز نمی باشد.
  سفتی آنها به محصول اجازه می دهد. که انعطاف پذیر باشند. و به آسانی روی یک لوله سر بخورد.

  خواص سختی و قدرت (استحکام)

  عایق های پلیمری بر پایه NBR و EPDM دارای استحکام کششی عالی ، مقاومت پارگی بالا ، مقاومت ساییدگی و مقاومت تراکمی خوبی می باشند. این خواص استحکامی باعث می شود. تا عایق ساده تر و آسان تر نصب شده. و دارای دوام بیشتر باشد.

  نفوذ هوا

  هوا به آسانی نمی تواند در دیواره های سلول فوم های الاستومری نفوذ نماید.

  مقاومت در برابر آب

  عایق های پتویی در برابر رطوبت مقاوم هستند. ولی با توجه به آن چه که بیان شد. هیچ یک از محصولات برای دفن شدن زیر آب توصیه نمی شوند. دلیل این است. که قرار گرفتن به طور مستمر در معرض آب در یک زمان طولانی منجر به نفوذ آب در ساختار سلول بسته و تخریب سلول می شود. و این باعث تنزل خاصیت رسانای حرارتی محصول می گردد.

  مقاومت انتقال بخار آب

  مقادیر WVT (انتقال بخار آب) برای محصولاتی مانند عایق صفحه ای الاستومری بر پایه NBR و EPDM کم بوده. و جزء مواد انتقالی پائین (کم) در نظر گرفته می شوند.

   

  امیدوارم این مقاله مورد توجه شما عزیزان قرار گرفته باشد.

   

پروسه تولید عایق های الاستومری

پروسه تولید عایق الاستومری

در این پست درباره عایق الاستومری و پروسه تولید آن صحبت خواهیم کرد.

سه جزء اصلی در ساخت عایق فوم سلول بسته الاستومریک مورد استفاده قرار می گیرند:

• مخلوط لاستیک سنتتیک، که عموماً لاستیک نیتریل بوتادین (NBR) و/یا دی ان مونومر اتیلن- پروپیلن (EPDM) است.
• پلی وینیل کلراید (PVC)
• یک عامل شیمیایی کف کننده

پروسه ساخت عایق الاستومری به شکل زیر انجام میپذیرد:

در کارخانه تولید عایق الاستومری لینکران این اجزا که در بالا ذکر شد، در یک میکسر بزرگ که معمولاً 500 پوند یا بیشتر وزن دارد با هم ادغام می شوند.

سپس مخلوط وارد دستگاه اکسترودر می شود تا به شکلی که معمولاً لوله ای یا ورق مسطح است درآید.

بعد از این مرحله در یک کوره تا دمای مشخصی گرم می شود، این پروسه سبب می شود تا عامل شیمیایی کف کننده از جامد به گاز تبدیل شود.

زمانی که این اتفاق رخ می دهد، هزاران سلول هوایی کوچک شکل می گیرند. سپس محصول به آرامی خنک می شود تا اطمینان حاصل گردد که این سلول ها نشکسته و سالم باقی بمانند و ساختار ماده سلول بسته را حفظ کنند.

سپس محصول نهایی به اندازه های لازم برش خورده و بسته بندی می شود.

فوم الاستومریک بدون استفاده از کلروفلوروکربن (CFC) و هیدروکلروفلوروکربن (HFC) ساخته می شوند، بنابراین به محیط زیست آسیبی نمی رسانند. که در ادامه مفصلا در مورد زیست محیطی بودن عایق الاستومری صحبت خواهیم کرد.

کاربردهای معمول

عایق الاستومری سلول بسته از زمان اختراعش در سال 1954 به شکلی موفقیت آمیز به عنوان عایق لوله مورد استفاده قرار گرفته است. عایق الاستومری در گستره وسیعی از اشکال و ضخامت ها وجود دارد. عایق الاستومری می تواند به سادگی برای پوشش اطراف انواع تجهیزات برش کاری شود، از لوله های معمولی گرفته تا چیلرهای صنعتی بزرگ. فوم الاستومری سلول بسته متنوعی وجود دارد. که دارای تمامی کدها و استانداردهای مورد نیاز، مقاوم در برابر حریق و ضد صدا بوده و استانداردهای عملکردی لازم برای گستره وسیعی از کاربردها را دارا می باشند. که شامل موارد زیر است:

• لوله های سیستم تبرید، خطوط آب سرد و گرم و لوله های آب سرد چیلر
• اجزای سیستم های تهویه مطبوع (HVAC)
• سیستم های کانال کشی در فضاهای بسته یا باز
• چیلرها
• سیستم های مکانیکی در صنایع، صنایع داروسازی، صنایع دریایی و کشتی سازی و زیردریایی
• تأسیسات خورشیدی

منبع : سازه پایدار الهیه sazehpaidar.com

کاربرد و اثرات عایق الاستومری

کاربرد

لذا با توجه به آنچه گفته شد عایق های الاستومریک بهترین جایگزین بجای پشم سنگ ،پشم شیشه،پلییورتان،پلی اتیلن می باشند. از عایق الاستومری به مقدار متنابهی در سیستم های سرمایش، لوله کشی ها و تهویه استفاده می شوند. البته از این گونه مواد می­ توان در خطوط آب گرم و گرمایش نیز استفاده نمود.

الف- عایق لوله ای برای سیستم لوله کشی آب گرم

عایق لوله ای الاستومری در کاهش اتلاف حرارتی در سیستم لوله کشی آب گرم داخلی و خارجی بسیار موثر عمل می کند. این نوع از عایق الاستومری گروه صنعتی لینکران به علت مقاومت بی نظیر آن در برابر UV و اوزون و شرایط آب وهوایی ، بهترین عایق برای خطوط بیرونی برای سیستم گرمایشی خورشیدی می باشند.

عایق الاستومری (عایق الاستومریک لینکران) دارای هیچ گونه آزبست، ذرات معلق و گردو غبار نیست. بنابراین از نظر نصب در مکان هایی که بهداشت بسیار ضروری است مطمئن است. این یکی از هزاران دلیلی است که چرا این محصول به صورت گسترده مورد توجه و انتخاب قرار گرفته و به عنوان یک جایگزین برای مواد عایق فیبری برای سیستم لوله کشی آب گرم در هتل ها ، بیمارستان ها ، مکان های مسکونی و صنعتی استفاده می شود.

این نوع عایق بنا به دلایل زیر یک ماده عایق ایده آل برای سیستم لوله های آب گرم است :

• محدوده کاری دمایی بالا تا حدود 125درجه سانتیگراد
• مقاومت بالا در برابر اوزون ، UV، شرایط بد آب و هوایی
• ضریب هدایت گرمایی پایین و یکنواخت
• جذب آب بسیار پایین و مقاومت بالا در برابر رطوبت
• انعطاف پذیری ، نصب آسان و بدون نیاز به روکش یا محافظ حتی برای استفاده های بیرونی.

ب- عایق الاستومری برای سیستم کانال هوا

به علت عدم وجود فیبر و گردو غبار ، عایق الاستومری ( عایق الاستومریک لینکران ) به عنوان یک عایق ایده آل برای سیستم کانال هوا استفاده می شود.به دلیل خطرهای احتمالی برای سلامتی انسان به علت آزادشدن مواد فیبری در دریچه های هوا، این عایق به طور گسترده نسبت به مواد عایق فیبردار مورد توجه قرار گرفته است.

عایق الاستومری بدون هیچ گونه حساسیت پوستی قابل استفاده است. این عایق همچنین بهترین مقاومت را در برابر رطوبت ، رشد قارچ ها و حمله حشرات موذی و جونده دارند.همچنین سطح متراکم این عایق نیاز برای وجود یک لایه به عنوان مانع برای بخار یا هرگونه روکش دیگر را برطرف می سازد.

مقاومت فیزیکی مواد الاستومری عمر مفید طولانی و ضریب انتقال حرارتی ثابت و پایین را تضمین می کند. عایق الاستومریک لینکران را می توان هم برای عایق داخلی و خارجی همه سیستم های کانال هوا به کار برد.

ج- عایق الاستومری برای سیستم های سرمایشی و لوله کشی آب سرد

عایق الاستومریک گروه صنعتی لینکران برای لوله های آب سرد و سیستم های سرمایشی نه تنها به عنوان کنترل مشکل میعان بلکه برای کاهش اتلاف انرژی مورد استفاده قرار می گیرد.

عایق الاستومریک به طور گسترده در سیستم سرمایش مرکزی به دلایل زیر مورد استفاده قرار می گیرد.

• ضریب انتقال حرارتی ثابت و پایین
• جذب آب بسیار کم
• مطابقت با بیشتر استانداردهای اشتعال زایی (عدم اشتعال و مقاوم به آتش و حریق)
• ساختار سلول بسته ، مقاومت بالا در برابر آب و رطوبت
• انعطاف پذیری و نصب آسان همراه باظاهری تمیز و مرتب
• همچنین نیازی به روکش برای استفاده های خارجی ندارد.

اثرات دمای کارکرد روی محصولات عایق الاستومری

محصولات عایقی فوم سلول بسته الاستومری با پایه NBR شامل یک مخلوط پلیمری از لاستیک نیتریل بوتادین رابر (NBR) و کلراید پلی وینیل (PVC) است. عایق الاستومری، مواد پلیمری مشبک (دارای اتصالات عرضی) می باشد. دامنه دمای کار توصیه شده F290 – تا F220+ می باشد. این محصولات و فرآورده ها مستعد تغییرات فیزیکی (بویژه در کاربردهای مستمر) در زمان قرار گرفتن در معرض دماهای شدید می باشد اما این تغییرات روی عملکرد حرارتی محصول اثر نمی گذارد.

هنگامی که محصولات در معرض دماهای پائین قرار می گیرند بلافاصله سفت شده و زمانیکه دما به F40- می رسد بصورت ناگهانی سخت می شوند. این تغییر در حالت، روی عملکرد حرارتی محصول اثر نمی گذارد. این تغییرات در خواص فیزیکی در زمان افزایش دمای محیط معکوس می شود (برگشت پذیر هستند).

هنگامی که عایق الاستومری در معرض دماهای بالاتر قرار می گیرد به تدریج سفت و سخت می شوند ( بر اساس زمان در معرض بودن و دما). تغییرات در خواص فیزیکی روی عملکرد حرارتی محصول اثر نمی گذارد. تغییرات در زمانی که محصول یک گرادیان دمایی در ضخامت دیوار ایجاد می کند، به هسته داخلی مربوط به ماده عایق محدود می شود. بنابراین بخش بیرونی از قرار گرفتن در معرض دماهای بالا و اثرات آن محافظت می شود. تغییرات خواص فیزیکی برگشت پذیر هستند.

 

سخت شدن عایق الاستومری (الاستومریک) در زمانیکه در معرض دماهای بالا قرار می گیرند باعث چه چیزی می شود؟

در طول فرآیند فرسوده شدن، اکسیداسیون باعث ایجاد رادیکالهای آزاد، حمله به پیوندهای دوگانه و بخشی اکریلو نیتریل مخلوط پلیمری می شود. که باعث ایجاد اتصالات عرضی بیشتر و سخت شدن یا همان شکنندگی می شود. این فرآیند یک واکنش مرتبط با دما و زمان می باشد. در دماهای نسبتا پائین ( F180 ) در یک دوره زمانی طولانی، محصول نشانه هایی از سخت شدن را بروز خواهد داد. در دماهای بالاتر فرآیند شتاب می گیرد. در دماهای بالای F250 فرآیند شتاب مضاعفی پیدا کرده و باعث سخت شدن سریع محصول در زمان نسبتا کوتاهی می شود.

کاربردهای عایق الاستومری به شکل ورقه که در تماس مستقیم با یک سطح داغ می باشد مانند مخازن و کانال ها، از استعداد بیشتری برای اثرات دما نسبت به کاربرد برای یک لوله که یک فاصله هوایی بیشتری بین عایق و لوله وجود دارد، برخوردار می باشد. آزمایش ها نشان داده اند که این فرآیند سخت کاری روی عملکرد حرارتی محصول اثر نمی گذارند.

از آنجا که اکثر کاربردهای حرارتی، کاربردهای استاتیک (ساکن) می باشد، سخت شدن تاثیری روی عملکرد محصول در حین کار نمی گذارد. به هر حال اثرات مربوط به استمرار دماهای بالا روی عایق الاستومری، بایستی در زمان مشخص کردن محصول بویژه اگر عایق قرار است روی یک مخزن، ظرف یا در اتاق تمیز بکار برده شود. در نظر گرفته شوند.

 

مقاومت شیمیایی عایق الاستومری

عایق الاستومری یک انتخاب ایده آل برای استفاده در سیستمهای لوله کشی تاسیسات حاوی سیال  سرد و هر جائیکه احتمال وجود رطوبت وآب  به واسطه شرایط بد آب و هوایی و یا کندانس وجود دارد، می باشد.

محصولات عایق الاستومری مقاومت شیمیایی بسیار خوبی را در یک دامنه گسترده ای از مواد شیمیایی نشان می دهند. مواد عایق الاستومری می توانند بر پایه NBR و یا EPDM باشند. محصولات الاستومری بر پایه NBR می توانند شامل افزودنی هایی از قبیل PVC (پلی وینیل کلراید)، ABS (اکریلو نیتریل بوتادین استایرن) و یا سایر افزودنی های پلاستیکی باشند. مقاومت شیمیایی محصول بر اساس پلیمر اولیه ای خواهد بود که محصول بر پایه آن می باشد.

مقاومت شیمیایی به چند پارامتر از قبیل سطح قرار گرفتن در معرض شرایط محیط، غلظت شیمیایی و دمای محیط مورد استفاده، وابسته می باشد. در مواردیکه ماده پایه، مقاومت شیمیایی کافی را فراهم نمی کند یک ژاکت را می توان به عنوان محافظ مورد استفاده قرار داد.

بطور کلی می توان گفت که سطح قرارگیری در معرض شرایط محیط، غلظت شیمیایی و دما یک نقش اساسی در تعیین این موضوع که آیا عایق را می توان در کاربرد مورد نظر مورد استفاده قرار داد یا نه، ایفا می کند.

 

منبع : فن تاپ