Пена и пенообразователи: назначение, виды, состав и свойства

Пена и пенообразователи: назначение, виды, состав и свойства

Пена и пенообразователи: назначение, виды, состав и свойства
СОДЕРЖАНИЕ
0
36 просмотров
31 декабря 2020

Особенности

Для того чтобы утеплить стены в любом доме, лучше всего использовать пенополиуретан. Этот вид пены очень быстро застывает, что позволяет в считаные часы получить плотную поверхность, которая отделяет внутреннюю часть помещения от внешних температурных изменений, сквозняков и проникновения влаги.

Из основных характеристик пены выделяют:

  • термоустойчивость – материал может выдержать нагрев до восьмидесяти градусов;
  • способна при надобности пропустить воду;
  • возможность обеспечения пароизоляции;
  • высокий уровень прочности;
  • увеличивается в объемах после нанесения.

При использовании этого материала можно не переживать, что конструкция стен может легко воспламениться, потому как пена всячески этому противостоит. При всех положительных моментах данного материала есть в нем и один отрицательный момент. Касается он способности застывать. Ели запенивать что-либо в закрытом пространстве, он не застывает. Кроме того, высокая стоимость данной продукции не всем позволяет использовать именно пену для утепления стен в доме.

При постоянном контакте с водной средой данный материал начинает портиться и со временем совсем приходит в негодность. Нанесение пены требует хорошего проветривания, а значит, для работы необходимо создавать определенные условия

Данным материал обладает низкой паропроницаемостью, поэтому в помещении важно делать принудительную вентиляцию

При нанесении пены толщиной в четыре или более сантиметров на один метр квадратный нужно будет использовать один баллон

Для того чтобы иметь возможность производить работу правильно и без риска для здоровья, важно работать с использованием пневмопистолета. Это специальное оборудование, которое помогает равномерно распылить пену по определенной поверхности

Такой пистолет смешивает пену с газом и подает ее на поверхность, равномерно распыляя там, где это необходимо. При помощи такого устройства можно самостоятельно отрегулировать интенсивность подачи пены для более комфортной работы. Использовать в работе пневмопистолет очень удобно, но не все прибегают к нему ввиду высокой стоимости такого оборудования.

При нанесении на поверхность пена не образует никаких швов, что удобно и эстетично. Этот материал обладает минимальными показателями теплопроводности. Важным показателем является его экологичность – при использовании в воздух не поступает никаких вредных веществ. Любое воздействие на пену будет для нее безболезненным, плохо реагирует она только на ультрафиолетовое излучение.

Утепляя помещение, желательно позаботиться и о звукоизоляции, с чем также хорошо справляется пена. Кроме этого, она имеет хорошую агдезию с поверхностью. Пена с легкостью наносится на неровные поверхности, при этом образование воздушных карманов полностью исключается. Быстрое затвердевание позволяет продолжить работу уже через сутки. Пена для утепления стен является универсальным и удобным вариантом, при помощи которого даже непрофессионал сможет сделать все хорошо и качественно, главное, соблюдать технику безопасности.

Пенообразующая способность пены:

Этим термином определяют итоговое количество пены, получаемое из определенного заранее объема пенообразующей дисперсной системы в обозначенных стандартных пенообразующих условиях за оговоренный временной промежуток. Чаще всего измеряется этот параметр как:

– соотношение объема пены (в сантиметрах кубических) или высоты столба пены (в метрах) к времени ее полного разрушения;

– изменение высоты столба или объема во временном промежутке, представленным в графическом виде.

Существуют и иные типы критериев, но единого универсального стандарта, оценивающего все виды пенообразных дисперсных систем, нет.

Пенообразующая способность также зависит от наличия и типа поверхностно-активных веществ в составе системы, их количественной характеристики. Не последнюю роль играют и примеси, которые могут содержаться в жидкой дисперсной среде – солей, взвешенных минеральных частиц, нефти. Также учитываются температура пены и давление в ней.

Так, наибольшую пенообразующую способность имеют растворы, включающие анионактивные вещества: чем их больше, чем сильнее их поверхностное натяжение – тем выше исходный параметр, а также дисперсность и устойчивость состава. Нефть и соли, наоборот, значительно уменьшают пенообразующую способность, причем наибольшее снижающее действие оказывают двухвалентные катионы.

По-разному действует на растворы глина: при добавлении ее к анионактивным веществам пенообразующая способность увеличивается, к неионогенным – уменьшается. При увеличении температуры смеси параметр тоже увеличивается, но это не касается неионогенных составов: после критической точки в 100 градусов способность такой дисперсной системы образовывать пены полностью исчезает и возвращается по мере остывания.

Зависит пенообразующая способность и от конструктивных особенностей прибора, при помощи которого будет получена пена (аэрирующее устройство), режима его работы – соотношения воздуха и дисперсной системы.

Твёрдые пены

Алюминиевая твёрдая пена

Системы с твёрдой дисперсионной средой и газовой дисперсной фазой — Г/Т часто называют твёрдыми пенами. Твёрдые пены, так же как и жидкие пены, вследствие большого размера пузырьков газовой фазы обычно относят к микрогетерогенным или даже грубодисперсным системам.

Примером природной твердой пены может служить пемза — пористая, губчато-ноздреватая очень лёгкая горная порода вулканического происхождения, применяемая как абразив для полировки и шлифования, а также в строительном деле для изготовления пемзобетона. Из искусственных твёрдых пен можно указать пеностёкла и пенобетоны, широко применяемые в качестве строительных и изоляционных материалов. Достоинствами этих материалов являются малая плотность, малая теплопроводность и довольно большая прочность, обусловленная их ячеистой структурой и прочностью дисперсионной среды. Сюда же надо отнести искусственные губчатые материалы, изготовленные на основе полимеров (микропористая резина, различные пенопласты).

Пенообразование и разрушение пен

Пены, в отличие от других дисперсных систем, состав которых определяется концентрацией дисперсной фазы, характеризуются содержанием дисперсионной среды.

Пены являются крайне неустойчивыми дисперсными системами, так как плотность жидкости в сотни и даже тысячи раз превышает плотность газа, из которого формируются пузырьки пены. Пены считаются грубодисперсными системами: в момент пенообразования невооружённым глазом видны пузырьки пены. Масса и объём газовой дисперсной фазы непостоянны и быстро изменяются, размеры пузырьков сильно разнятся, поэтому пены можно считать полидисперсными системами. Пены являются типичными лиофобными дисперсными системами.

Пены как дисперсные системы имеют свои особенности, которые определяются свойствами дисперсной фазы, дисперсионной среды и границы раздела фаз между ними, такими как: изменение энергии Гиббса, межфазное поверхностное натяжение, форма пузырьков (сферическая, полиэдрическая).

Пены термодинамически неустойчивы, так как в них протекают процессы, ведущие к изменению строения и разрушению пен.
К таким процессам относят:

  • утоньшение плёнок и их последующий разрыв; в результате увеличивается средний размер ячеек при разрыве плёнок в объёме пены или уменьшается высота столба (слоя) пены, если разрываются плёнки, отделяющие поверхностные ячейки пены от внешней газовой среды; дисперсность пены падает.
  • Диффузионный перенос газа из малых ячеек в более крупные (в полидисперсной пене) или из поверхностных ячеек во внешнюю среду; это приводит к исчезновению поверхностных ячеек и уменьшению высоты столба (слоя) пены.
  • Отекание дисперсионной среды под действием силы тяжести (синерезис) в высокостабильных пенах, приводящее к возникновению гидростатически равновесного состояния, в котором кратность слоя пены тем больше, чем выше он расположен; в низкократных пенах синерезис ведёт к возникновению под пеной слоя жидкости.

Пистолету быть или не быть?

Если можно работать бытовой пеной с трубкой, зачем тогда приобретать профессиональный баллон, для которого нужен пистолет? Необоснованная трата денег, да и только. Так-то оно так. Однако специалисты (и я в том числе) рекомендуем всё-таки использовать «оружие». Почему? Ну, может, потому что оно известно следующими преимуществами:

  • минимальный расход – пистолет выпускает пену дозировано, а трубка приводит к перерасходу вещества в 2–3 раза;
  • точность – сопло пистолета очень узкое, к тому же регулируется, что позволяет заполнить даже самые крошечные щели;
  • быстродействие – достаточно 10-30 секунд, чтобы провести 2 метровый шов, а с трубкой придётся провозиться минут 15 (конечно, всё это образно и зависит от конкретных условий работы).

Анекдот в тему: — А как тебя муж отпустил в ночной клуб? — Да я ему ванну приготовила и пеной наполнила! — И это его остановило? — Монтажная пена кого угодно остановит.

Пенополиуретановый герметик – универсальное средство, позволяющее запросто справиться с любыми щелями, зазорами, трещинами и пустотами, даже при отсутствии пистолета. Хотя не так качественно, но всё-таки…

Быстрой и качественной работы Вам, уважаемые коллеги-строители! До встречи!

Цитата мудрости: Знанию всегда предшествует предложение (Александр Гумбольдт).

Применение пены:

Пены применяются практически во всех отраслях современной жизни.  В первую очередь, это пищевая промышленность – хлебопекарные, кондитерские изделия, мороженое и многое другое. Пеносушка – еще один вид производства, используемый для производства продуктов и ингредиентов для них. Так, сушка некоторых продуктов с предварительным вспениванием позволяет получить подобные им составляющие, но с очень тонкой структурой – так производят сухое картофельное пюре, соки и кофе, кормовые дрожжи и прочее.

Невозможно без этой дисперсной системы представить современную ванную комнату: шампуни, гели для душа, средства бытовой химии – все это разновидность пен.

Строители давно оценили такие легкие и прочные материалы, как пенобетон, пенопласт, монтажная пена.

они и в фармацевтике – некоторые лекарственные препараты рекомендовано принимать непосредственно в виде пен.

Однако самое широкое применение пена получила в пожаротушении – именно эта дисперсная система позволяет быстро и эффективно бороться с пожарами даже с самыми высокими уровнями сложности.

Примечание: Фото https://www.pexels.com, https://pixabay.com

карта сайта

Коэффициент востребованности
2 968

Способы утепления капитальной стены

Пена для стен применяется для утепления конструкций в двух вариациях:

  1. Снаружи.
  2. Изнутри.
  3. Комбинированно.

В первом случае материал стены надёжно защищён от внешних атмосферных проявлений. При этом зона образования конденсата смещена в утепляющую массу, а не в стеновую конструкцию. Поэтому она надёжно защищена от разрушения под действием сырости – гниения и расширения льда при замерзании. Таким образом, соблюдается равновесие – сохраняется тепло в доме и обеспечивается долговечность сооружения.

Когда утепление домов пеной осуществляется изнутри, точка образования конденсата смещается непосредственно в материал стены. Несмотря на сохранение при этом тепла в помещении, материал будет всегда сырой. Поэтому летом он будет подвержен гниению, зимой – разрушению под действием расширения во время замерзания воды.

Смотрите в этом видео, как утеплить мансарду пеной из баллона:

В третьем случае стена утепляется с обеих сторон. При этом изнутри слой берётся минимум в 2 раза меньше наружного. Такой способ позволяет существенно увеличить теплоизоляцию и защитить материал стены от разрушающих факторов, а также максимально повысить теплоизоляцию. Естественно, расходы на утеплитель, время и трудозатраты при этом возрастают по сравнению с выше описанными методами.

Утепление своими руками

Сделать качественную теплоизоляцию дома пеной, обеспечив при этом сохранность материалу стен с гарантией, под силу только настоящей профессиональной бригаде. Тем же, кто решился выполнить процедуру самостоятельно, можно рекомендовать следующую инструкцию:

  • К наружным сторонам стены дома прикручивается или прибивается обрешётка. Рейки толщиной 2-3 см и высотой 7-10 см монтируются ребром к плоскости. Горизонтальные и вертикальные перекладины должны образовывать полые ячейки габаритами 0,5 на 0,5 метра.
  • Перед началом работ пользователь надевает защитный костюм, перчатки, очки, респиратор.


Утепление стен монтажной пенойИсточник stroy-podskazka.ru

  • Приводится в готовность распыляющее оборудование, заправляется ёмкость (пена для утепления стен в баллонах подсоединяется к пистолету), проверяется его исправность и работоспособность.
  • Полости обрешётки заполняются от края к центру пеной с учётом её последующего расширения – в полном соответствии с инструкцией от производителя.
  • По завершении работ материалу дают время для полного затвердевания.
  • Застывшую массу выравнивают по плоскости и выполняют отделку – панелями, листовыми материалами или штукатуркой.

Видео о том, как утеплить каркасный дом с помощью ППУ:

Коротко о главном

Утепление дома пеной имеет следующий ряд преимуществ:

  • Отсутствие нагрузки на конструкции.
  • Бесшовное и герметичное заполнение полостей.
  • Биологическая стойкость.
  • Пожаробезопасность.
  • Безвредность.
  • Создание антикоррозионной защиты для металлических элементов.
  • Несложная процедура нанесения.

Недостатки – высокая стоимость, низкая водостойкость и солнцезащита, необходимость применения защитного комплекта во время распыления. Самыми распространёнными видами пенного утеплителя являются – пеноизол, пенополиуретан, монтажная пена и пенобетон.

Материалы могут применяться как в жидком виде, так и в форме готовых панелей и блоков. Основная сфера назначения – заделка трещин, полостей, наполнение стен каркасов, утепление крыш, подвалов, полов, фасадов. Теплоизоляцию можно производить самостоятельно по инструкции, но лучше процедуру доверить профессионалам.

Расход

Очень важное значение как для профессионалов, так и для неопытных строителей имеет такой показатель, как расход монтажного герметика. Этот критерий напрямую влияет на количество материала, необходимого для проведения ремонтных работ, поэтому важно не ошибиться при расчетах расхода

Существует ряд факторов, влияющих на объем затрачиваемой пены.

Температура воздуха при эксплуатации состава

Она может способствовать дополнительному расширению и экономию материала.
Важно учитывать материал поверхности, на которую наносится пена. Не всегда уровень адгезии у герметика и различного сырья одинаков

Какая-то поверхность лучше впитывает влагу, а какая-то отталкивает воду. Все это влияет на качество функционирования пенного состава и его расход.
Особенности производства герметика. Производитель в большинстве случаев изготавливает строительную пену с определенным показателем первичного расширения. Он обязан указывать на упаковке эти данные, чтобы покупателю было удобнее рассчитать количество необходимого материала. У честных производителей показатели расхода всегда совпадают с действительностью.

Стандартный выход раствора равняется 50 литрам, что прямо пропорционально заполнению шва, не превышающего в ширину двух сантиметров, а в глубину – 5 см. Немаловажным показателем расхода является площадь, которую необходимо обработать герметиком. Если она не превышает 3 квадратных метра, то расход может составить более 7 м3, что эквивалентно 123 баллонам. Но если поверхность занимает более 3 м2, то расход уменьшается.

Применение

Пена в пожаротушении

В ряде случаев практического применения пен важны такие их свойства, как вязкость, теплопроводность, электропроводность, оптические свойства и т. д. Пены находят широкое применение во многих отраслях промышленности и в быту:

  • В быту: пенные моющие средства для ванн, чистки ковров и мебели.
  • В пожаротушении: при возгорании ёмкостей с легковоспламеняющимися жидкостями, при тушении пожаров в закрытых помещениях — в подвалах, на судах и в самолётах.
  • В строительстве: устройство кровли, гидроизоляция и утепление фундаментов, звукоизоляция стен.
  • В горнорудной промышленности: использование пенной флотации для обогащения полезных ископаемых; предотвращение промерзания полигонов для добычи полезных ископаемых открытым способом в условиях Крайнего Севера; изготовление взрывоустойчивых и изолирующих перемычек в шахтах и рудниках.
  • В отделке текстильных материалов.
  • В кулинарии: кондитерские пены, муссы, торты, бисквиты и др.
  • В сфере развлечений: пенные вечеринки, дискотеки, шоу.

Пены с твёрдыми тонкими стенками (аэрогели, пенопласты) широко используются для изготовления тепло- и звукоизолирующих материалов, спасательных средств, упаковки и др.

Пена:

Пена представляет собой одну из разновидностей грубодисперсных систем. Ее особенностью считается состав: в качестве дисперсной фазы выступают пузырьки воздуха или пара, а дисперсной средой могут выступать как жидкости (чаще всего вода), так и твердые вещества.

По своей природе пены больше относятся к концентрированным дисперсным системам. Рассматривая подробно их структуру легко определить, что важную роль играет не только состав раствора, но и соотношение объемов фазы и среды. Этот фактор оказывает непосредственное влияние на соотношение ячеек пены и их форму: ячейки бывают в форме сфер и в форме многогранников (полиэдрическая форма).  Также существует переходная форма – стадия, когда сферические ячейки превращаются в многогранные, такая форма имеет название «ячеистой», которое дано ей в связи со схожестью с пчелиными сотами.

Сферическая форма ячеек пены возникает в дисперсных системах, где разница концентрации между газовой фазой и жидкой средой составляет не более 10-20 раз, т.е. содержание пара или газа не увеличено и растворено в достаточном объеме жидкости. Подобный состав отражается и на толщине пленки, покрывающей пузырьки – она довольно плотная.

Известно, что, чем меньше отношение объемов фазы и среды, тем выше толщина пленки, но такая плотность не может сохраняться неограниченный период времени. Так, пузыри подвергаются процессам старения и наступает момент, когда вследствие истончения покрывающих пузыри пленок форма сферы превращается в полиэдрическую. Продолжительность жизни многогранных ячеек довольно велика, т.к. в такой ситуации состояние пены практически равновесно, а сама она довольно устойчива.

Описание и свойства монтажной пены

По химическому составу монтажная пена является полиуретаном. Это гетероцепной полимер. В противовес гомоцепным, он состоит из разных элементов. Так же, полиуретан обязательно содержит уретановую группу NHCOOH.

Молекулы полиуретана относятся к макрогруппе, то есть велики в размерах, состоят из тысяч мономерных звеньев. Их цепи разомкнуты. Получают соединения из нефти. В природе полиуретана нет.

Иначе говоря, материал синтетический. Вспенил его в середине прошлого века Отто Байер. Отучившись во Франкфурте, химик стал управленцем на заводе Cassella, принадлежавшем однофамильцу Отто.

Тот оценил способности молодого ученого и не прогадал, сделав на него ставку. Байер специализировался на полимерах, открыл принцип поэтапной полимеризации уретанов. Так получились несколько пенистых материалов. В строительной сфере их стали использовать в 1970-ых.

Внешне монтажная пена – светлая и воздушная субстанция. Ее словно распирает изнутри, видны пузырьки и полости. Это выходы углекислого газа. Он образуется при контакте полиуретана с воздухом, влагой в нем.

Образование углекислого газа, собственно, и ведет к распиранию полимера. Баллон монтажной пены объемом 300 миллилитров дает на выходе 30 литров герметика. Впрочем, цифра усредненная. Точный показатель увеличения в объеме зависит от назначения пены. Но, об этот поговорим в главе «Применение».

Засохшая монтажная пена  тверда, отчасти напоминает пенополистирол, тоже получаемый путем вспенивания полиуретана. Он считается универсальным материалом, заменяя резину, каучук, пластмассу.

Полиуретан может принимать любой облик, форму, способен менять структуру. При этом, вещество выигрывает у копируемых материалов в долговечности, устойчивости к перепадам температур, химическим реагентам, К тому же, полиуретан не деформируется и обходится дешевле заменяемых сред.

В форме монтажной пены полиуретан обладает высокой адгезией. Так называют способность проникновения в смежные поверхности. Схватываясь с ними, пена монтажная «Макрофлекс», или других наименований, обеспечивает надежное сцепление. Так соединяют стекло, дерево, металл, пластик, бетон и камень.

Вспененность монтажки делает ее эффективным тепло- и шумоизоляторами.  Воздух – плохой проводник звуковых волн, жара, холода. Они вязнут в пене. То же происходит с электрическим током.

Пройти сквозь монтажку он не может. Вода тоже стопориться. Здесь нужна оговорка о качестве пены. В идеале, углекислый газ должен распирать полистирол изнутри. «Соты» образуются в глубине полимера.

Сквозных и наружных ходов нет. Вот вода и не проникает в пену. Однако, встречаются низкокачественные составы. В этом случае в характеристики монтажной пены входит высокая, порой сквозная пористость с соединением меж собой воздушных капсул. В такие ходы влага проникает, может застывать внутри полиуретана, распирая его, снижая свойства и срок службы.

Разрушить монтажку способен, так же, ультрафиолет. На солнце пена темнеет, становится ломкой. Поэтому, используют продукцию, как правило, при внутренних работах. Для каждой выбирают свой вид пены.

Производители

Существует ряд фирм, производящих монтажную пену, которые занимают лидирующие позиции в мировом рейтинге производителей.

Немецкая фирма Dr. Schenk известна по всей Европе и имеет множество филиалов в различных странах, включая Россию. Компания осуществляет производство составов как для внутренних, так и для наружных работ. Вся продукция сочетает в себе вполне приемлемый уровень качества и демократичные цены.

Эстонская фирма Penosil изготавливает монтажную пену с довольно широким спектром применения. Подобную продукцию часто используют не только при строительстве и ремонте жилья, но и в различных промышленных сооружениях. Обладая высокой плотностью и небольшим уровнем расширения, составы станут отличным вариантом для работы с дверными поверхностями.

Строительную пену высокого качества производит бельгийская компания Soudal. Отличительной чертой данной фирмы является постоянное стремление совершенствовать свою продукцию. Регулярно применяются все новые и новые технологии, которые позволяют сделать герметик максимально удобным в использовании. Ассортимент продукции также поражает воображение.

Не уступают зарубежным компаниям и бренды из России. Компания Realist выпускает как профессиональные, так и полупрофессиональные составы, которые могут использоваться при различных типах работ и температурных режимах.

Фирма Proflex знаменита изготовлением исключительно пенных герметиков. Среди них существует особая линейка товаров для внешних работ. Многие профессионалы в области стройки и ремонта отмечают, что продукция данной фирмы практически идентична качеству ведущих европейских брендов.

Исключительным качеством отличаются составы фирмы Makroflex. Отмечается, что пена после засыхания не рушится, не крошится и не теряет свой первоначальный облик на протяжении долгого времени.

Классификация

Чтобы не чувствовать себя «блондинкой» во время «шопинга», следует изучить разновидности вещества.

Выпуск:

профессиональное (под пистолет);

бытовое (с насадкой-трубочкой).

Состав:

  • двухкомпонентное;
  • однокомпонентное.

Горючесть:

  • В1 – не горит;
  • В2 – горит, но затухает;
  • В3 – горит.

Сезон:

  • зима – применяется при температуре на улице —20/+35°С;
  • лето – используется при +5–35°С;
  • зима-весна-лето-осень – применяется при —10/+35°С.

Использование:

  • многоразовое – применяется повторно;
  • одноразовое – применяется единожды (остаток выбрасывается).

Итак, с видами главной героини статьи разобрались.

А какая лучше? Ну, каждому своё. Например, специалисты при больших объёмах используют профессиональную двухкомпонентную монтажную пену, которая отличается всесезонностью, негорючестью и возможностью многоразового применения. Кому интересно — вот статья о напыляемой теплоизоляции. Но нам, как непрофессионалам, можно воспользоваться бытовым вариантом с классом горючести В1, предназначающимся для одноразового применения.

Комментировать
0
36 просмотров
Это интересно

Русские никогда не жили в избах Занимательные факты
197 комментариев