عایق فوم

عایق فوم معمولاً یک الاستومر یا پلیمر با چگالی کم به شکل یک فوم عایق حرارتی است که یک مانع حرارتی در اطراف یک جزء یا بین فضای داخلی و منبع گرما یا سرما ایجاد می کند. این عایق دارای کیفیت عایق بهتر (مقاومت حرارتی بالاتر در برابر جریان گرما به نام R-value) نسبت به عایق فایبرگلاس سنتی به دلیل توانایی آن در جلوگیری از انتقال حرارت رسانا، تابشی و همرفتی است. بسیاری از انواع نیز نشت هوا را می‌بندند، صدا را کاهش می‌دهند و در برابر رطوبت محافظت می‌کنند.

عایق فوم یک جایگزین نسبتا مدرن و بهبود یافته برای رول های محصولات عایق سنتی مانند عایق فایبرگلاس است. ارتش ایالات متحده استفاده از عایق فوم اسپری مبتنی بر پلی یورتان را در دهه 1940 در هواپیماها آغاز کرد و فوم های سفت و سخت به طور گسترده ای برای ایمنی و عایق در اتومبیل ها از دهه 1960 استفاده شد، اما محصولات عایق فوم در ساختمان های مسکونی و تجاری محبوبیت پیدا نکردند. دهه 1970

 انواع

عایق فوم می تواند به شکل فوم های اسپری، پانل های فوم سفت و سخت یا اشکال سفارشی از قبل قالب گیری شده باشد. انواع عایق فوم عبارتند از:

• فوم های سلولی بسته با سلول ها یا منافذ به هم پیوسته که بسته شده اند و آنها را در برابر رطوبت غیرقابل نفوذ می کند، یک مانع صوتی عالی است و دارای R-value بالاتری است.

• فوم های سلولی باز با سلول های به هم پیوسته یا منافذی که کاملا بسته نشده اند، که باعث می شود بیشتر اسفنجی شود و صدا را کاهش می دهد. این نوع فوم همچنین دارای یک مانع حرارتی و هوای جامد است، اگرچه یک مانع رطوبتی موثر نیست.

• فوم های انعطاف پذیر که ضربه را با خم شدن یا خم شدن بدون ترک خوردگی جذب می کنند

• فوم های سفت و سخت ساخته شده از یک ماتریس اسکلتی که انعطاف پذیری کمی یا بدون آن را ارائه می دهد

• فوم های مشبک که ساختار بازتری دارند و ماتریکس اسکلتی متشکل از شبکه ای از رشته های به هم پیوسته دارند.

• فوم‌های نحوی متشکل از میکروکره‌ها یا ریزبالون‌های شیشه‌ای که توسط یک رزین به هم متصل می‌شوند

 
ترکیبات شیمیایی مورد استفاده در عایق فوم توسط دانشمندان به دلیل خواص آنها در عایق حرارتی، مقاومت در برابر آتش، چگالی کم، دوام و جذب ضربه ساخته شد. با نصب یک لایه عایق فوم بر روی یا داخل هر سطحی، به لطف R-value نسبتاً بالای آنها، که مقاومت حرارتی مواد در برابر جریان گرما است، یک پوشش حرارتی ایجاد می کند. به لطف خواص این ترکیبات شیمیایی، عایق فوم نیز صدا را در سطح بیشتری نسبت به سایر مواد عایق با ضخامت مشابه کاهش می دهد.

فوم های اسپری با استفاده از سیستم A + B کار می کنند که به موجب آن دو جزء در حین استفاده با هم ترکیب می شوند. یک رزین مایع پلاستیکی یا الاستومری پس از استفاده با یک کاتالیزور یا سخت‌کننده مخلوط می‌شود که باعث فرآیند پخت می‌شود که در آن رزین می‌تواند تا چندین برابر اندازه مایع خود منبسط شود.

ویژگی ها

عایق های فوم بر اساس سطح عایق حرارتی، میزان صدای بیرونی که مسدود می کنند و اینکه آیا به طور موثر رطوبت را مسدود می کنند، متفاوت هستند. فوم این ویژگی ها را بهتر از محصولات عایق سنتی ارائه می دهد و در عین حال وزن کمتری نیز دارد. آنها درجات مختلفی از مقاومت در برابر آتش / بازدارنده، مقاومت شیمیایی، عایق الکتریکی یا رسانای الکتریسیته دارند و در مورد فوم های اسپری منبسط می شوند. علاوه بر این، فوم دارای یک لایه پوستی انتگرال سخت تر و چگالی بالاتر در برابر هسته با چگالی پایین تر است، در مقابل فروپاشی در برابر فشار هیدرواستاتیک مقاوم است و در برابر آب و هوا و اشعه ماوراء بنفش مقاوم است.

بسیاری از محصولات عایق فوم به شکل پانل های نسبتاً سفت و سخت و از پیش برش خورده برای نصب آسان در فضاهای بزرگتر تولید می شوند. عایق فوم قالب‌گیری شده به کاربران اجازه می‌دهد یک شکل سفارشی ایجاد کنند که می‌تواند برای عایق‌سازی اجزا یا فضاهایی با شکل منحصربه‌فرد استفاده شود. عایق اسپری فوم را می توان به عنوان یک درزگیر یا پرکننده موثر برای سوراخ ها استفاده کرد، به خصوص اگر فوم اسپری سلول بسته ضد رطوبت باشد. این محصول به دلیل ویژگی های در حال گسترش آن برای استفاده در فضاهای تنگ یا سخت در دسترس است.

برنامه های کاربردی

در حالی که عایق فوم به عنوان یک ماده عایق ترجیحی برای خانه ها و سایر ساختمان ها استاندارد است، استفاده از آن در ساختمان ها در مقایسه با بسیاری از اهداف دیگر جدیدتر است. برخی از کاربردهای سنتی عبارتند از:

• کاربردهای هوافضا و هواپیما

• خودرو و سایر برنامه های حمل و نقل مانند پانل های بدنه سبک، بالشتک ها و فیلتراسیون

• گیج کننده برای کاهش ریزش سوخت و مایعات فرار که حرکت آنها در حین حمل و نقل می تواند بخارهای انفجاری ایجاد کند.

• کاربردهای مبلمان مانند صندلی، تشک و بالش

• سیستم های تصفیه تجاری و صنعتی در مورد فوم های سلول باز

• سیستم های گرمایش، تهویه و تهویه مطبوع

• کاربردهای دریایی، جایی که محصولات در کشتی ها یا قایق ها چقدر در اتومبیل ها یا هواپیماها استفاده می شوند.

• برنامه های آب بندی

• کاربردهای بسته بندی و پوشش 

مشخصات

محصولات عایق فوم دارای تعدادی مشخصات هستند، اما رایج ترین آنها R-value است. R-value بالاتر معادل عایق کاری کارآمدتر است. عایق های فوم دارای مقدار R حداقل 4 هستند، اگرچه برخی از آنها بسیار بالاتر هستند. سایر مشخصات عایق فوم عبارتند از:

• استفاده از دما - محدوده دمایی که مواد می توانند در معرض آن قرار گیرند

• استحکام دی الکتریک - حداکثر ولتاژی که یک ماده می تواند تحمل کند

• استحکام کششی - حداکثر تنش مورد نیاز برای شکستن مواد

• استحکام پارگی - چقدر مواد می توانند در برابر اثرات پارگی مقاومت کنند

• چگالی ظاهری - جرم در واحد سطح ماده

• ضریب کاهش نویز - درجه بندی بر اساس توانایی مواد در جذب نویز 

مواد

 
در حالی که بسیاری از مخلوط های شیمیایی را می توان برای ایجاد محصولات عایق فوم استفاده کرد، رایج ترین مواد مورد استفاده برای ساخت عایق فوم عبارتند از:

• پلاستیک ها یا پلیمرهایی مانند پلی اورتان، پلی ایزوسیانات ها، پلی استایرن (انباشته شده، منبسط شده، قالب گیری منبسط شده و اکسترود شده انواع منبسط شده)، و کوپلیمر اتیلن اکسترود شده، فلورو پلیمر، لاتکس بر پایه آب، پلی استر، پلی اتر، پلی اتریمید، پلی یون پرولنولیک، پلی یون پرولنولیک

• فلز یا آلیاژهای فلزی

• سرامیک

• مواد گیاهی مانند ذرت، قارچ یا لاستیک طبیعی

• الاستومرها یا لاستیک ها

• پلاستیک های پیشرفته مانند پلاستیک ترموپلاستیک و ترموست

بسیاری از عایق های اسپری یا فوم قابل ریختن نیز از فرمول A + B استفاده می کنند که در آن یکی از پلاستیک های ذکر شده در بالا به عنوان رزین ریخته گری با یک کاتالیزور یا سخت کننده مخلوط می شود تا فرآیند پخت را آغاز کند.

انتخاب کردن

نوع عایق فوم مورد نیاز به شدت به کاربرد در نظر گرفته شده برای استفاده بستگی دارد. فوم در خودروها، قایق ها و هواپیماها از محصولات تخصصی و کاملاً آزمایش شده استفاده می کند. علاوه بر این، محصولات عایق فوم برای بسته بندی به منظور به حداکثر رساندن جذب ضربه و جلوگیری از آسیب رساندن رطوبت به محصول بسته بندی توسعه یافته اند. مصرف کنندگان انتخاب گسترده تری از مواد از پلاستیک های سنتی تا طیف جدیدتری از بسته بندی های گیاهی دارند.

کاربردهای ساختمانی بیشترین انتخاب را در عایق فوم با اسپری، پانل فوم سفت و سخت و محصولات قالب‌گیری شده همه راه‌حل‌های بالقوه ارائه می‌دهند. کاربران می توانند با ارزیابی هزینه تا سطح مورد نظر عایق حرارتی، کاهش نویز و مسدود کردن رطوبت تصمیم بگیرند که کدام گزینه بهترین است.

مزایا

برای میلیون ها نفر و کسب و کار که به دنبال عایق فوم برای عایق کاری منازل یا دفاتر خود هستند، عایق فوم عایق حرارتی را تا 50 درصد بالاتر از محصولات عایق سنتی ارائه می دهد. فراتر از استفاده متداول آنها به عنوان عایق حرارتی، عایق فوم دارای مزایای بالقوه ای از جمله کاهش نویز با کیفیت بالا در ساختمان ها، اتومبیل ها، کشتی ها و هواپیماها است. بسیاری از اشکال، رطوبت را مسدود می کنند، که از کپک و کپک و پوسیدگی متعاقب آن جلوگیری می کند. اگرچه، در مورد بسته بندی، عایق فوم دارای ویژگی های فتیله ای برای حفظ رطوبت از محصولی است که از آن محافظت می کند با ویژگی های جذب ضربه اضافی خود.

منبع: globalspec