مقایسه ساندویچ پانل ها با فوم‌های پلی یورتانی و پلی استایرنی

فهرست مطالب

ساندویچ پانل ها تجهیزاتی هستند که از دو لایه‌ی سخت بیرونی و یک هسته‌ی درونی تشکیل شده‌اند. از مواد مختلفی می‌توان به عنوان هسته استفاده کرد که از متدوال ترین آنها می‌توان به فوم‌های پلی یورتانی (فوم سخت پلی یورتانی و فوم پلی‌ایزوسیانورات پلی یورتانی-PIR) و فوم‌های پلی استایرنی (پلی استایرن منبسط-EPS و پلی استایرن اکسترود شده- XPS) اشاره کرد. در حقیقت ویژگی‌ها و کاربردهای ساندویچ پانل ها از تفاوت بین هسته‌های آنها ناشی می‌شود.

در ادامه‌ی مقاله به بررسی ساندویچ پانل‌ها با فوم‌های پلی یورتانی و پلی استایرنی می‌پردازیم.

ساندویچ پانل های با فوم سخت پلی یورتانی و ساندویچ پانل های با فوم پلی یورتانی PIR

همانطور که می‌دانید پلی یورتان ها متشکل از دو جز پلی ال و ایزوسیانات می باشند.
وقتی ایزوسیانات از نوع MDI با پلی اتیلن گلایکول (PEG) به عنوان جز پلی ال مخلوط می‌شود، فوم سخت پلی ایزوسیانورات تشکیل می‌شود. در حالی که فوم سخت پلی یورتان از ترکیب ایزوسیانات از نوع MDI با پلی ال پلی استر به دست می‌آید. البته از تأثیر اجزایی از جمله عامل فومزا و کاتالیست‌ها که نقش اساسی در تشکیل فوم سخت سلول-بسته دارند نمی‌توان غافل شد.

هر دوی فوم سخت پلی یورتانی و فوم سخت پلی ایزوسیانورات خصوصیات عایقی بسیار عالی از خود نشان می‌دهند و به دلیل ساختار سلول بسته مقاومت خوبی در برابر رطوبت دارند. فوم‌های سخت مانع از اتلاف انرژی شده و انتشار کربن دی اکسید را کاهش می‌دهند اما قطعا تفاوت‌هایی نیز با یکدیگر دارند.

یکی از مهمترین تفاوت‌های آنها خواص مقاومتی در برابر آتش و شعله است. به طور کلی، ساندویچ پانل‌های PIR دارای عملکرد آتش سوزی بسیار خوبی هستند که موجب کاهش اشتعال شده و دودهای حاصل را کاهش می‌دهند. از طرف دیگر، فوم‌های PIR دارای کارکرد مناسب در محدوده‌های بالاتر دمایی در مقایسه با پلی یورتان هستند. علاوه بر این PIR نسبت به پلی یورتان دارای ثبات و استحکام فوق العاده و همچنین ثبات ابعادی بهتری است.

ساندویچ پانل های با فوم پلی استایرن EPS و ساندویچ پانل های با فوم پلی استایرن XPS

یکی از موادی که معمولاً به عنوان هسته‌های عایق استفاده می‌شود، EPS (پلی استایرن منبسط شده) است و در موارد نادر از XPS (پلی استایرن اکسترود شده) نیز به عنوان گزینه‌ی دیگر استفاده می‌شود. هر دو ماده که نوعی پلیمر ترموپلاستیک مصنوعی هستند از استایرن ساخته شده‌اند و به صورت یک فوم سخت و سبک وزن هستند.

دانسیته‌ی کمی بیشتر XPS آن را در مقایسه با هسته‌های عایق EPS قوی‌تر و با دوام‌تر می‌کند. هدایت حرارتی EPS، در حدود 0.038 W/mK است، در حالی که این پارامتر برای XPS مقدار 0.033 W/mK گزارش شده است و به این معنی است که XPS عملکرد حرارتی بهتری نسبت به EPS ارائه میدهد. EPS و XPS هر دو عملکرد بسیار ضعیفی در مقابل آتش نشان می‌دهند، زیرا هر دو ماده هنگام قرار گرفتن در معرض آتش به جای ذغالی شدن شروع به نرم شدن می‌کنند. از منظر رطوبت، ساندویچ پانل‌های دارای هسته‌ی XPS در برابر نفوذ رطوبت و رشد کپک مقاومت بهتری نسبت به ساندویچ پانلهای دارای هسته عایق EPS از خود نشان می‌دهند.

ساندویچ پانل های با فوم پلی یورتانی و ساندویچ پانل های با فوم پلی استایرنی

از آنجا که هر دو گروه فوم پلی یورتانی و پلی استایرنی از نوع فوم سلول- بسته هستند در برابر رطوبت و همچنین رشد قارچ و کپک مقاوم هستند.

اما به طور کلی هسته‌های پلی یورتانی در مقایسه با پلی استایرنی دارای مزایایی هستند که در ادامه به آنها اشاره می‌شود.

ویژگی‌های حرارتی و استاتیکی بهتر
هسته‌ی مداوم (بهبود زیبایی و ویژگیهای عایق بندی)
پلی یورتان ضریب حرارتی پایین‌تری نسبت به پلی استایرن دارد به طوری که تا دماهای بالاتری بی‌تغییر مانده، پس در مکان‌هایی که نیاز به درجه حرارت بالاتری دارند انتخاب مناسب‌تری است.
پلی یورتان مقاومت بالاتری نسبت به آتش دارد پس برای ساختارهای ضدحریق مناسب‌تر است. علاوه بر این پلی استایرن در معرض شعله ممکن است گازهای سمی تولید کند که این برای محیط زیست نیز خطرناک است.
پلی یورتان نسبت به رطوبت عایق بهتری است از این رو برای مکان‌های با رطوبت بالاتر انتخاب بهتری است.
پلی یورتان نسبت به حلال‌ها و مواد شیمیایی مقاومت بیشتری دارد.
به دلیل انعطاف‌پذیری بهتر پلی یورتان نسبت به پلی استایرن می‌توان از آن در هر شکل و همچنین مکان‌های با زوایای گوناگون مانند گوشه‌ها استفاده کرد.

سایر تفاوت‌ها نیز در جدول زیر نشان داده شده است.

مشخصه	واحد	ساندویچ پنل پلی یورتان	ساندویچ پنل پلی استایرن
هدایت گرمایی	W/m*k	≤0.022	≤0.042
مقاومت فشاری	KPa	≥150	≥69
مقاومت دمایی	C°	120	70
مقاومت در برابر آتش		خود خاموش شونده	ذوب شدن در آتش و درجه حرارت بالا
دانسیته	Kg/m²	30-40	12-20
مقاومت پیوندی	MPa	>0.15	>0.1
مقاومت شیمیایی		در برابر مواد نفتی و سایر مواد شیمیایی خانگی مقاوم است.	نسبت به فرآورده‌های نفتی، روغن‌ها و حلال‌ها بسیار حساس است.
عملکرد زیست محیطی		عامل فوم‌زای عاری از فلوئور	استفاده‌ی زیاد از فریون که به لایه ازون آسیب می‌زند.