Кіріспе

Термооқшаулауға көбінесе қолданылатын пластик түрі – полиизоцианурат (/p//ɒ//l//ɪ/,/aɪ//s//oʊ//s//aɪ/'/æ//nj//ʊər//eɪ//t/), сонымен қатар PIR, полиизо немесе ISO деп те аталады. Бұл термореактивті пластик, әдетте көбік түрінде жасалады және қатты жылу оқшаулау ретінде қолданылады. Оның бастапқы материалдары полиуретан (PUR) үшін қолданылатын материалдарға ұқсас, бірақ метилендифенилдиизоцианат (MDI) мөлшері жоғары, ал реакцияда полиэфирлі полиолдың орнына полиэстерлі полиол қолданылады. Соның нәтижесінде химиялық құрылымы айтарлықтай өзгеше болады, MDI-дегі изоцианат топтары изоцианурат топтарын түзету үшін тримеризацияланады, олар полиолдармен байланысып, күрделі полимерлік құрылымды құрайды.

Өңдеу

(MDI) және полиолдың реакциясы PUR өндірісіне қажетті температурадан жоғары температурада жүзеге асады. Осы жоғары температурада және белгілі бір катализаторлардың қатысуымен MDI ең алдымен өзі-өзімен реакцияласып, қатты сақиналы молекула – реакциялық аралық өнім (триизоцианат изоцианурат қосылысы) түзеді. Қалған MDI және триизоцианат полиолмен реакцияласып, күрделі поли(уретан изоцианурат) полимерін құрайды (сондықтан PIR-ге балама ретінде PUI аббревиатурасы қолданылады), ол тиісті көбіктіргіш заттың қатысуымен көбіктеледі. Бұл изоцианурат полимері салыстырмалы түрде берік молекулалық құрылымға ие, себебі мықты химиялық байланыстардың, изоцианурат сақинасының және жоғары байланыс тығыздығының үйлесімі, олардың әрқайсысы полиуретандармен салыстырғанда артық қаттылыққа әсер етеді. Байланыстың артуы оларды бұзуды қиындатады, нәтижесінде PIR көбігі химиялық және жылулық тұрақтылығы жоғары: изоцианурат байланыстарының ыдырауы 200°C-тан жоғары температурада басталады, ал уретан үшін бұл көрсеткіш 100-110°C шамасында. PIR-дің MDI/полиол арақатынасы, сонымен қатар оның индексі (тек уретанды алу үшін изоцианат/полиол стехиометриясына сүйенгенде) 180-ден аспайды. PUR индекстері әдетте 100-ге жуық. Индекс артқан сайын материалдың қаттылығымен қатар, хруптығы да артады, бірақ бұл байланыс сызықтық емес. Өнімнің қолданылуына қарай, жоғары қаттылық, химиялық және/немесе жылулық тұрақтылық қажет болуы мүмкін. Сондықтан PIR өндірушілері бірдей тығыздыққа ие, бірақ әртүрлі индексті бірнеше өнім ұсынады, осылайша соңғы қолданудағы ең жақсы нәтижелерге қол жеткізеді.

Қолданылуы

PIR көбік түрінде өндіріледі және қатты жылу оқшаулау ретінде қолданылады. Оның жылу өткізгіштігі периметрдің ауданына қатынасына байланысты, әдетте 0,023 Вт/(м·К) (0,16 БТЭ·ин/(сағ·фут²·°F)) шамасында болады. Таза рельефті алюминий фольгамен ламинатталған PIR көбік панельдері жылу, желдеткіш және кондиционерлеу жүйелерінде қолданылатын алдын ала оқшауланған құбырларды жасау үшін пайдаланылады. ПИР көбігінен жасалған сэндвич панельдер коррозиядан қорғалған, толқынды болат жабындармен жабыстырылған және кеңінен төбе оқшаулау және тік қабырғалар үшін қолданылады (мысалы, қоймалар, фабрикалар, кеңселер және т.б.). PIR көбіктерінің басқа да кең таралған қолданыстарына өнеркәсіптік және коммерциялық құбырларды оқшаулау, сондай-ақ кесу/механикалық өңдеу материалдары (экспандияланған полистирол және қатты полиуретан көбіктерімен бәсекелеседі) жатады. Ықшамдалудан туындайтын саңылаулар ғимараттың қаптамасын оқшаулаудың тиімділігін төмендетуі мүмкін. Өндіріс талаптары бойынша ықшамдалу 1%-дан аспауы керек (бұрын 2% болған). Тіпті ықшамдалу осы шектен айтарлықтай төмен болса да, әрбір панельдің шетіне түсетін саңылаулар оқшаулаудың тиімділігін азайтуы мүмкін, әсіресе панельдер бу/инфильтрация кедергісін қамтамасыз етеді деп есептелсе. Бірнеше қабаттар, аралас тігістері, кеме қабырғасы немесе тіл және ойық тігістер осы мәселелерді айтарлықтай азайтады. Изофорон диизоцианатының полиизоцианураттары акрилді полиолдар мен полиэфирлі полиолдарға негізделген полиуретан жабындарының дайындалуында қолданылады.

Денсаулыққа қауіп төндіретін факторлар

PIR оқшаулауын өндіру кезінде (мысалы, шаң түрінде) теріге, көзге және жоғарғы тыныс жолдарына механикалық тітіркену тудыруы мүмкін. Зерттеулерде тыныс алу ауруларының қаупінің статистикалық тұрғыдан айтарлықтай жоғарылағаны анықталған жоқ.

Өрт қаупі

Кейде ПИР-дің отты баяулатушы немесе отты баяулатушы заттары бар деп айтылады, бірақ олар «кішкентай масштабтағы сынақтардың» нәтижелерін сипаттайды және «нақты өрт жағдайындағы [барлық] қауіптерді көрсетпейді»; өрттен туындайтын қауіптердің ауқымы отқа төзімділікті ғана емес, түрлі өрт сценарийлерінен пайда болатын уытты қосалқы өнімдердің көлемін де қамтиды. 2011 жылы Орталық Ланкашир университетінің Өрт және қауіптілік ғылымы орталығында оқшаулағыш материалдардың өртке қатысты уыттылығы зерттелген кезде ПИР және басқа да көп қолданылатын материалдар өрт қауіптілігінің кең ауқымын көрсететін, шынайы және кең ауқымды жағдайларда зерттелді. Осы зерттеуде өрттен көбінесе уытты өнімдерді жұту салдарынан адамдар қаза табатыны анықталды. Зерттеу барысында уытты өнімдердің шығарылу деңгейі, уыттылығы, уақыт бойынша шығарылу сипаттамасы және шығарылған дозалардың қауіптілігі жалыстағы, жалыссыз және нашар желдетілетін өрттердің әртүрлі жағдайларында бағаланды. Нәтижесінде, ПИР басқа зерттелген оқшаулағыш материалдарға қарағанда әдетте уытты өнімдердің жоғары деңгейін шығарады деген қорытындыға келді (ПИР > ПУР > ЕПС > ПХФ; сондай-ақ шыны және тас жүндері зерттелді). Атап айтқанда, сутегі цианиді ПИР (және ПУР) көбіктерінің өртке қатысты уыттылығына маңызды үлес қосатын фактор ретінде танылды. ПИР изоляциялық тақтасы (Saint-Gobain компаниясының құрамындағы Celotex компаниясының FR4000 және FR5000 өнімдері ретінде көрсетілген) Лондонның Гренфелл мұнарасын қайта жаңарту кезінде сыртқы жағына қолдану үшін, 100 мм және 150 мм қалыңдықтағы тік және көлденең жолақтар түрінде ұсынылды; кейіннен «Ипсуич фирмасы Celotex қайта жаңартуға изоляциялық материалдарды жеткізгенін растады». 2017 жылдың 14 маусымында ғимарат 15 минут ішінде төртінші қабаттан бастап 24-ші қабатқа дейін отқа оранды. Өрт бойынша жүргізілген қоғамдық сауалда Celotex қаптамасының материалы өрттің жылдам таралуына себеп болған негізгі факторлардың бірі екені анықталды, себебі олар құрылыс ережелерінде рұқсат етілгеннен әлдеқайда тез тұтанатын. Celotex қауіпсіздік сынақтарында қолданылған қаптама панельдеріне жасырын түрде отты баяулатушы материалдар қосып, реттеуші органдарды қаптаманың өртке төзімділігі туралы жаңылыстырды.