Jedno z najważniejszych zastosowań pianek syntetycznych dotyczy izolacji termicznej. Ma ona minimalizować straty przy przepływie, dystrybucji czy magazynowaniu ciepła i zimna, a także zapobiegać kondensacji. Do tego typu zastosowań opracowano więc pianki sztywne takie jak poliuretan, półsztywne jak polistyren czy polipropylen, a także elastyczne - polietylen czy elastomery gumowe. Które ze środków porotwórczych do spieniania tego typu materiałów będą najbardziej odporne na korozję? Na to pytanie odpowiada dr Agnieszka Grala, Inżynier R&D w firmie Thermaflex.

Do produkcji izolacji syntetycznej w procesie spieniania produktu stosuje się dwa rodzaje środków porotwórczych - chemiczne i fizyczne. W przypadku tych pierwszych, najbardziej powszechne jest stosowanie azodikarbonamidu (C2H4N402) - bezwonnego, żółtego lub pomarańczowego krystalicznego proszku. Związek ten jest wykorzystywany jako główny środek porotwórczy i pianotwórczy m.in. w produkcji ekspandowanych polimerów termoplastycznych, polimerów sieciowanych i elastomerów. Azot oraz inne gazy uwalniane podczas podgrzewania azodikarbonamidu (ADC), zostają uwięzione w matrycy poimerowej w postaci pęcherzyków, tworząc spieniony wyrób.

- Izolacja elastomerowa jest zwykle spieniana za pomocą ADC. ADC jest podgrzewany podczas procesu produkcji, w wyniku czego uwalniane są 3 główne gazy - azot, tlenek węgla i amoniak. Tworzą one strukturę komórkową w produkowanym materiale i pozostają wewnątrz produktu na pewien czas, co może być problematyczne. Gdy do izolacji zawierającej uwięzione wciąż cząsteczki amoniaku dostanie się woda, nastąpi reakcja chemiczna – wyjaśnia ekspert firmy Thermaflex.

Przyczynami przedostawania się wody do izolacji lub pod nią może być niewystarczająca lub źle zamontowana izolacja, uszkodzenie paroszczelnej warstwy zewnętrznej, zbyt niska wartość μ lub obniżenie grubości izolacji poprzez "rozciągnięcie" w zakrętach lub kształtkach, dzięki czemu punkt pary wodnej zostaje przesunięty poza izolację. W wyniku reakcji chemicznej pomiędzy składnikami rozkładu środka porotwórczego ADC, a metalową rurą, może dojść do powstania korozji naprężeniowej. Jest ona aktywowana przez dyfuzję pary wodnej lub absorpcję wody przez materiał izolacyjny.

- Co więcej, w 2004 roku Komisja Europejska zakazała stosowania ADC jako środka porotwórczego w polimerach, które mają bezpośredni kontakt z żywnością. Jest to związane z tym, że azodikarbonamid po podgrzaniu może częściowo rozkładać się do semikarbazydu, który zidentyfikowany został jako czynnik rakotwórczy – dodaje ekspert firmy Thermaflex.

Fizyczne środki porotwórcze

W przypadku fizycznych środków porotwórczych, gaz jest rozpuszczany w stopie pod wysokim ciśnieniem w wytłaczarce. W momencie, gdy jest on wystawiony na działanie dużo niższego ciśnienia atmosferycznego poza wytłaczarką, zmienia on stan skupienia z fazy ciekłej do fazy gazowej, co skutkuje zwiększeniem jego objętości.

- Przy stosowaniu materiałów izolacyjnych produkowanych z użyciem chemicznych środków porotwórczych, należy zawsze zwracać szczególną uwagę na zapobieganie korozji naprężeniowej dla wszystkich elementów, które mają być izolowane produktami izolacyjnymi spienionymi przy użyciu środka porotwórczego ADC. W przypadku pianek produkowanych z użyciem fizycznych środków porotwórczych, taka forma korozji nie stanowi żadnego zagrożenia – Agnieszka Grala z firmy Thermaflex.

Przykład rozwiązania

Ekspert Thermaflex dodaje także, że przykładem rozwiązania stworzonego za pomocą fizycznych środków porotwórczych są systemy izolacyjne z pianki poliolefinowej od Thermaflex. Jest to trwały materiał o stabilnych właściwościach izolacyjnych, który dodatkowo zabezpiecza system przez ewentualnym przenoszeniem ognia i dymu w przypadku wystąpienia pożaru. Pianka poliolefinowa o zamkniętej strukturze komórkowej nie chłonie wilgoci, przez co gwarantuje brak ryzyka korodowania rurociągu oraz wykazuje bardzo dobry współczynnik przewodzenia ciepła, skutecznie ograniczając straty energii.

Flagowe rozwiązania firmy Thermaflex - wykonane z pianki poliolefinowej - skutecznie redukują straty ciepła, chroniąc instalacje przed uszkodzeniami oraz zapewniając odporność ogniową. Efekt to połączenie wysokiej efektywności energetycznej oraz zwiększenie wydajności instalacji przez cały okres jej użytkowania.