عایق های الاستومری NBR و EPDM

عایق الاستومری nbr , epdm

یکی از روش‌های صرفه‌جویی در مصرف انرژی ، جلوگیری از هدر رفتن انرژی حرارتی در ساختمان‌ها است و بهترین ابزار برای رسیدن به این هدف استفاده از عایق‌های حرارتی است. عایق‌کاری مناسب بخش‌های مختلف ساختمان مانند سقف، کف و دیوارهای جانبی ، همچنین عایق‌کاری لوله‌ها و سطوح داغ و سرد باعث افزایش راندمان مصرف انرژی می‌گردد. با عایق‌کاری در ساختمان می‌توان در انرژی گرمایی و سرمایی 45 تا 55 درصد صرفه‌جویی نمود. عایق‌های الاستومری اگرچه نسبت به پشم سنگ و یا پشم‌شیشه گران‌ترند ولی به دلیل بی‌نیاز بودن از پوشش‌های مضاعف برای کاربردهای دمای پایین بسیار مقرون‌به‌صرفه می‌باشند، پایداری بسیار بالایی دارند. سریع‌ترین راه برای عایق کردن سامانه‌های لوله‌کشی آماده و ساخته‌شده، استفاده از عایق‌های الاستومری است. این‌گونه عایق‌ها ضریب انتقال حرارت بسیار پایینی داشته و انعطاف‌پذیر می‌باشند و برای محیط‌هایی که فضای کاری کمی داشته باشند بسیار مناسب هستند. عایق‌های الاستومری ازجمله مواد سلولی انعطاف پذیر سلول بسته بوده و بر پایه پلی وینیل کلراید، نیریل بونادین رابر و یا انیلین پروپیلین دیان مونومر رابر ساخته می‌شوند.

عایق الاستومری در دو نوع NBR و EPDM تولید می گردد و همواره برای متخصصین و مهندسین صنعت ساختمان سوال بوده که چه تفاوتی میان عایق های NBR و EPDM وجود دارد. در حقیقت باید گفت که بسیاری از مشخصات NBR و EPDM کاملاً شبیه به هم هستند و اختلافات بسیار ناچیزی با هم دارند، در کل می توان گفت که کاربری عایق الاستومری EPDM در برخی موارد خاص اندکی بهتر از NBR است. ولی باید توجه داشت که تولید عایق الاستومری EPDM بسیار مشکل است، حتی بزرگترین شرکت های تولید عایق نیز عایق های EPDM را با خلوص 100% نمی سازند.

مشخصات و خواص فیزیک

ازنظر پیشینه‌ای، عایق الاستومری از یک مخلوط پلیمری NPR/PVC ساخته شده است. محصولات عایق الاستومری سیاه، از یک مخلوط پلیمری NBR مقاوم در برابر UV تولید می شوند. در سال 1990 عایق الاستومری بر پایه پلیمر EPDM معرفی شد.

هر دو محصول فرم های سلول بسته انعطافی هستند؛ بنابراین بسیاری از خواص عایقی نظیر رسانایی حرارتی و سهولت ساخت در جاهایی که حاصل آن ها یک محصول با یک ساختار سلولی بسته است مشابه می باشد. با این حال بسیاری از مشخصات فیزیکی مواد توسط پلیمر پایه تعیین می شوند که شامل مقاومت دما بالا، انعطاف پذیری در دمای پایین و ضریب اصطکاک می باشند. یک مقایسه مربوط به خواص فیزیکی مواد عایقی مبتنی بر مخلوط پلیمری NBR در مقابل EPDM، شباهت ها و تفاوت ها و بهترین کاربرد ها را برای هر یک شرح می دهد.

شباهت ها

رسانایی حرارتی

چون محصولات با پایه NBR و EPDM و مخلوط پلیمری NBR دارای نرخ شعله و دود 5/25 ازمیان دیوار “2 در زمان تست طبق ASTM E 84 می باشند.

مقاومت خوردگی

محصولات عایق با پایه EPDM و مخلوط پلیمری NBR هنگامی که به شکل مناسب نصب شوند در کاربرد های لوله های ضد زنگ دما پایین یا مسی باعث خوردگی نمی شوند. برای فولاد های ضدزنگ دما بالا (بالای F 100) توصیه می شود که فولاد ضد زنگ هنگام استفاده از هر یک از محصولات، با پوشش مقاوم در برابر خوردگی و زنگ زدگی حفاظت شوند.

اندازه عرضه

محصولات عایق با پایه EPDM و مخلوط پلیمری NBR در دامنه های اندازه ای مشابه عرضه می شوند.

دوستدار محیط زیست

محصولات با پایه EPDM و مخلوط پلیمری NBR هر دو، محصولات دوستدار محیط زیست هستند. هر دو محصول عاری از فیبر، غیر متخلخل، مقاوم برای قالب گیری و عاری از ترکیبات CFC و واحد های مخرب اوزون د رحد صفر می باشند. هر دو محصول برای کاربرد های اتاق تمیز مورد قبول هستند.

تفاوت ها

محدوده های دمایی

دما بالا
مقاومت دمایی یک محصول الاستومری در وهله اول توسط پلیمر پایه تعیین می شود. مقاومت دما بالا معمولاً تابعی از دمای موقیعت (مثلاً نور خورشید، باد و …) و زمان بالاتر رفتن دما می باشد. چون فرآیند تخریب و فساد تابعی از زمان و دما می باشد. تعیین حد دما بالا برای یک محصول یک تقریب می باشد. هیچ روش تست خاص و ویژه ای برای تعیین این مقدار و جود ندارد اما چندین روش وجود دارند که افت در اتسحکام کششی یا ازدیاد طول در دمای ویژه را تعیین می کنند. دیگر خواص فیزیکی نظیر انقباض در دماهای بالا هم بایستی در نظر گرفته شود. با توجه به پس زمینه ارائه شده در بالا، صنعت عموماً روی حد دمای بالا بریا یک محصول با پایه EPDM در F350 و F300-F220 برای یک مخلوط پلیمری NBR موافق می باشد.

هر دو ماده بالای این دماها با حداقل تاثیر روی عملکرد اولیه شان مثل افت حرارتی، در یک حالت خنثی قرار می گیرند و همچنین هر دو هنگام قرار گرفتن در معرض دماهای زیر انی مقادیر در یک دوره طولانی از زمان، برخی از علائم تنزل و تخریب را از خودنشان دهند. درکاربردهای نظیر آب داغ شده با نور خورشید، بخار فشار پایین و کاربردهای اتاق تمیز، در دماهای بالا، مقاومت سختی محصول EPDM بهتر از NBR می باشد. با این حال کم شدن حجم یا انقباض در دمای بالا هنوز یک عاملی است که باید مورد ارزیابی قرار بگیرد و بیشتر باید یک تابع از ساختار سلولی بسته و نفوذپذیری ماده باشد تا مقاومت آن در برابر سخت کاری.

دما پایین

عایق های با پایه مخلوط های پلیمری NBR می توانند از 20- تا 40- در جه فارنهایت انعطاف پذیر بمانند اما در فهرست مواد دارای حد دمای پایین تر از F-297 قرار دارند.

تفاوت این دو مقدار در این است که اکثر کاربردهای عایقی، کاربردهای استاتیکی (ساکن و غیر پویا) می باشند و این یعنی انعطاف پذیری محصول در زمان نصب شدن مهم نمی باشد. انعطاف پذیری در دمای پایین مخلوط های پلیمری نیاز های اکثر کاربردها و دماهای خط لوله حاوی مواد سرماساز را تامین کرده یا حتی بیشتر از این نیاز ها می باشند. مواد با پایه EPDM دارای یک حد انعطاف پذیری پایین تر (تا زیر F-70) می باشند. برای کاربردهای دما پایین جائیکه انعطاف پذیری مهم می باشد  مانند خط لوله ای که مایعات از دمای بالا به دمای بسیار پایین می روند (F-40 تا F-70) یا برای نصب مواد در دمای خیلی پایین، محصولات با پایه EPDM ممکن است دارای یک مزیت باشند.

مقاومت آب و هوایی UV

هم مخلوط پلیمری NBR و هم محصولات عایق با پایه EPDM در برابر UV مقاوم می باشند. مواد با پایه EPDM بیشتر از مواد با پایه NBR در برابر UV مقاوم هستند. با این حال با توجه به آنچه گفته شد بایستی دو عامل را در نظر گرفت.

1-در دماهای خارج از ساختمان علاوه بر مقاومت د ر برابر UV به مقاومت دیگری نیاز می باشد. مقاومت UV در زمانی که شرایط آب و هوایی خارج از ساختمان در نظر گرفته شود تنهایک عامل می باشد. سوء استفاده ها ی مکانیکی از سوی کارگران، شرایط سخت آب و هوایی و محیطی یک پیامد حقیقی افزون بر مقاومت UV می باشد.

2-محصولات عایقی با پایه EPDM دارای مقاومت UV بهتر از مواد عایقی با پایه NBR می‌باشند؛ اما پرسش این است که آیا این مقاومت به‌اندازه کافی بهتر است که انتظارات مربوط به کاربرد را برآورده کند یا خیر؟ هر دو محصول درواقع در کاربردهای شرایط سخت بدون حفاظت اضافه‌شده، می شکنند. محصولات با پایه EPDM ممکن است دارای عمر طولانی در زمان استفاده شده باشند اما اگر برای عایق یک دوره زمانی با حداقل نگهداری مورد انتظار می باشد، بایستی از حفاظ برای آن ها استفاده شود.

برای شرایط محیطی متوسط در معرض UV بودن، مانند عایقکاری خط از پمپ تا ساختمان، هیچگونه اضافه کردن حفاظت UV برای هر دو نوع محصول لازم نمی باشد. برای کاربردهای مربوط به شرایط محیطی نامناسب یا استفاده غیر مجاز (مانند استفاده بر روی بام) کاربرد یک پوشش حفاظتی برای یک محصول در سطح حداقل ( بر اساس شرایط و انتظارات موجود) لازم می باشد. پوشش های حفاظتی برای کاهش فرسوده شدن زودرس به واسطه UV و سایر المان های مربوط به شرایط آب و هوایی مثل باد، باران و برف لازم می باشد. این پوشش به خوبی به مواد با پایه NBR می چسبند. پوشش ها به خوبی به یک محصول با پایه EPDM نمی چسبند و بایستی قبل از استفاده کردن چک شوند. ژاکتینگ (استفاده از ژاکت) یک گزینه نگهداری پایین تر به همراه مزیت فزاینده فراهم کردن حفاظت از سوء استفاده ها از سوی پرسنل تعمیرات را فراهم می کند.

سهولت نصب

محصولات عایق پلیمری NBR خودشان رابه عنوان یک محصول آسان نصب در عمل ثابت کرده اند. آن ها نع تنها انعطاف پذیر هستند بلکه به آسانی بریده و ساخته می شوند. به دلیل ضرایب اصطکاک پایینشان هیچ گونه برشی توسط ابزار (چاقو) مورد نیاز نمی باشد.

سفتی آن ها به محصول اجازه می دهد که انعطاف پذیر باشند و به آسانی روی یک لوله سر بخورد.

پلیمر های NBR در خانواده پلیمر قطبی هستند و خیلی چسپنده می باشند. محصولات با پایه EPDM  دارای فرایند مشکل تری برای نصب می باشند که این به علت ضریب اصطکاک بالا می باشد که باعث ایجاد یک ماهیت لاستیکی تر می شود که این خود باعث مشکل تر شد ن حرکت آن ها روی لوله ها می شود. از آنجا که نصب تا حدودی یک مشخصه مورد نظر می باشد، این موضوع بایستی توسط نصب کننده مورد ارزیابی قرار بگیرد.

خواص سختی  و قدرت (استحکام)

عایق های مخلوط پلیمری NBR دارای استحکام کششی عالی، مقاومت پارگی بالا، مقاومت ساییدگی و مقاومت تراکمی خوبی می باشندو این خواص استحکامی باعث می شود تا عایق ساده تر و آسان تر نصب شده و دارای دوام بیشتر باشد. محصولات با پایه EPDM عموماً دارای مقاومت پارگی و سائیدگی ضعیف می باشند. آن ها همچنین دارای ضریب اصطکاک بالاتری می باشند که این سبب می شود تا آن ها مستعد پارگی باشند.

نفوذ هوا:

هوا به آسانی در دیوارهای سلول فوم های مخلوط پلیمری NBR نفوذ کند. از طرف دیگر، EPDM به آسانی قابل نفوذ می باشد. در دماهای بالاتر، نفوذ هوا منجر به انقباض و کوتاهتر شدن EPDM می شود. انقباض به شکل چین خوردگی در سطح پوست و کوتاهتر شدن طول ها ظاهر می گردد. این باعث تنش اضافی روی اتصالات آب بندی شده و باعث ایجاد ناحیه ای برای کنداکس یا تقطیر آب می گردد.

مقاومت در برابر نفوذ آب:

مخلوط های پلیمری NBR و محصولات عایقی سلول بسته با پایه EPDM در برابر رطوبت مقاوم هستند. در برخی از تست های آزمایشگاهی، مواد با پایه EPDM یک مزیت اندکی را در این حوزه نشان داده اند. اما هر دو محصول دارای مقاومت خوبی در برابر آب می باشند. با توجه به آنچه که بیان شد هیچ یک از محصولات برای دفن شدن زیر آب توصیه نمی شود. دلیل این است که قرار گرفتن به طور مستمر در معرض آب در یک زمان طولانی منجر به نفوذ آب در ساختار سلول بسته و تخریب سلول می شود و این باعث تنزل خاصیت رسانایی حرارتی محصول می گردد.

مقاومت بخار آب:

مقادیر WVT (انتقال بخار آب) برای محصولات با پایه EPDM و پلیمری NBR هر دو کم بوده و جزءمواد انتقالی پایین(کم) در نظر گرفته می شوند.

نتیجه گیری

محصولات عایق سلول بسته انعطاف پذیر با پایه NBR بریا بیش از 40 سال است که در بازار موجود می باشند. در طول این مدت آن ها موثر بودنشان در صرفه جویی و  جلوگیری از کنداکس شدن، یک تنوع گسترده ای از کاربردها در دامنه دمایی از 397F تا 300F را ثابت کرده اند. محصولات عایقی با پایه EPDM مدت 10 سال است که وارد بازار شده اند. بر پایه تفاوت بین خواص فیزیکی محصولات با پایه NBR و EPDM، مواد عایقی EPDM ممکن است دارای قابلیت کاربد بیشتر در کاربری های با  دمای شدید می باشند.(مانند نصب در سرمای شدید یا در دمای 250-300 درجه فارنهایت). پیامد های یک چنین نصبی (توانایی برای برید محصول یا سرخوردن محصول روی یک لوله) بایستی برای سازگاربودن محصول مورد ارزیابی قرار بگیرند. هر نوع محصول بایستی بر اساس خواص فیزیکی ویژه در برابر نیاز های کاربردی خاص مورد ارزیابی قرار گیرد.