فوم برد چگونه ساخته می شود

تا به حال به ورقه ای از عایق فوم برد نگاه کرده اید و فکر کرده اید: 'چطور توده ای از گلوله های پلاستیکی را به این چیز سبک، سفت و سخت و ابر مانند تبدیل کردند؟'

تو تنها نیستی اساساً جادو است - اما با شیمی بیشتر و عصای کمتر. بیایید پرده‌ای را از این که چگونه پنل‌های صورتی، آبی یا فویل‌دار مورد علاقه‌تان را زنده می‌کنند، کنار بزنیم. اسپویلر: شامل گرما، فشار، گاز و کمی هرج و مرج کنترل شده است.

دو خانواده بزرگ: EPS در مقابل XPS در مقابل Polyiso

قبل از غواصی، بدانید که فوم بردها دارای سه طعم اصلی هستند: EPS (پلی استایرن اکسپند شده)، XPS (پلی استایرن اکسترود شده)، و پلی ایزو (پلی ایزوسیانورات). همه آنها پسر عمو هستند، اما هر کدام داستان اصلی خود را دارند. بیایید آنها را ملاقات کنیم.

EPS: روش 'پاپ کورن'.

EPS – فوم سفید و مهره مانندی که احتمالاً در فنجان‌ها و بسته‌بندی‌های قهوه دیده‌اید – زندگی خود را به صورت گلوله‌های ریز پلی استایرن که شبیه کریستال‌های قند هستند آغاز می‌کند. این بچه های کوچک حاوی یک عامل دمنده (معمولا پنتان) هستند که در داخل آنها به دام افتاده است و فقط منتظر است که بیرون بیاید.

مرحله 1: پیش انبساط - گلوله ها با بخار گرم می شوند که پلی استایرن را نرم می کند و باعث انبساط پنتان می شود. هر گلوله تقریباً 30 تا 50 برابر اندازه اصلی خود به صورت یک دانه فوم پف می کند. آن را مانند پاپ کورن مایکروویو در نظر بگیرید، اما بدون بوی کره و سینما.

مرحله 2: پیری (یا 'بلوغ') - دانه های منبسط شده باید برای مدتی استراحت کنند - از چند ساعت تا چند روز. در طول این دوره 'پیری'، هوا به آرامی در سلول ها پخش می شود و دانه ها را تثبیت می کند و آنها را برای مرحله بعدی آماده می کند. مثل این است که بگذارید خمیر نان قبل از پخت ور بیاید.

مرحله 3: قالب گیری: دانه های کهنه شده در یک قالب فلزی بزرگ (اغلب به اندازه یک پانل دیوار کامل) ریخته می شوند. بخار دوباره تزریق می شود و دانه ها نرم می شوند، بیشتر منبسط می شوند و به یک بلوک جامد تبدیل می شوند. قالب خنک می شود و یک بلوک غول پیکر از فوم EPS مانند یک گل ختمی عظیم و کرکی بیرون می زند.

مرحله 4: برش - سپس آن بلوک بزرگ توسط سیم های داغ به تخته هایی با هر ضخامتی که نیاز دارید برش داده می شود. و voilà — برد فوم EPS، آماده برای عایق کاری زیرزمین شما یا محافظت از تلویزیون جدید شما.

XPS: روش 'Extruded'.

XPS - چیزهای آبی یا صورتی برندهایی مانند Dow Styrofoam™ یا Owens Corning Foamular® - یک جانور کاملاً متفاوت است. نسبت به EPS متراکم تر، قوی تر و مقاوم تر در برابر رطوبت است. و فرآیند تولید آن بیشتر شبیه به تهیه خمیر بازی است تا پاپ کورن.

مرحله 1: ذوب مخلوط - کریستال های پلی استایرن (هم بکر و هم بازیافتی) به یک اکسترودر غول پیکر - یک بشکه گرم و طولانی با یک پیچ عظیم داخل آن وارد می شوند. پیچ پلاستیک را خرد می کند، مخلوط می کند و در دمای حدود 200 تا 220 درجه سانتی گراد به یک مایع غلیظ و ضخیم تبدیل می شود. جادو از اینجا شروع می شود.

مرحله 2: تزریق گاز - قسمت جالب اینجاست. یک عامل دمنده (اغلب مخلوطی از گازهایی مانند HFO-1234ze یا دی اکسید کربن) تحت فشار بسیار بالا به پلی استایرن مذاب تزریق می شود. فشار آنقدر شدید است که گاز در واقع در پلاستیک حل می شود - مانند دی اکسید کربن حل شده در قوطی نوشابه.

مرحله 3: خنک کردن - مخلوط مذاب و پر از گاز به اکسترودر دوم سردتر منتقل می شود. این مرحله دما را به حدود 110-130 درجه سانتیگراد کاهش می دهد. چرا؟ از آنجایی که پلاستیک خنک‌تر، پلاستیک قوی‌تری است - و باید آنقدر قوی باشد که بتواند بدون فرو ریختن، تمام آن گاز در حال انبساط را نگه دارد.

مرحله 4: اکستروژن (لحظه بزرگ) - مخلوط سرد و تحت فشار از طریق یک ' قالب شکاف ' مسطح در انتهای اکسترودر وارد می شود. با خروج، فشار ناگهان به فشار اتمسفر معمولی کاهش می یابد. و درست مانند باز کردن یک بطری نوشابه تکان خورده، *POOF*- گاز محلول فورا تبخیر شده و منبسط می شود و پلاستیک مایع را به یک ساختار سلولی کفی تبدیل می کند.

مرحله 5: شکل دهی و اندازه: فوم در حال گسترش از طریق میله های کالیبره و یک محفظه خلاء هدایت می شود که ضخامت و عرض آن را کنترل می کند. سپس سرد می شود، برش داده می شود و به صورت تخته برش می شود. برش‌ها مجدداً در فرآیند بازیافت می‌شوند - زباله صفر به محل دفن زباله.

نتیجه؟ یک تخته فوم سلول بسته با مقاومت فشاری و مقاومت باورنکردنی در برابر رطوبت. همه از یک اکسترودر پلاستیکی شکوهمند Play-Doh.

Polyiso: روش 'واکنش شیمیایی'.

پلی ایزو (پلی ایزوسیانورات) برتر از خانواده فوم برد است - بالاترین مقدار R-value در هر اینچ، روکش فویل، و اغلب در سقف ها استفاده می شود. فرآیند تولید آن کمتر در مورد پاپ کردن یا اکسترود کردن است و بیشتر در مورد شیمی است.

مرحله 1: مخلوط کردن معجون ها - Polyiso از دو جزء شیمیایی مایع ساخته شده است: 'A-side' (ایزوسیانات) و 'B-side' (پلیول با کاتالیزورها و مواد افزودنی). آنها را مانند رزین اپوکسی و هاردنر در نظر بگیرید - آنها به تنهایی خوب هستند، اما وقتی با هم ملاقات می کنند، همه چیز هیجان انگیز می شود.

مرحله 2: افزودن ماده دمنده - یک عامل دمنده (باز هم، اغلب پنتان) در 'سر اختلاط' با مخلوط مخلوط می شود.

مرحله 3: ساندویچ - دو رول از مواد روکش (اغلب فویل آلومینیومی یا کاغذ کرافت) باز می شوند و به سمت لمینیت تغذیه می شوند. مخلوط شیمیایی مایع روی قسمت پایینی ریخته می‌شود و قسمت بالایی روی آن قرار می‌گیرد - مانند ساختن یک ساندویچ غول‌پیکر و پر از مواد شیمیایی.

مرحله 4: لمیناتور (جایی که شیمی اتفاق می افتد) - ساندویچ وارد لمیناتور می شود - یک سیستم نقاله گرم و متحرک که ضخامت و دما را کنترل می کند. در داخل، واکنش شیمیایی شروع می شود. مخلوط مایع به یک هسته فوم سفت و سخت تبدیل می‌شود و با عبور از آن منبسط و سخت می‌شود. این گرمازا است، به این معنی که گرمای خود را تولید می کند - مانند یک پوشش عایق که خود گرم می شود.

مرحله 5: پخت و برش - پس از خروج از لمیناتور، تخته فوم پیوسته بریده می شود، به طول های 4 یا 8 فوت بریده می شود و روی هم چیده می شود. اما صبر کنید - هنوز تمام نشده است. تخته ها باید برای مدتی در انبار خشک شوند تا واکنش شیمیایی تمام شود و کف تثبیت شود.

نکته مثبت: حدود 95٪ از برد پلی ایزو تمام شده در واقع هوا است که در آن سلول های بسته کوچک به دام افتاده است. و هوا، همانطور که مشخص است، یکی از بهترین عایق های طبیعت است.

موضوع مشترک: بیشتر هوا است

در اینجا بخش وحشی است - خواه EPS، XPS یا polyiso باشد، حدود 95٪ عایق فوم برد فقط هوای محبوس شده است. پلاستیک فقط اسکلتی است که تمام آن حباب های کوچک گاز را در جای خود نگه می دارد. هرچه اسکلت بهتر باشد (و کوچکتر و یکنواخت تر حباب ها)، عایق بهتری خواهد داشت.

بنابراین دفعه بعد که یک ورق فوم تخته 4×8 را در سقف زیرزمین خود کشتی می‌گیرید، لحظه‌ای از سفری که طی کردید، قدردانی کنید: از گلوله‌های پلاستیکی یا مواد شیمیایی مایع، از طریق گرما، فشار و انبساط بسیار زیاد، تا تبدیل به قهرمان سبک وزن و صرفه‌جویی در انرژی امروز شوید.

برای یک اسفنج شکوهمند بد نیست، ها؟