فوم به ماده ای گفته می شود که با قراردادن کپسول های گاز در مایع یا جامد تولید می شود. از نمونه های فوم می توان به اسفنج و سر لیوان اشاره کرد.
حجم گاز موجود در اکثریت فوم ها زیاد است که عایق فوم پلی یورتان یکی از بهترین مواد عایق برای ساختمانها و صنایع است.
برای جداسازی نواحی گاز در فوم از غشاهای نازک مایع یا جامد استفاده می شود. فوم جامد در دو نوع فوم با سلول بسته و فوم با سلول باز وجود دارد.
فوم چیست؟
در فوم سلول بسته ، گاز کیسه های جداگانه ای را شکل می دهد که هر کدام به وسیله مواد جامد کاملا احاطه شده اند.
اما در فوم سلول باز ، کیسه های هوا به هم وصل هستند.
برای مثال اسفنج حمام یک فوم سلول باز است به همین جهت آب می تواند به راحتی در آن نفوذ کند این در حالی است که حتی هوا هم همچین خاصیتی ندارد.
زیرانداز کمپینگ، نوعی فوم سلول بسته است.
در فوم سلول بسته کیسه های گاز به قدری محکم به یکدیگر متصل شده اند که آب قادر به نفوذ در آن نیست. همچنین در فوم مقدار زیادی گاز وجود دارد که به حباب های گازی در سایزهای متفاوت تقسیم می شود.
این حباب های گازی توسط نواحی مایع از یکدیگر جدا می شوند.
این امکان وجود دارد که زمانی که فاز مایع، از لایه های سیستمی خارج می شود لایه های نازک و نازک تر را تشکیل دهد.
فوم انواع گوناگونی دارد مانند فوم پلی پورتان (رابر) ، فوم پلی اتیلن ، فوم EPDM ، فوم کوانتوم ، فوم لاستیکی ، فوم XPS ، فوم پلی استرین ، فنولیک و …
فوم پلی یورتان
به طور کلی فوم های پلی یورتان را می توان به ۳ دسته کلی فوم های نرم، فوم های نیمه نرم و سخت تقسیم بندی نمود.
فوم نرم
پلی یورتان فوم هایی با سلول باز هستند که هوا به راحتی از داخل آن ها عبور می کند و دانسیته آن ها در محدوده ۹۳ بر ۳ اینچ مکعب می باشد.
از نظر خواص فیزیکی و مکانیکی، استحکام کششی و ازدیاد طول بهتری از خود نشان می دهند.
این فوم ها دارای خواص عالی جذب صوت و ضریب هدایت حرارت پایین هستند و در برابر اغلب حلال ها مقاومت خوبی دارند.
در صورتی که در معرض اشعه ماوراء بنفش قرار گیرند به سرعت رنگ خود را از دست می دهند.
همچنین در برابر اسید ها و بازهای قوی مقاومت ضعیفی دارند.
فوم سخت
پلی یورتان در سال ۱۹۴۰ به میزان کم در ساختارهای ساندویچی به کار رفتند ولی در سال ۱۹۶۰ توسعه واقعی تولید و مصرف فوم های سخت پلی یورتان تحت تاثیر دو عامل زیر تشدید شد :
-استفاده از مونوفلوئوروتری به عنوان عامل پف زا
– استفاده از MDI پلیمری که علاوه بر بهبود خواص باعث ساده شدن فرآیند گشت.
فوم های نیمه نرم و یا نیمه سخت
که در این فوم ها مانند فوم های نرم با تغییر در فرمولاسیون، تغییرات قابل ملاحظه ای در سختی و سایر خواص حاصل می گردد.
اگر چه این مواد جاذب آب هستند ولیکن رطوبت هوا را جذب نمی کنند.
فرآیند فیزیکی فوم شدن
وقتی که اجزای فرمولاسیون فوم با یکدیگر اختلاط پیدا کردند، واکنش های شیمیایی به طور هم زمان شروع می شوند
و پس از گذشت زمان اندکی، رنگ سیستم در حال واکنش ، کدر می گردد.
در این مرحله تشکیل حباب های گاز، با چشم قابل مشاهده است. پس از این مرحله، عمل بالا آمدن فوم شروع می گردد .
با ادامه فرآیند تولید گاز، عمل انتقال مولکول های گاز تولید شده از مایع به داخل سلول های به وجود آمده صورت می پذیرد.
با ادامه این فرآیند، از تعداد سلول ها کاسته شده و بر اندازه آن ها افزوده می شود.
دانسیته فوم ها
یکی از مهمترین مشخصه های هرفومی، دانسیته آن می باشد که باعث تغییر خواص فیزیکی فوم می شود.
در فوم های قالبگیری شده، با توجه به ثابت بودن حجم قالب، دانسیته مواد به مقدار موادی که به داخل قالب ریخته می شود بستگی دارد.
اما در روش های تولید فوم به روش غیرقالبگیری یا آزاد، پارامترهای مختلف دیگری هم بر دانسیته فوم تاثیر دارند.
پارامترهای موثر بر دانسیته فوم ها
1.اندازه و یکدست بودن ساختمان سلول های فوم
این امر توسط راندمان اختلاط و هسته گذاری در مخلوط فوم کنترل می شود.
2. درجه حرارت مواد اولیه
این دما بر سرعت فوم شدن، سرعت پلیمریزاسیون و درجه حرارت نهایی واکنش موثر است.
به طور کلی درجه حرارت بالای مواد اولیه باعث ایجاد فوم با دانسیته نسبتا پایین، با کمی زبری می شود.
3. ظرفیت تولید
فوم های تولیدی توسط ماشین های کوچک (مثلا ظرفیت خروجی ۵۰ کیلو پلی ال در دقیقه) نسبت به فوم های تولیدی مشابه توسط ماشین های بزرگتر دارای توزیع دانسیته بهتری هستند، به طوری که در این فوم ها دانسیته مرکز فوم نسبت به دانسیته متوسط فوم از اختلاط بیشتری برخوردار است.
4. تنظیم هم زمان سرعت ژل شدن و سرعت رشد فوم
کوچکترین تغییرات در موازنه این سرعت ها، تاثیر بسزایی در دانسیته و نفوذپذیری فوم های نرم دارد.
5. تغییرات فشار جو
دانسیته یک فوم با فرمولاسیون معین، رابطه مستقیمی با فشار جو در لحظه تولید دارد.
این تغییرات جو می تواند در اثر تغییر در شرایط آب و هوایی و یا تعویض فصول ایجاد شود.
مثلا در بعضی از کارخانه ها تحت تاثیر جو، علی رغم استفاده از یک فرمولاسیون یکسان، کاهش ۳۰ درصدی در دانسیته، مشاهده شده است.
چرا فوم پلی یورتان
دلایل انتخاب فوم پلی یورتان به عنوان ماده ای موثر و متفاوت در صنعت ساختمان
برخلاف تصور عمومی مبنی بر هدر رفتن بیشترین میزان انرژی از راه درها و پنجر ه ها،
این است که بیش از ۴۰ % اتلاف انرژی ساختمان ها از راه پوسته و بدنه آن ها می باشد.
کوچکترین عیب و نقص در ساختمان، باعث تغییر در درجه حرارت و میزان فشار هوا می شود،
و می تواند نفوذ و حرکت هوا را از بین درزهای موجود به وجود آورد و در نتیجه کار آمدی سیستم ساختمان از نظر مصرف انرژی را کاهش دهد.
همراه با هوا، رطوبت نیز می تواند وارد درزهای بنا شود و باعث نگرانی هایی از بابت سلامت ساختمان شود .
فوم پلی یورتان اجازه حرکت هوا و نفوذ رطوبت غیر قابل کنترل از راه دیوارها را نمی دهد و باعث ایجاد پوسته ای کاملا بدون درز و نفوذ ناپذیر برای ساختمان می شود و می تواند محیطی با آسایش بیشتر در داخل بنا به وجود آورد.
درزها و سورا خ ها را می پوشاند
و محافظی بسیار با ارزش در مقابل نفوذ غیر قابل کنترل هوا، کوران هوا، رطوبت وارده به دیوارها و صدا می باشد.
همچنین به دلیل سبکی زیاد ، باعث کاهش بار مرده ساختمان می گردد
و از چسبندگی خوبی برخوردار است
عایق فوم پلی یورتان
عایق فوم پلی یورتان یکی از بهترین مواد عایق برای ساختمانها و صنایع است. این فوم به دلیل هدایت حرارتی پایین، وزن سبک و چسبندگی عالی، به کاهش اتلاف انرژی کمک میکند. همچنین قابلیت فرمدهی آن اجازه میدهد تا در فضاهای پیچیده به راحتی نصب شود. این عایق در عایقکاری دیوارها، سقفها و کفها استفاده میشود و خواص جذب صوتی آن نیز آن را برای عایقکاری صوتی مناسب میسازد. انتخاب فوم پلی یورتان به عنوان عایق، سرمایهگذاری خوبی برای بهبود کارایی انرژی و راحتی ساختمانهاست.
توجیه اقتصادی عایق کاری با فوم پلی یورتان
سرمایه گذاری اولیه جهت استفاده از فوم پلی یورتان، در طولانی مدت به شکل مصرف پایین انرژی، آسایش، کنترل کیفیت هوای داخلی، سلا متی و ایمنی بالا قابل بازگشت می باشد.
به علت ساختار فوم پلی یورتان که به صورت سلول های بسیار نزدیک به هم و فشرده می باشد
(و در نتیجه بیشترین میزان مقاومت حرارتی ۱ در هر واحد را به ما می دهد).
وسایل و تجهیزات گرمایشی- سرمایشی نیز بسیار کارآمدتر بوده و سوخت کمتری مصرف می کنند.
همچنین فوم پلی یورتان می تواند باعث کمتر شدن هزینه تهیه وسایل و تجهیزات ساختمانی نیز بشود،
به طوری که می توان وسایل گرمایشی- سرمایشی کم قدرت تری را خریداری نمود.
و نیز فوم پلی یورتان در مقایسه با سایر عایق ها دارای پایینترین قابلیت هدایت حرارتی است.
مزایای فوم پلی یورتان
مزیتهای فوم پلی یورتان عبارتاند از:
- هدایت حرارتی کم که از تمامی مصالح عایق متداول دیگر کمتر است.
وزن سبک - استحکام بالا
- قابلیت بسیار زیاد در پذیرش تغییر در فرمولاسیون جهت برآورده کردن انتظارات کاربردی
- چسبندگی قوی به بسیاری از مواد
- نفوذپذیری کم در برابر بخارآب
- قابلیت فوم شوندگی در محل برای پر کردن شکلهای پیچیده
- قابل تولید بودن در رنج وسیعی از چگالیها بهطوریکه چگالی این فوم از ۸ کیلوگرم بر مترمکعب به بالا قابلدسترس است.
