انگلیسی 
در میان انواع عایق‌های موجود، فوم ریجید پلی یورتان (Rigid Polyurethane Foam) به‌دلیل ساختار سلولی بسته، رسانایی حرارتی بسیار پایین، استحکام مکانیکی بالا و وزن سبک، جایگاهی ویژه در صنعت عایق‌سازی یافته است.
در دنیای امروز که بهره‌وری انرژی و پایداری محیط‌زیست به اولویت‌های اصلی صنایع تبدیل شده‌اند، انتخاب عایق مناسب نقشی تعیین‌کننده در کاهش مصرف انرژی، افزایش عمر سازه‌ها و بهبود عملکرد حرارتی ایفا می‌کند.
این فوم پیشرفته، حاصل واکنش شیمیایی میان پلی‌ال و ایزوسیانات بوده و با قابلیت شکل‌پذیری بالا در قالب تخته، پانل یا فوم تزریقی، در حوزه‌های گوناگونی از جمله ساختمان‌سازی، صنایع برودتی، تجهیزات خانگی و حمل‌ونقل مورد استفاده قرار می‌گیرد.
مواد عایق پلی یورتان
عایق پلی‌یورتان به دو صورت فوم پاششی مایع (Spray Foam) و تخته فوم ریجید پلی یورتان (Rigid Foam Board) تولید می‌شود و می‌تواند به‌صورت پنل‌های عایق چندلایه با روکش‌های متنوع نیز تولید گردد.
فوم ریجید پلی یورتان در صنعت عایق‌سازی
فوم ریجید پلی یورتان و تخته‌های پلی‌ایزوسیانورات که با نام‌های PIR یا پلی‌ایزو نیز شناخته می‌شوند از بادوام‌ترین و باکیفیت‌ترین گزینه‌ها برای عایق حرارتی در صنعت ساختمان و همچنین در لوازم خانگی هستند.
به‌دلیل سخت‌گیرانه‌تر شدن استانداردهای مصرف انرژی و گرایش جهانی به رویکردهای پایدار در استفاده از انرژی، این محصولات در سال‌های اخیر رشد چشمگیری داشته‌اند.
به واسطه‌ی مقاومت حرارتی (R-value) بسیار خوب و بالا و سهولت نصب، تخته‌های فوم ریجید پلی یورتان در واقع از عوامل کلیدی بهبود بهره‌وری انرژی در بسیاری از کاربردها محسوب می‌شوند.
عایق‌های فوم ریجید پلی یورتان مبتنی بر پلی یورتان در زمینه‌های زیر مورد استفاده قرار می‌گیرند:
- تخته‌های پلی‌ایزو سقف‌های خانه
- پنل‌های عایق سازه‌ای، پنل‌های روکش‌دار فلزی، فوم پاششی در ساختمان‌های تجاری
- فوم پاششی، پوشش عایق برای دیوارهای مسکونی
- لوازم خانگی مانند آب‌گرم‌کن‌ها، یخچال‌های خانگی و تجهیزات سرمایشی تجاری
امروزه، با افزایش تقاضا برای راهکارهای بهره‌ور در مصرف انرژی، شرکت‌ها در حال سرمایه‌گذاری برای افزایش ظرفیت تولید خود هستند.
تفاوت فوم سخت با فوم پاششی پلی یورتان
کاربرد فوم پلی یورتان
کاربرد فوم‌های پاششی یا تزریقی در محل (Foamed-in-place) معمولاً هزینه‌ای کمتر از فوم سخت پلی یورتان در اجرا دارد و از آنجا که فوم مایع به‌طور کامل سطوح را دربر می‌گیرد، عملکرد حرارتی و درزبندی بهتری نیز ارائه می‌دهد.
امروزه تمامی فوم‌های سلول‌بسته پلی‌یورتان با استفاده از گازهای بدون HCFC (هیدروکلروفلوئوروکربن) به‌عنوان عامل پف‌زا تولید می‌شوند.
فوم‌های پلی‌یورتان کم‌چگالی سلول‌باز (Low-Density Open-Cell) از هوا به‌عنوان عامل پف‌زا استفاده می‌کنند و مقدار R آن‌ها در طول زمان تغییر نمی‌کند. این فوم‌ها از نظر ترکیب مشابه فوم‌های پلی‌یورتان متداول هستند، اما انعطاف‌پذیرترند.
برخی انواع کم‌چگالی نیز از گاز CO₂ (دی‌اکسیدکربن) به‌عنوان عامل پف‌زا بهره می‌برند. فوم‌های کم‌چگالی معمولاً درون فضاهای باز دیوارها اسپری می‌شوند و با انبساط سریع، حفره را به‌طور کامل پر و درزگیری می‌کنند.
نوع کندانبساط (Slow Expanding Foam) نیز برای دیوارهای موجود در ساختمان‌های قدیمی کاربرد دارد؛ این نوع فوم به‌آرامی منبسط می‌شود تا از آسیب ناشی از انبساط بیش‌ازحد جلوگیری کند.
این فوم انعطاف‌پذیری خود را حفظ می‌کند، در برابر رطوبت و جذب آب مقاوم است، درزبندی هوای مؤثری ایجاد می‌کند، در برابر آتش مقاوم بوده و قابلیت اشتعال‌پذیری پایینی دارد.
برخی تولیدکنندگان از پلی‌یورتان به‌عنوان ماده‌ی عایق در پنل‌های عایق سازه‌ای (SIPs) استفاده می‌کنند. برای ساخت SIP می‌توان از تخته فوم یا فوم مایع تزریقی استفاده کرد. در روش تزریق، فوم مایع بین دو لایه چوبی (Wood Skins) تحت فشار زیاد تزریق می‌شود و پس از سخت شدن، اتصالی محکم و پایدار میان فوم و لایه‌ها ایجاد می‌گردد.
پنل‌های دیواری پلی‌یورتانی معمولاً دارای ضخامت ۳٫۵ اینچ (۸۹ میلی‌متر) و پنل‌های سقفی تا ۷٫۵ اینچ (۱۹۰ میلی‌متر) ضخامت دارند.
اگرچه این پنل‌ها گران‌تر از پنل‌های EPS (پلی‌استایرن منبسط‌شده) هستند، اما مقاومت بالاتری در برابر آتش و نفوذ بخار آب دارند و برای ضخامت مشابه، ۳۰ تا ۴۰ درصد عایق‌کاری بهتری ارائه می‌دهند.
تولید پیوسته فوم ریجید پلی یورتان
۱. ترکیب و آماده‌سازی مواد اولیه فوم سخت
فوم ریجید پلی یورتان از ترکیب دو جزء اصلی پلی‌ال و ایزوسیانات تولید می‌شود. این مواد ابتدا در مخازن ذخیره حرارت‌دهی می‌شوند و سپس از طریق واحد اندازه‌گیری به میکسر اصلی تزریق می‌گردند.
۲. افزودنی‌ها و ایجاد ساختار سلولی فوم سخت
تولیدکنندگان می‌توانند با افزودن مواد افزودنی مانند کاتالیزورها، ویژگی‌های نهایی محصول را تنظیم کنند. در این مرحله، برای ایجاد ساختار سلولی فوم، عوامل پف‌زا (blowing agents) به ترکیب اضافه می‌شوند و در برخی موارد هوادهی (air loading) نیز مورد استفاده قرار می‌گیرد.
۳. فرآیند تولید پیوسته پنل‌های ساندویچی
تولید پیوسته پنل‌های ساندویچی با هسته فوم ریجید پلی یورتان (PU) از طریق اتصال ورق‌های فلزی به پنل‌های کامپوزیت فلزی، یا با استفاده از پوشش‌های انعطاف‌پذیر در دستگاه‌های موسوم به نوار نقاله دو‌کمربندی (DBC) انجام می‌شود.
۴. ورود و آماده‌سازی پوشش‌ها
پوشش‌های رول‌شونده مانند ورق فولادی، کاغذ کرافت، فویل آلومینیومی یا لایه‌های الیاف شیشه‌ای با روکش از طریق دستگاه‌های بازکننده رول به خط تولید وارد می‌شوند.
در برخی موارد کمتر رایج، از پوشش‌های جامد مانند صفحات گچ یا تخته‌چوب فشرده نیز استفاده می‌شود که در مخزن ورودی به فرآیند پیوسته تزریق می‌گردند.
۵. اعمال ترکیب واکنشی و تشکیل فوم
سپس پوشش‌ها حرارت‌دهی شده و در صورت نیاز، مواد چسباننده به سطح زیرین آن‌ها اعمال می‌شود. ترکیب واکنشی پلی‌یورتان به‌صورت یکنواخت با استفاده از شانه‌های پخش‌کننده ثابت یا شانه‌های متحرک (Oscillating Poker) روی سطح قرار داده می‌شود.
ترکیب در داخل DBC شروع به کف‌کردن می‌کند، افزایش حجم می‌دهد و دو پوشش را به هم می‌چسباند. پس از سخت شدن فوم در DBC، محصول نهایی به‌صورت تخته یا پنل کامپوزیتی یکپارچه شکل می‌گیرد.
۶. برش، انبار و بسته‌بندی
در ادامه، پنل‌ها توسط دستگاه‌های برش عرضی (Crosscutter) شامل اره‌های نواری یا دیسکی متحرک برش داده شده، روی هم چیده و به ایستگاه بسته‌بندی منتقل می‌شوند.
۷. ایمنی در استفاده از عوامل پف‌زا
نکته بسیار مهم این است که عوامل پف‌زای رایج در تولید فوم‌های ریجید پلی یورتان شامل n-پنتان، iso-پنتان، c-پنتان و مخلوط‌های پنتان هستند. از آنجا که پنتان‌ها در تماس با هوا می‌توانند مخلوط‌های انفجاری تشکیل دهند، استفاده از سیستم‌های ایمنی ضدانفجار (ex-proof safety setup) هنگام به‌کارگیری پنتان الزامی است.
مطالب مرتبط:
منبع: