В энергосбережении ПВХ-профиля намечается революция

Фото: SKZ. Испытательная система для производства ПВХ-профилей с наполнителем из вспененного ПС

Центр пластмасс SKZ в Вюрцбурге разработал инновационную технологию производства поливинилхлоридных (ПВХ) профилей с наполнителем из вспененного полистирола (PS) для энергоэффективного строительства. Как известно, соэкструзия ПВХ-профилей с сердцевиной из PS не простая задача из-за различных условий, необходимых для обработки материалов. Следовательно, решение этой проблемы SKZ Das Kunststoff-Zentrum может иметь большое влияние на отрасль в дальнейшем. О новых возможностях в производстве профильных систем для ПВХ-окон – рассказываем в материале tybet.ru.

Хорошая теплоизоляция здания – залог экономии энергии. Окна имеют особое значение, потому что именно здесь теплопотери в обычном доме самые высокие – и могут достигать даже до трети всех потерь тепловой энергии. Вспененный полистирол в оконных профилях и фасадных системах может улучшить их теплоизоляцию и, следовательно, внести вклад в экологическую эффективность строения.

Особенности процесса экструзии ПВХ-профиля с наполнителем из вспененного полистирола

Соэкструзия ПВХ-профилей с наполнителем из вспененного полистирола не является тривиальной задачей из-за различных условий, необходимых для обработки материалов, и поэтому еще не практиковалась. По этой причине SKZ, член сообщества Цузе (Zuse-Gemeinschaft), занялся разработкой процессов производства профилей из ПВХ с физически вспененной сердцевиной из PS за одну технологическую операцию. В рамках финансируемого исследовательского проекта была разработана и внедрена испытательная система для экструзии вспененных теплоизолированных фасадных элементов. Каждый этап сопровождался исследованиями технологии соединения профильных систем и анализом устойчивости полученных конструкций.

Фото: SKZ. Схема испытательной системы для производства ПВХ-профилей с наполнителем из вспененного ПС за один технологический этап

Отдельное исследование процесса вспенивания показало, что при использовании системы, состоящей из двухшнекового экструдера, вращающегося в одном направлении, шестеренчатого насоса, двух охлаждающих смесителей и экструзионного сопла, обеспечивается высокое качество пены и плотность до 0,06 г/см³. Достигнутая теплопроводность PS до 0,0215 Вт/мК соответствует хорошему диапазону теплоизоляции. Для сравнения, этот показатель составляет: пенополистирол (EPS) – 0,035-0,050 Вт/мК, а пенополиуретан (PUR) – 0,024-0,035 Вт/мК. Давление расплава 80 бар, необходимое для вспенивания во время экструзии профиля, может быть достигнуто с помощью вентиляции и удлинения сердечника экструзионного инструмента.

Фото: SKZ. Сухая смесь ПВХ выходит из прямоугольного зазора, а ПС плавится из отверстий сопла

Все еще есть потенциал для оптимизации

По данным SKZ, есть еще большой потенциал для улучшения этих результатов, потому что первая версия оборудования для экструзии полистирола не позволяла контролировать температуру сердцевины, вследствие чего полистирол не заполнял профили равномерно. Однако предложенная система изготовления является хорошей отправной точкой для дальнейшей разработки оконных профилей с наполнителем из вспененного полистирола, в частности, для контроля температуры сердечника экструзионного инструмента или для других многообещающих комбинаций материалов.

Фото: SKZ. Прямоугольные профили из ПВХ с полой камерой (слева) и сердцевиной из химически вспененного полистирола (справа) из предыдущего проекта

Свариваемость оконного профиля успешно протестирована

Другой проблемой в настоящее время является сварка профилей, так как под воздействием температуры полистироловая сердцевина проникает в структуру ПВХ. Поэтому, чтобы перенести процесс соэкструзии в промышленную практику, помимо производства самих профилей по новой технологии, также рассматривалась сварка как последующий этап в производстве окон. Испытания показали, что под воздействием тепла от нагревательного элемента пена разрушается и локально отводится из зоны соединения. Это предотвращает проникновение полистирола в несущую конструкцию ПВХ и снижение ее прочности.

Экологический баланс правильный

С помощью анализа устойчивости, связанного с применением новой технологии, в итоге стало возможным показать, что, исходя из сделанных предположений, использование вспененного полистирола целесообразно с экологической точки зрения. По мнению разработчиков, экономия энергии в зданиях с окнами из таких профилей превышает более высокие производственные затраты.

Вспенивание ПВХ также проходит испытания

В будущем SKZ хочет продолжить поиск решений по энергосберегающей изоляции для оконных профилей. Например, один из запланированных проектов будет исследовать физическое вспенивание ПВХ. В отличие от используемого в основном в настоящее время химического вспенивания, плотность пены в данном процессе должна составлять 0,1 г/см³. Поэтому разрабатываемая пена ПВХ представляет интерес для использования в качестве изоляционного материала в профилях.

Подготовлено пресс-центром tybet.ru/WinAwards по материалам немецкой отраслевой прессы.

Размещение и использование (полностью или частично) данного материала допускается только при наличии активной гиперссылки на tybet.ru