MATERIAŁY IZOLACYJNE: CHARAKTERYSTYKA I PRZYKŁADY - TECHNOLOGIA - 2026

Materiały izolacyjne to takie, które ograniczają, opierają się lub całkowicie uniemożliwiają przepływ wszelkiego rodzaju energii, takiej jak ciepło lub elektryczność. Służą do ochrony żywych istot, pożywienia i innych przedmiotów przed żywiołami i ich warunkami; jak plastikowa powłoka kabli i ścian lub sufitów domów.

Aby dobrze spełniały swoją funkcję, materiały te muszą przede wszystkim mieć niską przewodność cieplną, która pozwala im zmniejszyć przenikanie ciepła. Muszą też mieć dużą odporność na bardzo wysokie temperatury, które zapobiegają ich topieniu.

Przepuszczalność powietrza jest również bardzo ważną właściwością izolatorów termicznych. Muszą to być materiały, w których powietrze może przepływać przez pory. Dobre izolatory termiczne mają wysoką przepuszczalność powietrza, ponieważ sama jest substancją izolacyjną.

Ta przepuszczalność nie może pozwalać na przenikanie pary lub wilgoci, aby uniknąć lub zminimalizować kondensację cieczy lub korozję materiałów. Najlepsze izolatory termiczne mają bardzo niską przepuszczalność pary i wilgoci.

Materiał izolacyjny musi być odporny na wodę, rozpuszczalniki i chemikalia; musi być trwały i nie tracić swojej wydajności w krótkim czasie. Musi być łatwy w montażu, niepalny, nie pochłaniać zapachów i nie przyciągać grzybów ani robactwa.

Przykłady izolatorów termicznych

1- Włókno szklane

Jest jednym z najczęściej stosowanych ze względu na niski współczynnik przenikania ciepła i wysoką odporność. Działa również w celu odizolowania od prądów elektrycznych i dźwiękowych. Jest wytwarzany przez tkanie cienkich włókien z polimerów szklanych w patyki, arkusze lub panele.

2- Wełna mineralna

Może być wytwarzany ze skał bazaltowych lub z powierzchniowych pozostałości stopionego metalu. Stosuje się go ze względu na wysoką odporność na ogień, ale zaleca się łączenie go z innymi materiałami, aby uzyskać skuteczniejszą ochronę przed ciepłem.

3- Celuloza

Jest to jeden z najbardziej ekologicznych materiałów izolacyjnych na rynku. Powstaje z recyklingu różnych produktów papierniczych.

Jest to materiał, który może być wystarczająco zagęszczony, co zmniejsza obecność tlenu między jego cząstkami. Ta właściwość sprawia, że ​​doskonale minimalizuje szkody spowodowane pożarem.

4- Polistyren

Jest to bardzo lekki i wodoodporny materiał termoplastyczny, który jest bardzo dobry jako izolator temperatury i dźwięku.

Służy do wykonywania formowanych bloków lub płyt z pianki polietylenowej. Jest łatwopalny, dlatego wskazane jest pokrycie go innymi ognioodpornymi materiałami.

5- Poliuretan

Jest to pianka izolacyjna zawierająca w swoich komórkach gaz o bardzo niskim przewodnictwie i dużej odporności termicznej. Może być stosowany w postaci spienionego płynu natryskowego, w sztywnych blokach piankowych lub formowany w arkusze lub panele.

6- Perlit

Jest to rodzaj obojętnej skały wulkanicznej złożonej głównie z krzemionki i aluminium, ale z pewnymi zanieczyszczeniami, które powodują, że pochłania wilgoć.

Jest stosowany w małych granulkach do wypełniania ciasnych przestrzeni i otworów. Jest dobrym izolatorem termicznym, ale działa tylko wtedy, gdy jest suchy. Jego stosowanie jest coraz bardziej ograniczone ze względu na jego trującą jakość.

7- Cork

Jest to prawdopodobnie najstarszy materiał izolacyjny na rynku i najczęściej stosowany w branży chłodniczej. Jest bardzo odporny na ściskanie i trudny do spalenia. Może być używany tylko poniżej 65 ° C i ma tendencję do wchłaniania wilgoci.

8- Włókno plastikowe

Wykonany jest głównie z przetworzonych plastikowych butelek polietylenowych. Włókna są wplecione w kształt sztyftu podobny do włókna szklanego.

Ten izolator jest wyposażony w opóźniacz, dzięki czemu nie pali się tak szybko, ale może się stopić pod wpływem ognia.

9- aerożel

Początkowo był to materiał używany w projektach kosmicznych do wytwarzania płytek odpornych na około 2000 ° F przy bardzo niewielkim przenikaniu ciepła.

Obecnie jest dostępny na rynku w elastycznych arkuszach o nazwie Pyrogel XT. Jest to jeden z najwydajniejszych izolatorów przemysłowych na świecie.

10- Wermikulit

Podobnie jak perlit, jest niebezpieczny dla zdrowia. Jest stosowany w małych granulkach, które są wyrzucane między inne materiały lub do wypełniania otworów. Był również używany do mieszania z cementem, aby stworzyć lżejszy, mniej przewodzący ciepło beton.

11- Polizocyjanuran

Obraz odzyskany z ArchiExpo.

Jest to termoutwardzalne piankowe tworzywo sztuczne, które w swoich komórkach zawiera gaz o niskim przewodnictwie i wysokiej odporności, wolny od wodorochlorofluorowęglowodorów. Płynną piankę można dostosować do wymaganych powierzchni.

12- Bawełna

Jako izolator łączy się go z włóknami plastiku i boranem, aby był odporny na zwierzęta i opóźniał ich stany zapalne.

13- Wełna zwierzęca

Jest również traktowany boranem, aby był odporny na szkodniki, ogień i pleśń. Może pomieścić duże ilości wody, ale długotrwałe, przerywane narażenie na ciecz może rozpuścić boran.

14- Słoma

Używany od ponad 150 lat w formie beli do izolacji obór i domów przed upałem. Służą również do pochłaniania dźwięku.

15- Konopie

Materiał powszechnie używany do produkcji lin, jest obecnie używany jako izolator, podobnie jak inne podobne włókna roślinne, takie jak słoma czy wełna.

Przykłady izolatorów elektrycznych

1- Drewno

Drewno jest izolatorem elektrycznym i nadal często spotyka się drewniane słupy oświetleniowe. Należy jednak zauważyć, że nie izoluje, dopóki drewno jest suche, ponieważ woda (a tym samym wilgoć) są przewodnikami elektryczności.

2- Guma

Materiał ten, oprócz tego, że jest bardzo plastyczny, elastyczny i odporny, doskonale zapobiega przewodzeniu elektryczności. Na przykład profesjonaliści, którzy pracują bezpośrednio z elektrycznością, używają butów wykonanych z gumy, aby zachować bezpieczeństwo.

3- Ceramiczne

Ceramika ogranicza ruchliwość jonową i elektroniczną, dlatego jest nieprzewodzącym materiałem elektrycznym. To sprawia, że ​​jest idealny do produkcji tarcz o wysokim napięciu.

4- Silikon

Ten szeroko stosowany materiał ma między innymi właściwości izolowania elektryczności. Dzięki temu idealnie nadaje się do uszczelniania elementów elektronicznych i elementów mocujących.

5- Tlenek glinu

Ponieważ jest to materiał nieprzewodzący, tlenek glinu doskonale nadaje się do wytwarzania izolatorów termicznych lub elektrycznych, lamp laserowych lub pierścieni uszczelniających.

Przykłady izolatorów akustycznych

1- Ołów

Jest to najczęściej używany materiał do izolacji akustycznej ze względu na jego stosunek jakości do ceny. Jego gęstość, sztywność lub porowatość to tylko niektóre z jego głównych zalet.

2- Stal

Stal powoduje odbijanie się dźwięku, gdy w nią uderza, co czyni ją bardzo mocnym izolatorem akustycznym. Drzwi lub panele budowlane w barach i ośrodkach wypoczynkowych są zwykle wykonane ze stali, aby zapewnić izolację od dźwięku wewnętrznego lub zewnętrznego.

3- Wełna mineralna

W rzeczywistości jest to pochłaniacz akustyczny, ale jest również skuteczny w izolacji akustycznej. Jest to wytrzymały materiał i szeroko stosowany w niektórych konstrukcjach ze względu na atrakcyjny estetyczny wygląd.

4- Elastomery

Materiał użyty do budowy domów ze względu na zdolność izolowania dźwięku, zatrzymywania ciepła oraz zapobiegania powstawaniu pęknięć czy szczelin. Ma długi cykl życia.

Jak przepływa ciepło?

Ciepło zawsze przenosi się z obszarów gorących do zimnych w poszukiwaniu równowagi. Jeśli wnętrze zbiornika chronione izolacją termiczną jest zimniejsze niż powietrze na zewnątrz, zbiornik będzie przyciągał ciepło z zewnątrz. Im większa różnica temperatur, tym szybciej ciepło będzie przepływać do zimnego obszaru.

Napędowy

Jest to sposób, w jaki energia przechodzi przez materiały od cząsteczki do cząsteczki. Wymaga to fizycznego kontaktu między cząstkami i pewnej różnicy temperatur; Po umieszczeniu łyżki w filiżance gorącej kawy ciepło jest przenoszone z płynu na metal i przez uchwyt do dłoni.

Konwekcja

Jest to sposób, w jaki ciecze i gazy przenoszą ciepło, gdy przemieszczają się z jednego miejsca do drugiego. Dlatego lżejsze, cieplejsze powietrze dąży do unoszenia się, a zimne, gęste powietrze dąży do poziomu gruntu.

Promieniowanie

Jest to przekazywanie energii bezpośrednio przez całkowicie przezroczyste medium ogrzewające cały stały materiał na swojej drodze. Dzieje się tak na przykład w przypadku światła, takiego jak promieniowanie podczerwone (szkło powiększające) lub jakiegoś rodzaju fal elektromagnetycznych.

Bibliografia

1. Jessica Ring. Co to są izolatory? Odzyskany z sciencing.com.
2. Repozytorium dokumentów korporacyjnych FAO. Materiały termoizolacyjne, parametry techniczne i kryteria doboru. Departament Rybołówstwa i Akwakultury. Odzyskany z fao.org.
3. Kurtki ThermaXX (2011). 5 najpopularniejszych materiałów termoizolacyjnych. Odzyskany z thermaxxjackets.com.
4. gov. Materiały izolacyjne. Departament Energii USA - Biuro Efektywności Energetycznej i Energii Odnawialnej Pobrane z energy.gov.
5. Loise Kinyanjui. Właściwości izolatorów. Nauka. Odzyskany z sciencing.com.
6. Materiały izolacyjne i ich właściwości termiczne. Odzyskany z greenspec.co.uk.
7. Materiały termoizolacyjne. Czasopisma dotyczące połączeń. Odzyskany z build.com.au.