تاریخچه عایق الاستومری

 

عایق الاستومریک که به نام عایق پتویی نیز شناخته می شود. در دهه ۱۹۵۰ گسترش یافت. معرفی آن و سایر مواد پایه پلیمری به عنوان مهم ترین جابجایی صنعتی از مواد طبیعی نظیر چوب پنبه به مواد سنتتیک و شیمیایی تلقی می شود.

استفاده از عایق حرارتی برودتی الاستومریک به سرعت در سطح جهان عمومیت پیدا کرد . یکی از دلایل اولیه این رشد سریع نیاز به انواع سدهای رطوبتی ( مانند عایق رطوبتی ) برای جلوگیری از نفوذ رطوبت بود. در دسترس بودن عایق حرارتی برودتی الاستومری به اشکال مختلف (عایق رولی، ورقه ای و لوله ای) افزایش یافت، بنابراین جنبه استفاده همگانی از این عایق ها بخصوص در موارد لوله کشی و کانال کشی  سیستم های تبرید گسترش یافت. عایق الاستومری جایگزین ساده تری به جای سایر مواد و مصالح انواع عایق حرارتی برودتی دیگر  بودند زیرا می توانستند به شکلی مطمئن به گستره وسیعی از سطوح متصل شوند، نصبشان راحت بود و عملکردشان بر اثر رطوبت یا پارگی های مختصر مختل نمی شد.

 

 

به دلیل آگاهی از تأثیر آنها بر افزایش کیفیت هوای داخلی (IAQ)، تقاضا برای فوم الاستومریک طی فقط ۲ دهه به شدت افزایش یافت. از آنجا که فوم الاستومریک فاقد فرمالدیید یا فیبر بود و حاوی مقادیر بسیار کمی ترکیبات آلی فرار (VOC) بود، به شدت مورد تأیید طرفداران محیط زیست و کیفیت هوا قرار گرفت. به دلیل عدم تولید ذرات، سطح صاف و مقاومت رطوبتی، فوم الاستومری باعث رشد کپک نمی شود. چون کپک از مخرب ترین و مشکل ساز ترین موارد برای عایق حرارتی برودتی و سایر عایق ها محسوب می شود.

 

سیر تکاملی فوم الاستومریک

سیر تکاملی فوم الاستومری سلول بسته در سال های اولیه قرن بیستم روی داد، و تأثیر شگفت آوری بر صنایع عایق گذاشت.

مهمترین دلیل این مسأله مقاومت رطوبتی بسیار بالای فوم الاستومری بود که ماه عسل ساختاری سلولی متشکل از میلیون ها سلول است. که سدهای کوچکی با خاصیت مقاومت در مقابل عبور مایعات ایجاد می کنند. این خصیصه نه تنها پیامدهای ناشی از رطوبت (مانند کپک زدگی) را به حداقل می رساند، بلکه ثبات و افزایش عمر عملکرد دمایی را تضمین می کند.

فوم الاستومری سلول بسته نفوذ پذیری بسیار کمی در مقابل بخار آب داشته و در مقابل جذب رطوبت مقاوم است، بنابراین وجود رطوبت در سیستم های تهویه مطبوع (HVAC)، لوله کشی و برودتی سبب کاهش و تضعیف عملکرد آن نمی شود.

 

انواع مواد عایق

 

فوم/اسفنج

 

فوم و اسفنج عموماً در یک گروه دسته بندی می شوند، و در خانواده مشابهی همان مواد فوم عایق الاستومری /پلاستیکی قرار می گیرند. زیرا ساختار سلولی یکسانی دارند. بعلاوه، معمولاً تحت مشخصات صنعتی مشابهی دسته بندی می شوند. (FMVSS/UL/MIL/ASTM و …).فوم یک محصول سبک وزن سلول باز/ بسته است. که عموماً برای عایق کاری ، فیلتراسیون و منعطف سازی مورد استفاده قرار می گیرد. معمولاً، این مواد سلولی دارای چگالی کمی هستند تا به هوا اجازه دهند، در ساختار سلولی آنها حرکت کند. بعلاوه اینکه از گذشته فوم های دارای چگالی بیشتر برای عایقکاری رطوبتی مورد استفاده قرار می گرفته اند. محصولات دارای چگالی بیشتر دارای تراکم سلولی بیشتری هستند. فوم های دارای چگالی کم و متوسط دارای تراکم سلولی کمتری هستند.

اسفنج یک ماده پلاستیکی منبسط شده است. اسفنج می تواند ماحصل پروسس موادی با فرمولاسیون چندگانه و متنوع باشد. در مقایسه با فوم ها، اسفنج ها ویژگی های مکانیکی پیشرفته تری دارند. هم اسفنج و هم فوم به اشکال ورقه ای، رولی و سایر شکل های خاص طراحی شده وجود دارند. آنها می توانند بر اساس نیاز و سفارش روکش دار یا بدون روکش ، پشت چسب دار بودن یا نبودن حساس به فشار (PSA) باشند.

 

لاستیک

 

لاستیک غالباً به عنوان یک ماده  الاستومریک جامد معرفی شده است. عموماً دو نوع معمول لاستیک وجود دارد، لاستیک طبیعی و لاستیک سنتتیک. لاستیک طبیعی از درخت لاستیک به دست می آید. سایر مواد شبه لاستیکی که از منابعی به غیر از درخت لاستیک به دست می آیند غالباً به عنوان لاستیک سنتتیک شناخته می شوند.

هر چند که دقیقاً بیش از ۳۶ نوع ترکیب لاستیکی سنتتیک وجود دارد، اما جمله آن ها بطور معمول مورد استفاده قرار نمی گیرد.

ترکیبات لاستیکی حاصل تحقیقات، توسعه و مهندسی به منظور برآورد  هم سازی بسیاری از نیازهای کاربردی شامل مقاومت در برابر مایعات، دما و فشار هستند. همچنین بسیاری از مواد لاستیکی صنعتی با درجات مختلف مقاومتی می توانند برای استفاده در ساخت پارچه های مقاوم مورد استفاده قرار گیرند.

این مواد به منظور برآورده سازی گستره وسیعی از نیازهای کاربران بطور خاص قابل طراحی و ساخت هستند.

در حول محور تحقیق و توسعه در موضوع عایق حرارتی برودتی الاستومری و عایق صوتی الاستومری ، ترکیبات لاستیکی را نیز بیشتر مورد بررسی قرار خواهیم داد. دنبال کننده مطالب عایق حرارتی برودتی بویژه مقالات عایق الاستومری سازه پایدار الهیه باشید.

 

محافظ (EMI (Electromagnetic Interference

 

محافظ EMI جزو محصولاتی است که طی سالیان اخیر به منظور کمک به افزایش راندمان تجهیزات الکترونیکی مورد استفاده قرار گرفته است. همانطور که استفاده و کاربرد وسایل الکترونیکی بطور چشمگیری در حال افزایش است، به طبع آن گستره وسیعی از فرکانس ها ایجاد می شود.

در خلال سال های تحقیق و توسعه، تولید کنندگان مشخص کردند که عایق های الکتریکی، محل قرار گیری تجهیزات الکتریکی و کابل ها می توانند به شکلی موثر از بروز عوارض ناشی از این فرکانس ها جلوگیری کنند.

سازمان هایی مانند CE و FCC راهکارهایی را به شکل نیازهای قانونی برای جلوگیری از ایجاد و انتشار نویز (EMI) تهیه کرده و بسط داده اند. بر همین اساس، محافظ EMI در صنایع الکترونیکی به صورت یک الزام در آمده است.

از آنجا که انواع مختلفی از طراحی های کاربردی و نیازها در این زمینه وجود دارد، انواع مختلفی از محصولات بدین منظور ساخته شده اند.

در ادامه بحث EMI و عایق الاستومری ، بررسی میکنیم که عایق الاستومری ( عایق حرارتی و برودتی ) چگونه به کمک افزایش راندمان تجهیزات الکترونیکی پرداخته است.

 

شناخت و مقایسه انواع عایق ها

 

عایق های سلولی

 

عایق های سلولی از سلول های کوچک مجزایی ساخته شده است که یا به هم مرتبط هستند یا از هم مجزا هستند و یک ساختار سلولی را تشکیل می دهند. شیشه، پلاستیک و لاستیک می توانند پایه این ساختار باشند و بازه وسیعی از عوامل کف کننده می توانند مورد استفاده قرار گیرند. عایق های سلولی معمولاً تحت عنوان سلول باز (که سلول های آن به هم مرتبط هستند) یا سلول بسته (که هر سلول آن از سلول دیگر مجزاست) دسته بندی می شوند. عموماً، موادی که بیش از %۹۰ سلول بسته دارند در گروه مواد سلول بسته قرار می گیرند.

 

عایق های فیبری

 

عایق های فیبری از فیبرهای کوچک و با قطر کم ساخته شده اند که به خوبی فاصله هوایی را حفظ می کنند. فیبرها ممکن است ارگانیک یا  غیرارگانیک باشند و معمولاً (اما نه همیشه) توسط یک ماده زمینه ای به هم متصل شده اند. فیبرهای غیرارگانیک متداول شامل شیشه، پشم سنگ، پشم سرباره و سیلیکات آلومینا هستند. عایق های فیبری تحت عنوان عایق های با پایه پشم یا پایه نسج دسته بندی می شوند. عایق های پایه نسج از فیبرها و نخ های بافته شده یا بافته نشده ساخته شده اند. فیبرها یا نخ ها ممکن است ارگانیک یا غیرارگانیک باشند.

 

عایق های بازتابنده

 

عایق بازتابنده و راهکارهای دیگری به منظور کاهش اثر پرتوهای دارای طول موج بلند و کاهش انتقال حرارت به/ از سطوح ساخته شده اند. برخی از سیستم های عایق کاری بازتابنده شامل چند لایه موازی نازک فویل هستند که هدایت گرمایی انتقالی را کاهش می دهند.

معمولاً ترکیب این غلاف ها و سطوح با سایر مواد و مصالح عایق کاری مورد استفاده قرار می گیرند. ماده دیگری که گاهاً به عنوان عایق برای   لوله ها، کانال ها و مخازن مورد استفاده قرار می گیرد پوشش هایی از جنس رنگ هستند. این رنگ ها به شکل جامع و کامل مورد بررسی و آزمایش قرار نگرفته اند و نیازمند تحقیقات بیشتری جهت بررسی عملکرد می باشند.

 

مقایسه فوم الاستومری با فایبرگلاس

برای استفاده در دماهای پایین تر از دمای محیط، مانند آب چیلر، سیستم های انجماد و هر جا که امکان نفوذ آب و تقطیر وجود داشته باشد، و همچنین برای کاربردهایی مانند مسیر آب چیلر، سیستم های تبرید، HVAC، آب سرد و گرم مصرفی از دمای -۱۷۰ تا +۱۰۰ درجه سانتی گراد عایق الاستومری یک انتخاب ایده آل است. با استفاده از عایق الاستومری دمای عملکرد می تواند بطور محدود تا +۱۳۵ درجه سانتی گراد افزایش یابد.

عایق فایبرگلاس همیشه نیازمند یک غلاف است، ضخامت معمول توصیه شده برای آنها حداقی یک اینچ بوده و ضخامت های بیشتری هم دارند.

وجود تفاوت در ترکیبات و ساختار و عدم نیاز به غلاف تفاوت کلیدی بین فوم الاستومری انعطاف پذیر و فایبرگلاس است. فوم الاستومریک همانطور که از نامش پیداست حالت الاستیک و انعطاف پذیر دارد، از این رو از عایق الاستومری برای استفاده جهت عایق کاری تأسیسات و اتصالات بسیار کارآمد است.

دمای عملکرد از -۱۳۰ تا +۱۰۰ درجه سانتی گراد این امکان را ایجاد می کند که در گستره ای بسیار وسیع کاربرد داشته باشند. فوم های الاستومریک در بیشتر فضاهای داخلی داخلی نیازمند غلاف نیستند. از طرف دیگر محصولات ساخته شده از فایبرگلاس طبیعتاً خشک و محکم هستند .و به همین دلیل ساختار عایق کاری را بسیار محکم می کنند اما در مقابل لرزش ها، حرکت و انبساط و انقباض های ناگهانی مقاوم نیستند. عایق فایبرگلاس برای دماهای تا +۴۰۰ درجه سانتی گراد مناسب است، یا جایی که عایق کاری نیازمند استحکام زیاد است.

مشخصات دمایی عایق الاستومری حتی در دماهای انجماد بسیار بهتر از فایبرگلاس است. نصب آنها راحت است. و این اطمینان را ایجاد می کند. که کلیه درزها و اتصالات به خوبی عایق شده اند تا از تقطیر یا یخ زدگی پیشگیری شود.

عملکرد عایق حتی در مواجهه با لرزش، حرکات یا انبساط و انقباضات ناگهانی کاملاً حفظ می شود.

محصولات فایبرگلاس در ضخامت های یک اینچ و بالاتر اما با محدودیت های خاص خود تولید می شوند. اما عایق الاستومری در گستره وسیعی از مشخصات و ضخامت ها (از ۳mm تا ۷۵mm) تولید می شوند. این مسأله به شکلی چشمگیر زمان نصب و نیاز به نیروی انسانی اضافی را کاهش می دهد. فوم های الاستومریک به صدمات ناشی از حمل و نقل حساس نیستند و تقریباً هیچ زمانی بر اثر صدمات ناشی از حمل و نقل شاهد از بین رفتن آنها نیستیم.

 

فرآیند تولید عایق الاستومری

پروسه ساخت عایق الاستومری ( عایق پتویی – عایق رولی ) در کارخانه عایق الاستومری به شکل زیر انجام می پذیرد:

فوم الاستومریک بدون استفاده از کلروفلوروکربن (CFC) و هیدروکلروفلوروکربن (HFC) ساخته می شوند، بنابراین به محیط زیست آسیبی نمی رسانند. که در ادامه مفصلا در مورد زیست محیطی بودن عایق الاستومری صحبت خواهیم کرد.

ویدئو خط تولید عایق الاستومری رولی و خط تولید عایق الاستومری لوله ای در بخش ویدئو های سازه پایدار الهیه قابل مشاهده است.

 

پیشرفت های اخیر عایق الاستومری در ایران

 

 

طی سالیان اخیر، پیشرفت های زیادی در زمینه تولید مواد اولیه عایق الاستومری (فوم الاستومریک) صورت گرفته که آن را برای مصارف خاص و سفارشی مناسب ساخته است.

 

برخی از پیشرفت های عایق حرارتی برودتی و عایق صوتی الاستومری شامل موارد زیر است:

• تولید فوم های غیر هالوژنی مناسب برای پوشش فولاد زنگ ناپذیر در دماهای بالا (تا ۲۵۰ درجه فارنهایت)
• فوم های دما بالا برای کار در دمای تا ۳۰۰ درجه فارنهایت
• وجود رنگ های متنوع که هزینه های مرتبط بر پرایمر و نقاشی در فضاهای بسته را کم می کند.
• محصولات لمینت شده برای فضای باز یعنی جایی که عایق در معرض تابش اشعه UV، هوای آزاد و صدمات فیزیکی قرار دارد.

یکی از مهمترین خواص فوم الاستومری پیشرفت جدید آن به منظور امکان استفاده از مواد آنتی میکروبیال در ترکیب آن می باشد.

 

نویسنده: مهندس پدرام بداقی