مقایسه پلاستوفوم با پلی‌اورتان

پلی‌اورتان (PU) گروهی از پلیمرهای چندمنظوره است که از واکنش شیمیایی بین ایزوسیانات و پلی‌ال حاصل می‌شوند و فوم سخت حاصل، دارای ساختار سلولی کاملاً بسته است که موجب کاهش جریان هوا و افزایش کارایی حرارتی می‌شود؛ این ماده با چگالی بالاتر نسبت به EPS، مقاومت مکانیکی بیشتری ارائه می‌دهد و امکان تولید آن به صورت تزریقی یا تخته‌ای، انعطاف‌پذیری بالایی در فرآیند تولید ایجاد می‌کند و چسبندگی عالی به سطوح مختلف، آن را برای عایق‌کاری صنعتی و سردخانه‌ای بسیار مناسب می‌سازد.

عملکرد حرارتی PU با یکی از پایین‌ترین ضریب‌های انتقال حرارت در میان عایق‌های متداول، امکان ایجاد عایق مؤثر حتی با ضخامت کمتر را فراهم می‌کند و برای فضاهای محدود مانند دیوارهای پانلی یا سردخانه‌ها ایده‌آل است. با این حال، این ماده محدودیت‌هایی نیز دارد که شامل هزینه تولید بالاتر، سختی بازیافت و چالش‌های زیست‌محیطی، انتشار گازهای سمی هنگام سوختن و حساسیت به رطوبت در مرحله تزریق در صورت اجرای غیراستاندارد می‌شود، بنابراین انتخاب و کاربرد آن نیازمند توجه به این نکات فنی و ایمنی است.

عملکرد حرارتی پلاستوفوم و پلی‌اورتان

عملکرد حرارتی یکی از مهم‌ترین معیارها برای انتخاب عایق است و ضریب هدایت حرارتی یا λ میزان انتقال گرما از ماده را مشخص می‌کند؛ هرچه این ضریب کمتر باشد، ماده بهتر از عبور حرارت جلوگیری می‌کند.

پلاستوفوم EPS

• ضریب هدایت حرارتی: حدود ۰٫۰۳۵ تا ۰٫۰۴۰ W/m·K
• عملکرد مناسب برای دیوارها، سقف‌ها و فونداسیون
• نیاز به ضخامت بیشتر برای دستیابی به همان ارزش حرارتی که PU ارائه می‌دهد

پلی‌اورتان PU 

• ضریب هدایت حرارتی: حدود ۰٫۰۲۰ تا ۰٫۰۲۴ W/m·K
• بازده حرارتی بالاتر و عملکرد مؤثر حتی در ضخامت کم
• ایده‌آل برای فضاهای محدود، مانند دیوارهای پانلی و سردخانه‌ها
• کاهش مصرف انرژی در بلندمدت

PU در شرایط برابر، عملکرد حرارتی به‌مراتب بهتری نسبت به EPS دارد. برای پروژه‌هایی با محدودیت فضا یا نیاز به بازده حرارتی بالا، PU انتخاب برتر است.

مقاومت پلاستوفوم و پلی‌اورتان

مقاومت فشاری و دوام ساختاری مواد عایق، نقش تعیین‌کننده‌ای در کاربرد صنعتی و ساختمانی آن‌ها دارد. پلاستوفوم (EPS) و پلی‌اورتان (PU) هر دو قابلیت تحمل بار را دارند، اما روش دستیابی به این ویژگی و کیفیت عملکرد آنها متفاوت است.

• پلاستوفوم EPS
  با توجه به ساختار سلول‌های بسته‌اش، به خوبی می‌تواند بارهای گسترده و یکنواخت را تحمل کند، اما مقاومت فشاری آن به دانسیته دانه‌های پلی‌استایرن وابسته است. به عبارت دیگر، در EPS سبک، فشار نقطه‌ای می‌تواند باعث تغییر شکل یا خرد شدن شود، در حالی که در EPS با دانسیته بالا، توان تحمل بار بهبود یافته و می‌تواند برای کاربردهایی مانند عایق‌های کف و دیوارهای ساختمانی استفاده شود. با این حال، این ماده در برابر بارهای شدید و ضربه‌های متمرکز، انعطاف کمتری از خود نشان می‌دهد.
• پلی‌اورتان PU
  به دلیل چگالی بالاتر و سلول‌های بسیار ریز و بسته، استحکام مکانیکی بیشتری دارد. این ساختار باعث می‌شود حتی در ضخامت کم، ماده توانایی تحمل فشارهای نقطه‌ای و گسترده را داشته باشد. همچنین PU در طول زمان دچار نشست یا تغییر شکل نمی‌شود و دوام بالایی در برابر شرایط محیطی و بارهای مکانیکی دارد. به همین دلیل، در صنایع حساس مانند سردخانه‌های صنعتی، تجهیزات الکترونیکی سنگین و سازه‌های پیش‌ساخته، PU انتخابی بهینه برای حفظ یکپارچگی ساختاری است.

به طور خلاصه، اگر پروژه نیازمند دوام طولانی و مقاومت بالا در فضاهای محدود یا تحت فشار مداوم باشد، PU به دلیل مقاومت مکانیکی و پایداری ساختاری بر EPS برتری دارد؛ در حالی که EPS با دانسیته مناسب، گزینه‌ای اقتصادی و قابل قبول برای کاربردهای سبک و متوسط محسوب می‌شود.

نفوذپذیری پلاستوفوم و پلی‌اورتان

رطوبت و تماس طولانی با آب، یکی از مهم‌ترین عوامل کاهش کارایی عایق‌ها است. EPS و PU در این زمینه عملکرد متفاوتی دارند.

• پلاستوفوم EPS
  دارای سلول‌های بسته است، اما این سلول‌ها نسبت به PU بزرگ‌تر و غیرمتراکم‌تر هستند. بنابراین، در شرایط طولانی‌مدت و در محیط‌های مرطوب، بخشی از رطوبت می‌تواند وارد ساختار فوم شود. این نفوذ سبب افزایش هدایت حرارتی و کاهش عملکرد عایق می‌شود. به همین دلیل، در کاربردهای محیط‌های مرطوب، EPS نیازمند لایه محافظ یا پوشش تکمیلی است تا از کاهش کارایی جلوگیری شود.
• پلی‌اورتان PU
  بر خلاف EPS، دارای سلول‌های بسیار کوچک و کاملاً بسته است. این ویژگی باعث می‌شود آب و رطوبت نتوانند وارد ساختار فوم شوند و ماده عملکرد حرارتی خود را حتی در محیط‌های مرطوب حفظ کند. به همین دلیل PU برای سردخانه‌ها، کانال‌های تهویه و مکان‌های صنعتی با رطوبت بالا گزینه‌ای بسیار مطمئن و پایدار است. مقاومت PU در برابر رطوبت باعث می‌شود عمر مفید آن طولانی‌تر باشد و نیازی به تعمیر یا تعویض مکرر نداشته باشد.

ایمنی در برابر آتش پلاستوفوم و پلی‌اورتان

ایمنی حریق یکی از مسائلی است که در بسیاری از پروژه‌ها می‌تواند انتخاب ماده عایق را تعیین کند. هر دو ماده EPS و PU قابل اشتعال هستند، اما رفتار آنها در مواجهه با حرارت و آتش تفاوت چشمگیری دارد.

• پلاستوفوم EPS
  در معرض حرارت بالا ذوب شده و به سرعت شعله‌ور می‌شود. گازهای حاصل از سوختن EPS معمولاً حاوی ترکیبات سمی و دود قابل توجه هستند. از این رو، استفاده از EPS در ساختمان‌های مسکونی و صنعتی نیازمند افزودنی‌های مقاوم در برابر شعله یا پوشش‌های محافظ است.
• پلی‌اورتان PU
  نیز قابل اشتعال است و در دماهای بالا تجزیه شده و دود غلیظ تولید می‌کند، اما از آنجا که ساختار سلول‌های آن بسیار فشرده و بسته است، میزان انتقال حرارت از سطح شعله به داخل فوم کمتر از EPS است. با این حال، ترکیبات شیمیایی PU می‌تواند گازهای سمی تولید کند، بنابراین اجرای استانداردهای آتش‌نشانی و استفاده از نسخه‌های مقاوم‌شده با مواد ضد حریق ضروری است. در کاربردهای حساس، انتخاب PU با افزودنی‌های ضد حریق نه تنها ایمنی را افزایش می‌دهد بلکه دوام ماده را در شرایط اضطراری حفظ می‌کند.

 بازیافت پلاستوفوم و پلی‌اورتان

موضوع محیط‌زیست و پایداری منابع، در دهه‌های اخیر اهمیت بسیاری یافته است و انتخاب ماده مناسب باید با در نظر گرفتن اثرات زیست‌محیطی صورت گیرد.

• EPS
  به دلیل حجم زیاد و وزن سبک، جمع‌آوری و بازیافت آن دشوار است. درصد زیادی از EPS در محیط زیست رها می‌شود و می‌تواند به مرور زمان به میکروپلاستیک تبدیل شود. این امر به ویژه در مناطق شهری و نزدیک آبراه‌ها، خطرات زیست‌محیطی قابل توجهی ایجاد می‌کند. همچنین فرآیند بازیافت EPS نیازمند تجهیزات تخصصی و انرژی بالاست، به همین دلیل در بسیاری از نقاط جهان، میزان بازیافت واقعی این ماده پایین است.
• PU
  نیز به طور طبیعی بازیافت آسانی ندارد و روش‌های شیمیایی یا مکانیکی پیشرفته برای بازیافت آن مورد استفاده قرار می‌گیرد. با این حال، PU نسبت به EPS، در طول عمر مفید خود کمتر تجزیه می‌شود و نیاز به جایگزینی مکرر ندارد. برخی فناوری‌های نوین امکان استفاده مجدد از PU و تبدیل آن به مواد اولیه جدید را فراهم کرده‌اند، اما هزینه و پیچیدگی فرآیند بیشتر از EPS است.

در مجموع، اگر چه هیچ یک از دو ماده بی‌خطر و دوستدار محیط‌زیست کامل نیستند، برنامه‌ریزی صحیح برای جمع‌آوری، بازیافت و استفاده مجدد می‌تواند اثرات زیست‌محیطی آنها را به حداقل برساند.

کاربردهای پلاستوفوم و پلی‌اورتان

درک کاربرد هر ماده، کمک می‌کند انتخابی بهینه داشته باشید.

EPS به دلیل وزن سبک، قابلیت شکل‌پذیری و هزینه پایین، برای موارد زیر ایده‌آل است:

• بسته‌بندی لوازم خانگی، الکترونیکی و تجهیزات حساس

• تولید قطعات محافظ قالبی، گوشه‌های بسته‌بندی و ضربه‌گیرها

• عایق‌کاری دیوارها و سقف‌ها در پروژه‌های اقتصادی

• سقف‌های کاذب و قطعات سبک در ساختمان

PU با توجه به کارایی حرارتی بالا، دوام و مقاومت مکانیکی، کاربردهای زیر دارد:

• عایق‌کاری سردخانه‌ها، کانال‌های تهویه و تجهیزات صنعتی

• تولید پانل‌های ساختمانی و ساندویچ‌پنل‌ها با ضخامت محدود

• پروژه‌های صنعتی با نیاز به مقاومت فشاری بالا و عملکرد حرارتی بهینه

• مواردی که مقاومت در برابر رطوبت و عمر طولانی فوم اهمیت دارد

به طور خلاصه، انتخاب EPS یا PU باید براساس اولویت‌های پروژه، محدودیت بودجه، الزامات فنی و محیطی صورت گیرد. EPS مناسب کاربردهای اقتصادی و حجیم است، در حالی که PU برای کاربری‌های تخصصی، صنعتی و محیط‌های حساس بهترین عملکرد را ارائه می‌دهد.

جمع‌بندی نهایی

انتخاب بین پلاستوفوم (EPS) و پلی‌اورتان (PU) کاملاً وابسته به نیازهای پروژه، بودجه، الزامات حرارتی و شرایط محیطی است.
اگر پروژه نیازمند عایق‌کاری با بالاترین عملکرد حرارتی، کمترین ضخامت و بیشترین دوام باشد، پلی‌اورتان بی‌تردید انتخاب برتر است. این ماده در پروژه‌های سردخانه‌ای، سازه‌های صنعتی و عایق‌کاری‌های تخصصی، بهترین عملکرد را ارائه می‌دهد، هرچند هزینه اولیه آن بیشتر است.

در مقابل، اگر بودجه محدود است، وزن پایین اهمیت دارد، یا نیاز به قطعات قالبی و مقرون‌به‌صرفه برای بسته‌بندی وجود دارد، پلاستوفوم (EPS) گزینه‌ای اقتصادی و مناسب است. انعطاف‌پذیری در تولید، هزینه پایین و کاربردهای گسترده سبب شده است EPS همچنان یکی از رایج‌ترین مواد فومی در صنایع مختلف باشد.