Charakterystyka materiałów izolacyjnych i 15 przykładów

The materiały izolacyjne są to materiały, które zmniejszają, opierają się lub całkowicie uniemożliwiają przepływ pewnego rodzaju energii, takiej jak ciepło lub elektryczność.

Służą one ochronie żyjących istot, jedzenia i innych przedmiotów przed żywiołami i ich warunkami; jak plastikowa powłoka kabli i ścian lub sufitów domów. Informacje zawarte w tym artykule skupią się tylko na materiałach do ochrony termicznej.

Charakterystyka izolatorów termicznych

Aby dobrze spełniać swoją funkcję, materiały te muszą mieć głównie niską przewodność cieplną, co pozwala im na zmniejszenie przenoszenia ciepła. Muszą również mieć wysoką odporność na bardzo wysokie temperatury, które uniemożliwiają ich topienie.

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 jest to sama substancja izolująca.

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

Materiał izolacyjny musi być odporny na wodę, rozpuszczalniki i chemikalia; Musi być trwały i nie tracić wydajności w krótkim czasie. Musi być łatwy w instalacji, niepalny, nie wchłaniać zapachów i nie przyciągać grzybów ani szkodników.

15 przykładów izolatorów termicznych

1- Włókno szklane

Jest jednym z najczęściej używanych ze względu na niski współczynnik przenikania ciepła i wysoką wytrzymałość. Działa również w celu izolacji prądów elektrycznych i dźwiękowych. Jest on wytwarzany przez tkanie cienkich włókien szklanych polimerów w celu utworzenia pałeczek, arkuszy lub paneli.

2- Wełna mineralna

Może być wykonany ze skał bazaltowych lub z pozostałości powierzchniowych stopionego metalu. Jest używany ze względu na wysoką odporność na ogień, ale zaleca się łączenie go z innymi materiałami, aby uzyskać skuteczniejszą ochronę cieplną.

3-celuloza

Jest to jeden z najbardziej ekologicznych materiałów izolacyjnych na rynku. Jest wykonany z recyklingu różnych produktów papierowych.

Jest to materiał, który może być wystarczająco zagęszczony, co zmniejsza obecność tlenu między jego cząstkami. Ta właściwość czyni go doskonałym do minimalizowania obrażeń od ognia.

4- Polistyren

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

Służy do formowania bloków pianki polietylenowej lub desek formowanych według potrzeb. Jest łatwopalny, dlatego wskazane jest pokrycie go innymi materiałami ognioodpornymi.

5- Poliuretan

Jest to pianka izolacyjna zawierająca w swoich komórkach gaz, który charakteryzuje się bardzo niską przewodnością i wysoką odpornością termiczną. Może być stosowany w postaci spienionego płynu do rozpylania, w blokach sztywnej pianki 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 sprawiają, że pochłania ona wilgoć.

Jest stosowany w małych granulkach, aby wypełnić małe przestrzenie i dziury. Jest dobrym izolatorem termicznym, ale działa tylko wtedy, gdy jest suchy. Jego stosowanie jest coraz bardziej zmniejszane przez jego trującą jakość.

7- Cork

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

8- Włókno z tworzywa sztucznego

Wykonany jest głównie z przetworzonych plastikowych butelek z polietylenu. Włókna są tkane w kształcie trzciny podobnej do włókna szklanego.

Ta izolacja jest poddawana działaniu opóźniacza, dzięki czemu nie pali się tak szybko, ale może stopić się pod wpływem płomieni.

9- Aerożel

Początkowo był to materiał wykorzystywany w projektach kosmicznych do wytwarzania odpornych płytek w temperaturze około 2000 ° F przy bardzo małym przenikaniu ciepła.

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

10- Wermikulit

Podobnie jak perlit jest niebezpieczny dla zdrowia. Stosuje się go w małych granulkach, które są wyrzucane między inne materiały lub wypełniają otwory. Była również mieszana z cementem, aby stworzyć lżejszy beton i mniej przewodnika ciepła.

11-Poliizocyjanuran

Jest to termoutwardzalne spienione tworzywo sztuczne, które zawiera w swoich komórkach gaz o niskiej przewodności i wysokiej odporności, wolny od wodorochlorofluorowęglowodorów. Płynna pianka może dostosować się do wymaganych powierzchni.

12- Bawełna

Jako izolator jest połączony z włóknami plastikowymi i boranowymi, aby uczynić go odpornym na zwierzęta i opóźnić jego zapalenie.

13- Wełna zwierzęca

Jest również poddawany działaniu boranu w celu ochrony przed robactwem, ogniem i pleśnią. Może pomieścić wystarczającą ilość wody, ale jego długotrwała i przerywana ekspozycja na ciecz może rozpuścić boran.

14- Słoma

Używany od ponad 150 lat w postaci bel do odizolowania stodół i domów od ciepła. Służą również do pochłaniania dźwięku.

15- Konopie

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

Jak przepływa ciepło?

Ciepło zawsze przenosi się z gorących obszarów do zimnych obszarów, szukając równowagi. Jeśli wnętrze zbiornika chronionego izolacją termiczną jest zimniejsze niż powietrze zewnętrzne, zbiornik przyciągnie ciepło zewnętrzne. Dopóki występuje większa różnica temperatur, ciepło przepływa szybciej do zimnego obszaru.

Jazda

Jest to sposób, w jaki energia przemieszcza się przez materiały od cząsteczki do cząsteczki. Wymaga to fizycznego kontaktu między cząstkami i pewnej różnicy temperatur; Umieszczając łyżkę w filiżance gorącej kawy, ciepło jest przekazywane z cieczy do metalu i za uchwyt.

Konwekcja

Jest to sposób, w jaki płyny i gazy transportują ciepło, kiedy przemieszczają się z jednego miejsca do drugiego. To jest powód, dla którego zapalniczka i gorące powietrze starają się podnieść, a zimne i gęste powietrze ma tendencję do szukania poziomu gruntu.

Promieniowanie

Jest to transmisja energii bezpośrednio przez całkowicie przezroczyste medium ogrzewające cały stały materiał na swojej drodze. Dzieje się tak na przykład ze światłem jako promieniowaniem podczerwonym (szkło powiększające) lub z jakimś rodzajem fal elektromagnetycznych.

Referencje

1. Jessica Ring. Co to są izolatory? Odzyskany z sciencing.com.
2. Repozytorium dokumentów korporacyjnych FAO. Materiały termoizolacyjne, charakterystyki techniczne i kryteria wyboru. Departament Rybołówstwa i Akwakultury. Źródło: fao.org.
3. Kurtki ThermaXX (2011). 5 Najczęstszych materiałów termoizolacyjnych. Źródło z thermaxxjackets.com.
4. gov. Materiały izolacyjne. Us Departament Energii - 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. Odzyskane z greenspec.co.uk.
7. Materiały termoizolacyjne. Magazynki połączeń. Odzyskany z build.com.au.