В соответствии с новой редакцией СНиП II-3-79 «Строительная теплотехника», в нашей стране повышены (примерно в 3,5 раза) нормативные требования к термическому сопротивлению ограждений. Введение этих требований активизировало работу исследователей, направленную на создание новых высокоэффективных теплоизоляционных материалов. Кроме того, необходимость проведения таких исследований продиктована тем, что в России выпускается в 5…7 раз меньше эффективных теплоизоляционных материалов на человека, чем в странах Западной Европы и Америки.

К современным теплоизоляционным материалам относятся материалы на основе неорганического или органического волокна (минеральная и стеклянная вата, торфоплиты, ДВП), утеплители на основе вспененных полимеров (пенополистирол, мипора, пенополиуретан) и ячеистые бетоны.

В настоящее время наиболее эффективными теплоизоляционными материалами, оптимально сочетающими теплоизоляционные и эксплуатационные свойства, являются волокнистые теплоизоляционные материалы (ВТИМ), доля которых составляет 65% от общего объема применяемых в России теплоизоляционных материалов.

Традиционные ВТИМ, изготавливаемые на основе неорганических и органических волокон, имеют низкую среднюю плотность, хорошие теплофизические свойства и достаточную для транспортировки и монтажа прочность. Однако такие материалы имеют ряд недостатков, которые ограничивают область их применения. К ним можно отнести: низкую долговечность; слеживаемость; высокие санитарно-гигиенические требования, предъявляемые к условиям монтажа и эксплуатации неорганических ВТИМ; повышенная горючесть и непостоянство свойств ВТИМ на основе растительного сырья; относительно высокая стоимость и др. Частичное устранение этих и некоторых других недостатков достигается введением в волокнистый ковер вяжущих веществ и модифицирующих добавок. Однако такое модифицирование ВТИМ приводит к дополнительному увеличению его стоимости. Поэтому создание высокоэффективных и недорогостоящих теплоизоляционных материалов волокнистой структуры является актуальной научно-технической задачей, имеющей большое практическое значение.

Одним из эффективных путей создания таких материалов является использование в качестве основного сырья различных техногенных отходов. К таким отходам могут быть отнесены нетканые материалы, полученные измельчением пластиковой тары. Волокнистые массы, полученные из этих отходов, обладают высокими теплоизоляционными свойствами, стойкостью к действию биологически активных сред и низкой стоимостью. Кроме того, использование данных отходов способствует улучшению экологической ситуации в различных регионах России.

В качестве вяжущего могут быть использованы растворы ПВА, а также растворы пено- и полистирола. По объему промышленного выпуска этот полимер занимают третье место (примерно 50 тыс. т в год). Отходы пено- и полистирола накапливаются в виде вышедших из употребления изделий и промышленных отходов. Учитывая химический состав и способность пено- и полистирола легко растворяться в органических растворителях, одним из вариантов их применения является изготовление полистирольного связующего для ВТИМ.

В данной работе определена технология совмещения компонентов, вид вяжущего вещества для склеивания волокнистого ковра и влияние геометрических размеров волокон на среднюю плотность материала, параметры состояния, теплофизические свойства и сжимаемость.

Для изготовления ВТИМ использовали измельченные отходы со следующими геометрическими характеристиками: длина волокна 25; 30 и 40 мм; диаметр 1-2 мм. В качестве вяжущего вещества жидкое стекло со средней плотностью 1400 кг/м³ и 30%-ный раствор дисперсии ПВА.

Совмещение компонентов проводили по двум технологиям: «методом пролива» и традиционной технологии, в соответствии с которой первоначально осуществляется совмещение и перемешивание вяжущего и волокон, а затем формуется волокнистая масса и проводится ее сушка.

Полученные экспериментальные данные показывают, что оптимальной является традиционная технология (рис. 1). Причем качественные волокнистые массы формируются при использовании растворов ПВА (рис. 2).