Эксплуатационная устойчивость теплоизоляции ППУ является одной из важнейших характеристик. Особенно её важно определять для теплоизоляции ППУ применительно к районам с экстремальными значениями климатических параметров, обладающим наибольшей агрессивностью по отношению к материалам. Такие данные важно иметь при применении теплоизоляции ППУ в строительстве и других отраслях промышленности. Поэтому представляет интерес получение достоверных данных по изменению физико-механических характеристик заливочных ППУ при их старении в естественных условиях очень холодного климатического района.
В литературе распространено мнение, что не существует достаточно надёжных методов прогнозирования изменения свойств полимерных материалов в естественных условиях старения по результатам ускоренных климатических испытаний. Поэтому ниже рассмотрены результаты климатических испытаний заливочных жестких ППУ при старении в очень холодном климатическом районе (г. Якутск), полученных при участии Всесоюзного научно-исследовательского института синтетических смол (г. Владимир) и Института физико-технических проблем Севера СО АН СССР (г. Якутск).
Теплоизоляция ППУ, полученная методом заливки, была получена с использованием пенополиуретанов на основе сложных полиэфиров (ППУ-3 и ППУ-3С) и на основе простых полиэфиров (ППУ-305А и ППУ-307).
Была использована общепринятая методика климатических испытаний пенопластов в условиях естественного старения. Метод заключается в определении изменения контролируемых физико-механических характеристик заливочных ППУ при климатических испытаниях на открытых стендах и в неотапливаемом помещении при старении в очень холодном климатическом районе (г. Якутск). В качестве контролируемых параметров при климатическом старении в очень холодном климате для жестких заливочных пенополиуретанов выбраны: изменение внешнего вида, изменение массы и линейных размеров образцов, кажущаяся плотность, прочность при сжатии, удельная ударная вязкость, водопоглощение, эффективный коэффициент теплопроводности. Определение физико-механических характеристик ППУ проводили в соответствии с общепринятыми методами их физико-механических испытаний.
ППУ экспонировали в форме брусков прямоугольной формы размерами 170 х70 х40 мм, из которых в дальнейшем вырезали стандартные образцы для проведения физико-механических испытаний. Стенды для определения атмосферостойкости в очень холодном климате были оборудованы так, что образцы располагались под углом 450 к горизонту и обращены лицевой гранью в южном направлении. При климатических испытаниях заливочные ППУ экспонировали также в неотапливаемом помещении в очень холодном климате при защите от непосредственного воздействия погодных факторов (солнечной радиации, дождя и т.п.). При климатических испытаниях, перед определением физико-механических характеристик, образцы в форме брусков кондиционировали в сухом помещении при 209 ± 2 0С в течение 24 часов. Результаты климатических испытаний оценивали по уровню изменения физико-механических характеристик заливочных ППУ после определённой длительности климатических испытаний.
Измерения показали, что после 10 лет климатических испытаний в условиях неотапливаемого помещения практически все испытанные заливочные ППУ кажущейся плотности не менее 40 кг/м3 имели хорошую размерную стабильность, а физико-механические характеристики существенно не менялись и сохранились на уровне требований технических условий. Исключение составил пенополиуретан ППУ-304Н кажущейся плотности менее 40 кг/м3 (у которого при кажущейся плотности 35 кг/м3 расширение образцов при климатических испытаниях достигло 3,7% линейных).
При экспонировании до 10 лет в свободном виде на открытых стендах в очень холодном климатическом районе у всех испытанных заливочных ППУ наблюдали существенную поверхностную эрозию. Скорость эрозии пенополиуретанов при этом была значительно ниже, чем в случае климатического старения в умеренно-холодном климате. То-есть длительное применение заливочных ППУ в незащищенном виде в условиях атмосферного старения в очень холодном климате не допускается.
Таким образом, натурными климатическими испытаниями установлено, что срок службы испытанной теплоизоляции ППУ, полученной методом заливки, в условиях очень холодного климата при защите от непосредственного волздействия погодных факторов (дождя, солнечной радиации и т .п.) как правило с оставляет не менее 10 лет.
