7 Mart 2012 | TEKNİK MAKALE 96. Sayı (Mart 2012)

Prof. Dr. Hikmet Karakoç, Mak. Müh. Orhan Turan Y. Mimar Ecvet Binyıldız, Mak. Müh. Elif Yıldırım
Poliüretan Köpük

Genel Karakteristik
Poliüretan, iki kimyasal maddenin (poliol ve izosiyonat) karışımları sırasında havanın yardımıyla köpürüp sertleşmesinden elde edilen plastik esaslı bir köpüktür. Genellikle levha halinde bulunmakla beraber, prefabrik boru şeklinde olduğu gibi form verilmiş şekillerde de bulunabilir. Yerinde püskürtme metodu ile de uygulanmaktadır.

Poliüretan sarı renklidir. Hücrelerin %95’i kapalı gözeneklidir. 30-200 kg/m3 arasındaki yoğunluklarda, çeşitli maksatlar için üretilebilir. Yapı yalıtımları için 30-40 kg/m3 yoğunluklarda olanı kullanılır.
Levhaların tek taraflı ısınması durumunda şekil deformasyonu görülür. Bu nedenle her iki yüzünün başka bir malzeme ile (kağıt, bitümlü kağıt, PVC, alüminyum folyo) kaplanması doğru olur.

Isı İletkenliği (l):
Poliüretanın ısı iletkenliği çok düşüktür. Hatta bazı üreticiler l = 0,012-0,013 W/mK gibi vermektedirler. Oysa bu değer malzemenin ilk üretildiği andaki değeri olup aradan zaman geçince l değeri yükselerek değişir. Olayın esası şudur: Poliüretan ilk üretildiği anda içindeki itici gazın l değerinin çok düşük olması nedeniyle malzemenin l değeri de gerçekten düşük çıkar. Ancak zamanla itici gaz difüzyon yolu ile dışarı çıkar ve yerini hava doldurur. Böylece l değeri de yükselir. Bu nedenle standartların belirlediği değerler esas alınmalıdır.
Öte yandan son yıllarda sera etkisi yapması nedeniyle poliüretan köpük yapımında itici gaz olarak kullanılan ve CFC içeren R-11 gazı kullanılması bazı ülkelerde yasaklanmıştır. Bunun yerine CFC içermeyen CO2 gazı kullanılır. Ancak, bu tür üretimde maliyet %10 kadar artarken l değerlerinde küçük yükselmeler (kötüleşmeler) görülmektedir.

Mekanik Özellikler:
Poliüretan köpüğün yoğunluğu 30-200 kg/m3 arasında ayarlanabilir. Yalıtım için kullanılan levhaların
32 kg/m3ten az olmaması önerilmektedir. Aksi halde şekil değişimleri gösterebilir.

Basınç dayanımları yoğunluklara göre şöyledir:

    Yoğunluk (kg/m3)    Basınç (kg/cm2)
            30                                1,5-2,0
            50                                     4,0
            100                                 10,0
            200                                 25,0

İnşaatlarda kullanılan yoğunluklar genellikle 30-40 bazen de 50 kg/m3tür. Yoğunluk arttıkça fiyatı da önemli ölçüde yükselir.

Suya Karşı Duyarlılık:
Malzemenin bünyesine su alma durumu az olmakla beraber yine de EPS’den fazladır. 24 saat suya daldırılmış numune hacminin %0,2-1,0’i kadar su alırken, birkaç haftalık numunelerde bu oran %3-5 civarındadır. Buhar difüzyonu yolu ile ıslanma durumu oldukça yüksek olduğundan (l =40-50), levhalar ya buhar sızdırmaz şekilde kaplanmalı veya muhtemel gerilmelere karşı önceden önlem alınmalıdır. Yerinde püskürtme köpüklerde ise l=3-8’dir.
 
Kimyasal Maddelere Karşı Duyarlılık:
Poliüretan köpük hafif asitlere, benzine, mazota, alkalilere ve deniz suyuna karşı dayanıklıdır. Eğer bir kuşku varsa üretici firmaya danışılmalıdır.

Sıcaklığa Dayanımı ve Yanma Durumu:
Levhalar 110-120 °C sıcaklığa kadar devamlı dayanıklıdır. Sıcaklığa dayanım açısından EPS’e göre önemli fark vardır. -200 °C’ye kadar soğuk işlerde de kullanılabilir. Bir petrol ürünü olduğundan aslında yanıcıdır. Üretim sırasında konulan alev almayı zorlaştırıcı maddelerle “zor alev alabilen” (B1 Sınıfı) hale getirilir.

Ekonomiklik:
Salt yalıtım malzemesi olarak diğer yalıtım malzemelerine (lifli malzemeler, EPS) oranla ucuz sayılmasa dahi hazır prefabrik elemanlar olarak (metal kaplı sandviç paneller gibi) işçilikten ve zamandan çok kazandırır.

Elastomerik Kauçuk Köpüğü

Genel Karakteristik:
Kauçuk köpüğü esaslı, elastomerik yalıtım ürünleri ülkemize 9-10 yıl önce gelmiş olmasına rağmen kullanımı gittikçe yaygınlaşmaktadır. Tamamen esnek, kapalı hücreli, genleştirilmiş siyah sentetik kauçuk boru ve levhalardır. Bünyesindeki yüksek orandaki sentetik kauçuğun sayesinde farklı uygulama alanlarında kullanılacak elastikiyet ve esnekliği sağlar. Sıcak borularda ısı kaybını, soğuk borularda ise ısı kazancını önemli miktarda azaltır.

Isı İletkenliği (l):
Elastomerik kauçuk köpüğü için, kullanıldığı sıcaklıklara bağlı olarak, ısı iletim katsayısı değerleri aşağıdaki gibi verilmektedir:

l    - 20 °C = 0,034 W/mK
l     0 °C  = 0,036 W/mK
l     + 20 °C = 0,038 W/mK

Mekanik Özellikleri:
Yoğunluğu 60–80 kg/m3 (4-5 lb/ft3) arasında olup, mükemmel bir esnekliğe sahiptir.

Suya Karşı Duyarlılığı:
DIN 1988/7’de yalıtım malzemelerinin olabildiğince nötr olması; ayrıca suda çözünen klorlar NH3 ve NOx’in, yalıtım malzemesi bünyesinde belirtilen oranlardan fazla olmaması gerektiği belirtilmektedir. Kauçuk köpüğü esaslı elastomerik yalıtım ürünleri DIN 1988/7 sertifikasını alabilmekte ve korozyon riski en az olan malzemeler sınıfında bulunmaktadır.
Kapalı gözenekli olduğu için bünyesine pratik olarak su almaz.

Kimyasal Maddelere Karşı Duyarlılık:
Elastomerik kauçuk köpüğü genel olarak, kimyasallara (yağ, madeni yağ) karşı dayanıklıdır. Gerektiğinde üretici firmadan bilgi alınmalıdır.

Sıcaklığa Dayanımı ve Yanma Durumu:
Bir ısı yalıtım malzemesinde yangın anında aranması gereken temel özellikler olan tutuşabilirlik, yüzeyde alev yayılma hızı ve yangın sınıfı için BS’lere uygun sertifikasyonları alınabilmektedir. Elastomerik kauçuk köpüğü ürünlerinde
üretimleri yapılabilmektedir.

Buhar Geçirimsizliği:
Elastomerik kauçuk köpüğü, yalıtım malzemeleri arasında, buhar geçirimsizliği yüksek malzemelerdendir. Su buharı geçirgenliği, 0,21 – 0,07 mgm/Nh olup, su buharı geçirgenlik direnci katsayısı m değeri, 3.000 - 10.000 arasındadır. Bu değerler, kullanılan kauçuk köpüğü sınıfına göre değişmektedir. Isı yalıtım malzemeleri arasında su buharı geçirimsizliği bakımından nitelikli bir malzeme olup, yoğuşma problemi olan yerlerde özellikle önerilmektedir.

Türkiye’de Üretilen Elastomerik Kauçuk Köpüğü Çeşitleri:

a) Elastomerik Kauçuk Köpüğü Yalıtım Boruları:
Elastomerik kauçuk köpüğü malzemeden boru şeklinde imal edilmiş ve çelik borularda 4 inch’e kadar kullanılabilen tamamen fleksible prefabrik boru yalıtım malzemesidir. Küften ve mikroorganizmalardan etkilenmez. Soğuk hat yalıtımlarında idealdir. Yangın anında zehirli gaz çıkarmaz. Normal tesisat yalıtımı haricinde, gıda endüstrisinde, denizaltı ve metrolarda kullanımı güvenlidir. Prefabrik kauçuk köğüpü borular 1/4”-4” anma çapları aralığında, 6-9-13-19-25-32 mm et kalınlıklarında üretilmektedir.

b) Elastomerik Kauçuk Köpüğü Yalıtım Levhaları:
Elastomerik kauçuk köpüğü malzemeden levha şeklinde imal edilmiş tamamen fleksible kanal yalıtım malzemesidir. Küften ve mikroorganizmalardan etkilenmez. Büyük çaplı borularda ve havalandırma kanallarının yalıtımı için idealdir. Yüksek su buharı difüzyon direnci ile minimum yoğuşma riskine sahiptir. Elastomerik kauçuk köpüğü yalıtım borularında olduğu gibi, yalıtım levhaları da gıda endüstrisinde, denizaltı ve metrolarda kullanımı güvenlidir. Uygulama kolaylığı açısından 1.000-1.200-1.500 mm genişliklerinde ve 6-10-13-19-25-32-40-50 mm et kalınlıklarında üretilmektedir.

c) Kendinden Yapışkanlı Elastomerik Kauçuk Köpüğü Yalıtım Levhaları:
Elastomerik kauçuk köpüğü malzemeden levha şeklinde imal edilmiş tamamen fleksible, kendinden yapışkanlı yalıtım malzemesidir. Hazır kanallar için tasarlanmıştır. Kendinden yapışkanlı olduğu için uygulama zamanından ve işçilikten tasarruf eder. Yüksek yapışma mukavemeti sayesinde tam bir sızdırmazlık sağlar, fire oranını %2-3’lere düşürür. Normal tiplerinde olduğu gibi 1.000-1.200-1.500 mm genişliklerinde ve 6-10-13-19-25-32-40-50 mm et kalınlıklarında üretilmektedir.

d) Özel Alüminyum Kaplı Elastomerik Kauçuk Köpüğü Yalıtım Levhaları
Elastomerik kauçuk köpüğü malzemeden levha şeklinde imal edilmiş tamamen fleksible, kendinden yapışkanlı, 388 mikron kalınlığında özel alüminyum kaplı yalıtım malzemesidir. 0,8-1 mm alüminyum sac kaplamaya alternatif olarak kullanılmaktadır. U.V. dayanımı sayesinde dış ortamlarda rahatlıkla kullanılabilir. Mekanik dayanımı yüksektir. Hızlı uygulama, minimum işçilik ve minimum fire avantajı sağlar. Kendinden yapışkanlı tipleri de mevcuttur. 1.000-1.200-1.500 mm genişliklerinde ve 6-10-13-19-25-32-40-50 mm et kalınlıklarında üretilmektedir.

e) Alüminyum Kaplı Elastomerik Kauçuk Köpüğü Yalıtım Levhaları
Elastomerik kauçuk köpüğü malzemeden levha şeklinde imal edilmiş tamamen fleksible, kendinden yapışkanlı, 90 mikron kalınlığında alüminyum polyester laminasyonu kaplamalı yalıtım malzemesidir. Hızlı uygulama, minimum işçilik ve minimum fire avantajı sağlar. Kendinden yapışkanlı tipleri de mevcuttur. 1.000-1.200-1.500 mm genişliklerinde ve 6-10-13-19-25-32-40-50 mm et kalınlıklarında üretilmektedir.

f) Emprenye Edilmiş Yanmaz Camtülü Kaplamalı Kauçuk Köpüğü Yalıtım Boruları
2 mm kalınlığında emprenye edilmiş yanmaz camtülü kaplamalıdır. Sınırlandırılmış duman emüsyonuna ve korozyona karşı maksimum dayanıma sahiptir. Kara, deniz ve hava sistemlerinde, endüstriyel proseslerde, boru hatlarında, HVAC kanal sistemlerinde, kazan ve tank gibi tesisat elemanlarında kullanılabilir.

g) Neopren Bazlı Polimer Kaplamalı Kauçuk Köpüğü Yalıtım Boruları
1 mm kalınlığında yanmaz özellikte ve neopren bazlı polimer kaplamadır. Yüksek UV dayanımlıdır ve her türlü iklim koşuluna dayanıklıdır. Korozyona maksimum dayanım gösterir. Yukarıda bahsi geçen alanların tümünde bu ürün de kullanım olanağı sağlamaktadır.
Polietilen Köpük

1. Genel Özellikler:
Polietilen esaslı malzemeler, etilen ve propilenden hazırlanan polimerlerden imal edilen esnek ve yarı esnek, gözenekli, plastik esaslı malzemelerdir. Polietilen köpükten mamul, kalıptan ekstrüzyon yöntemiyle çekilerek boru ve levha halinde üretilmektedir. Dış yüzeyi düzgün olarak elde edilebilmektedir.
Borular 10-139 mm iç çapında, 2 m boyunda ve 5–30 mm yalıtım kalınlığında üretilmektedir. 30 mm yalıtım kalınlığının üstü ise levha ile yapılabilmektedir. Levhalar ise 10, 15, 20 mm kalınlığında ve değişik boyutlarda üretilmektedir. Kapalı hücre yapılı, ekstrüzyon ile üretilmiş polietilen köpük mamul, dayanıklı, güvenilir, ekonomik, kullanımı kolay bir yalıtım malzemesidir. Bu tür ürünlerin (boruların) kesim yerleri hazırdır. Çok kolay bir işlemde kısa sürede montajı yapılabilir. Zehirli gaz içermez, kimyasal olarak nötr ve kokusuzdur.
Polietilen günümüzde gerek sanayi, gerek yan sanayide çok geniş bir kullanım alanına sahiptir.
Polietilen esaslı malzemeler;

•    Düşük yoğunluğu
•    Elastikliği
•    Düşük ısı iletkenliği
•    Yüksek su buharı difüzyon direnci
•    Bünyesine su almaması (ihmal edilebilir)
•    Yüksek darbe dayanımı
vb. üstün özellikleri ve mekanik özellikleri ile yalıtım alanında aranan bir üründür.

Polietilen esaslı yalıtım malzemeleri;

•  Isı yalıtımında, döşemelerde, darbe sesi yalıtımında, su yalıtımında yardımcı malzeme olarak birçok
    yalıtım alanında kullanılabileceği gibi
•   Koruma amaçlı, ambalajlama veya yalıtımı tamamlayıcı ürün olarak çok geniş bir kullanım alanına
    sahiptir.

Ambalajlama, ısı, su ve darbe sesinin yalıtımları alanlarında kullanılan polietilen malzemeler gerek yoğunluk, gerek şekil, gerek ebat olarak birbirlerine oranla farklı özellikler göstermektedir. Yukarıda sıralanan, farklı alanlarda kullanılabilen polietilen malzemelerin tümünden Türkiye’de de üretilmektedir.
2. Türkiye’de Üretilen Polietilen Ürün Çeşitleri

a) Polietilen Köpük Yalıtım Boruları:
2 metre boyunda, ekstrüzyon metodu ile üretilen, prefabrik polietilen esaslı borulardır. Isıtma ve soğutma tesisatlarında kullanılırlar. Yardımcı malzemeleriyle uygulaması oldukça pratik olan polietilen borular, korozyona sebep olan klorları içermez. Yüksek su buharı difüzyon direnci ile yoğuşmayı önler. Fan-coil tesisatlarında ve -40 °C ile +100 °C arasındaki tüm tesisatlarda rahatlıkla kullanılabilir. Polietilen borular; 1/2” - 4” anma çapları aralığında, 10-15-20-30 mm et kalınlıklarında üretilmektedir.

b) Polietilen Köpük Yalıtım Levhaları:
Polietilen köpük yalıtım levhaları, ekstrüzyon metodu ile üretilirler. Klima kanallarının, büyük çaplı boruların, tankların ve depoların ısı yalıtımında kullanılır ve yüzeyinde ondüle bulunmaz (levha yüzeyindeki kavisler). 80 cm eninde ve 10-15-20-30 mm kalınlıklarında üretilirler.
Pratik ve ekonomiktir.

c) Kendinden Yapışkanlı Polietilen Köpük Yalıtım Levhaları:
Klima kanallarının, düz yüzeyli ekipmanların ve büyük çaplı boruların ısı yalıtımında idealdir. Kendinden yapışkanı sayesinde, sabitlemek için ayrı bir yapıştırıcıya veya askı pimine gerek yoktur. İşçilikten kaynaklanan hataları en aza indirger ve uygulama süresini kısaltır. Daha ekonomiktir. 100 cm eninde ve 3-5 mm kalınlıklarında üretilir.

d) Bir Yüzü Alüminyum Kaplı Polietilen Köpük Yalıtım Levhaları:
Galvaniz sac kaplamalı camyünü sistemine göre maliyeti %40 daha düşüktür. Uygulaması pratiktir ve kaplama ihtiyacı olmadığından işçilik zamanını büyük oranda kısaltır. UV’ye ve iklim şartlarına dayanıklıdır. Alüminyum tabakası altında mukavemeti arttıran bir polietilen film mevcuttur. Böylece dış ortamlarda ve yerden ısıtma sistemlerinde  rahatlıkla kullanılabilir. Kendinden yapışkanlı tipleri de mevcuttur. 80 cm eninde, 6-10-15-20-30 mm kalınlıklarında üretilmektedir.

e) Bir Yüzü Renkli Polietilen Film Kaplı Polietilen Köpük Yalıtım Levhaları:
Özellikle yüksek katlı binalarda pis su tesisatının katlar arası gürültüyü iletmesini önlemek için ses yalıtımı amacıyla kullanılır. Tesisatlarda, sıcak-soğuk (gidiş-dönüş) hatlarının ayırt edilmesinde ve klima kanallarının ısı yalıtımında dekoratif çözüm olarak kullanım alanına sahiptir. 1 metre eninde ve 3-5 mm kalınlıkta üretilmektedirler.

f) Darbe Ses Kesici Polietilen Köpük Levhalar:
Polietilen köpükten imal edilmiş, dinamik sertliği alınmış darbe ses kesici bir malzemedir. Özellikle de katlar arasında yüzer döşeme detayıyla kullanılarak, yapı yoluyla iletilen darbe sesini keser. 25 kg/m3 değerinde optimum yoğunluğa sahiptir. Süpürgeliklere döndürülerek kullanılan bu malzeme, parkeyi nemden korur ve yüzey şapındaki bozuklukları üst yapıya aktarmaz. 1m eninde, 1-2-3-4-5 mm et kalınlıklarında rulo halde üretilmektedir.

g) Dolgu Fitili Polietilen Köpük Malzemeler:
Polietilen köpükten imal edilmiş, derz ve dilatasyonlarda dolgu fitili olarak kullanılan bir malzemedir. Su ve ısı yalıtım sistemlerinde yardımcı malzeme olarak uygulanır. Örneğin su yalıtımında kullanılan mastiklerin üç yanaktan yapışmasını önleyerek, çatlamaması için gerekli esnekliği sağlar. Mastik sarfiyatını azaltır. Derzlerde oluşan ısı köprülerini önler.

Fenol Köpüğü

Genel Karakteristik:
Fenol köpüğü, Fenol-Formaldehit bakalitine anorganik şişirici ve sertleştirici maddeler katılarak elde edilir. Fenol köpüğü levhaları muhtelif yoğunluklarda, sert fakat kırılgan, küçük gözenekli ve yüzeyi sürtünmeyle tozlaşan bir yapıya sahiptir. Daha çok açık gözenekli olup kapalı gözeneklere de sahiptir.

Sıcaklığa ve Basınca Dayanımı:
Diğer termoplastik köpük malzemelere oranla basınca daha az dayanımlı, fakat onlardan daha fazla sıcağa dayanıklıdır.  Yüksek sıcaklıklarda büzülür, çekme yapar. Sıcak bitümle temas halinde büzülme oranı %1,5-2’yi bulur.  Yoğunluğa göre basınca dayanım aşağıdaki çizelgede verilmiştir.

Basınca dayanım zamanla artar.

Suya Karşı Duyarlılık:
Kolay su alabilir. Kapilerdir. Fiyat yönünden EPS’den daha yüksektir. Suya batırıldığında 14 gün içinde hacminin %9’u kadar su alır. Havadan aldığı su ise hacminin maksimum %7’si kadardır.

Buhar Geçirimsizliği:
Açık gözeneklerin çokluğu nedeniyle buhar geçirimsizlik faktörü oldukça düşüktür. Yoğunluğa göre buhar geçirimsizlik faktörleri aşağıda verilmiştir.

Kimyasal Özellikleri:
Küflenmez, haşarat barındırmaz. Birçok kimyasal maddeye dayanmakla beraber Potasyum ve Südkostike karşı, keza yoğun asitlere karşı dayanıksızdır. Metalleri korozyona uğratabilir. Aşağıda fenol köpüğü ısı yalıtım levhaları ve prefabrik fenol köpüğü malzemeleri gösterilmiştir.
Melamin Köpüğü
Melamin köpüğü yüksek ses yutuculuğu olan, mükemmel ısı yalıtım özelliğine sahip bir malzemedir. Hafif ve kolay uygulanabilmesi, dekoratifliğiyle günümüzde bu alanda kullanılan bir malzemedir. Melamin köpüğünün başlıca teknik özellikleri aşağıdaki gibidir.

Yoğunluğu: 11 kg/m3
Isı iletkenlik katsayısı: 0,034 W/mK
Ses yutma katsayısı: 0,30-1,20 arasındadır.
Kullanım sıcaklığı: -60 / +150
Yangın sınıfı: Class 0 (BS 476, Part 6-7)
Lif ve elyaf erozyonu yoktur.
Dekoratif temiz ve estetiktir.
Çeşitli tip ve boyutlarda piyasaya sunulmaktadır.