聚苯板導(dǎo)熱系數(shù)與表觀密度的關(guān)系（來源：李笑笑（轉(zhuǎn)載自網(wǎng)絡(luò)） 2017年10月30日）

孔隙對建筑保溫材料影響很大，但大家普遍認為材料孔隙越大，表觀密度越小，保溫系數(shù)越小，保溫性能越好。針對這個問題，筆者對材料導(dǎo)熱系數(shù)的影響因素進行了探討，試驗結(jié)果表明：材料的導(dǎo)熱系數(shù)并不是隨著表觀密度的減小而無限降低的，當表觀密度小于某個臨界值后，導(dǎo)熱系數(shù)反而增大。XPS聚苯乙烯泡沫塑料、EPS聚苯乙烯泡沫塑料保溫材料的表觀密度和導(dǎo)熱系數(shù)之間沒有表現(xiàn)出特定的關(guān)系。

1 材料導(dǎo)熱系數(shù)的影響因素

1.1 材料的組成與結(jié)構(gòu)

有機高分子材料的導(dǎo)熱系數(shù)小于無機材料。無機材料中，非金屬材料的導(dǎo)熱系數(shù)小于金屬材料。氣態(tài)物質(zhì)的導(dǎo)熱系數(shù)小于液態(tài)物質(zhì)，液態(tài)物質(zhì)的導(dǎo)熱系數(shù)小于固體。

1.2 表觀密度

表觀密度是指材料在自然狀態(tài)下，單位體積的質(zhì)量，其體積既包括固體部分的體積，也包括空隙的體積；隨著孔隙率的提高或表觀密度的降低，其導(dǎo)熱系數(shù)變小。其中，材料的導(dǎo)熱系數(shù)并不是隨著表觀密度的減小而無限降低的，當表觀密度小于某個臨界值后，由于孔隙率太高，空隙中的空氣開始產(chǎn)生對流同時由于氣體對熱輻射的阻抗能力很低，如果孔隙率過高，輻射傳熱也相應(yīng)加強這時材料的導(dǎo)熱系數(shù)反而增大。

1.3 孔隙的大小與特征

在表觀密度相同的條件下，材料孔隙的尺寸越小，導(dǎo)熱系數(shù)越小。當孔徑小到一定尺寸后，孔隙中的空氣完全被孔壁吸附，導(dǎo)熱系數(shù)降到最??；當孔隙體積大到一定程度，孔隙內(nèi)部空氣出現(xiàn)對流，導(dǎo)熱系數(shù)變大。對于相同孔隙率和孔徑尺寸，當孔隙彼此連通時，導(dǎo)熱系數(shù)較大；當孔隙彼此密閉時，導(dǎo)熱系數(shù)較小。

2 保溫材料的密度和導(dǎo)熱系數(shù)

在試驗中，我們選取了大量的保溫材料導(dǎo)熱系數(shù)的數(shù)據(jù)，對常用的XPS聚苯乙烯泡沫塑料、EPS聚苯乙烯泡沫塑料的導(dǎo)熱系數(shù)與密度的關(guān)系進行總結(jié)，進而得到一些結(jié)論。

2.1 XPS聚苯乙烯泡沬塑料表觀密度與導(dǎo)熱系數(shù)的關(guān)系

相同密度的XPS聚苯乙烯泡沬塑料的導(dǎo)熱系數(shù)離散很大，導(dǎo)熱系數(shù)并不一定隨著密度的增大而增加。分析原因，主要與生產(chǎn)工藝及生產(chǎn)所用的原材料有關(guān)，因為XPS聚苯乙烯泡沫塑料是以聚苯乙烯樹脂或其共聚物為主要成分，添加少量外加劑，經(jīng)加熱擠塑成型制成的，含有大量封閉的微小孔隙，因此在密度相同或相差不大的情況下，孔隙率越大，封閉孔隙越多，其導(dǎo)熱系數(shù)越小。目前，工程中常用的XPS聚苯乙烯泡沫塑料的密度集中分布在31?40kg/m3之間，導(dǎo)熱系數(shù)集中分布在0.022?0.035W/（m*K）范圍內(nèi)。

2.2 EPS聚苯乙烯泡沫塑料表觀密度與導(dǎo)熱系數(shù)的關(guān)系

相同密度的EPS聚苯乙烯泡沫塑料導(dǎo)熱系數(shù)離散也很大，導(dǎo)熱系數(shù)并不一定隨著密度的增大而增加。分析原因，這主要與生產(chǎn)工藝及生產(chǎn)所用的原材料有關(guān)，因為EPS聚苯乙烯泡沫塑料是由可發(fā)性的聚苯乙烯珠粒加熱預(yù)發(fā)泡后，在模具中加熱成型。EPS聚苯乙烯泡沫塑料由完全封閉的多面體形蜂窩構(gòu)成，蜂窩直徑為0.2?0.5mm，蜂窩壁厚為0.001mm。EPS聚苯乙烯泡沫塑料由約98%的空氣和2%的聚苯乙烯組成，截留在蜂窩內(nèi)的空氣是惰性氣體，對聚苯乙烯泡沫塑料優(yōu)良的絕熱性能起決定性的作用。由于原料的質(zhì)量不同，即使密度相近，材料內(nèi)所形成蜂窩的數(shù)量及大小也會不同，從而導(dǎo)致導(dǎo)熱系數(shù)有很大的差異。目前，工程中常用的EPS聚苯乙烯泡沫塑料密度集中分布在16?25kg/m3，導(dǎo)熱系數(shù)集中分布在0.033?0.041W/（m.K）之間。

3 結(jié)語

綜上所述，通過試驗結(jié)果我們可以知道，XPS聚苯乙烯泡沫塑料、EPS聚苯乙烯泡沫塑料保溫材料的表觀密度和導(dǎo)熱系數(shù)之間沒有表現(xiàn)出特定的關(guān)系。保溫材料的導(dǎo)熱系數(shù)和表觀密度都是保溫材料的重要指標，我們要綜合分析這些指標，采用合適的保溫材料，才能提高建筑的節(jié)能效果，創(chuàng)造更好的經(jīng)濟和社會效益。