Паропроницаемость и герметичность диффузионных мембран

Одна из ключевых задач подкровельной мембраны — обеспечить баланс между водонепроницаемостью и паропроницаемостью. Материал должен:

• надёжно защищать утеплитель от проникновения капель воды и конденсата;

• позволять водяному пару выходить из теплоизоляционного слоя, предотвращая накопление влаги.

Рассмотрим, как решают эту задачу мембраны на основе полипропилена и термопластичного полиуретана (ТПУ), сравнив их механизмы паропроницаемости и эксплуатационные характеристики.

Как работают полипропиленовые мембраны

Классические полипропиленовые мембраны — это трёхслойные структуры:

1. Центральный «дышащий» (функциональный) слой — полипропиленовая плёнка с микропорами.

2. Два внешних слоя — полипропиленовый нетканый материал (спанбонд).

Механизм паропроницаемости:

• Пар проходит через микропоры за счёт диффузии.

• Капли воды не проникают внутрь конструкции благодаря поверхностному натяжению жидкости на границах пор.

Ограничения полипропилена:

• Размер и распределение пор критичны для эффективности: при нарушении технологии (например, при использовании вторичного сырья) паропроницаемость снижается.

• Со временем поры могут забиваться конденсатом или пылью, уменьшая пропускную способность.

• При высоких температурах (свыше 80–100 °C) и длительном воздействии, материал теряет эластичность и разрушается, что значительно уменьшает срок службы.

• Умеренная устойчивость к УФ‑излучению: длительное воздействие солнца (более 2-х недель) приводит к необратимой деградации структуры материала.

Особенности паропроницаемости полиуретановых мембран

Мембраны из ТПУ работают по принципиально иному механизму — без искусственных пор. Их структура гидрофильна, что обеспечивает:

1. Абсорбцию молекул воды активными группами полимера.

2. Миграцию пара через материал за счёт градиента парциального давления.

3. Десорбцию на внешней стороне, откуда пар удаляется вентиляцией.

Преимущества ТПУ в контексте паропроницаемости:

• Стабильная пропускная способность. Отсутствие пор исключает риск засорения; паропроницаемость остаётся высокой на протяжении всего срока службы.

• Эффективность при низких градиентах давления. Даже при небольшой разнице влажности внутри и снаружи мембрана активно выводит пар.

• Работа при длительном влиянии высоких температур (от –40 до +80 °C): паропроницаемость не снижается при экстремальных температурах и её длительном воздействии, материал не разрушается.

• Устойчивость к УФ‑излучению. Материал не деградирует под солнцем, сохраняя паропроницаемые свойства (не рекомендуется даже самые инновационные ТПУ мембраны (АЛЬФА ТОП) держать под влиянием УФ более 16 недель).

• Химическая стойкость. Не реагирует на агрессивные среды (нефтепродукты, растворители), что важно для промышленных объектов.

Ключевые параметры оценки паропроницаемости

Для сравнения материалов используют:

• Паропроницаемость (плотность потока водяного пара) (г/(м²*24 ч)) в условиях 20 градусов Цельсия и 50 % влажности — сколько граммов воды пропускает 1 м² за сутки. У отдельных видов ТПУ‑мембран этот показатель достигает 300 г/(м²*24) ч, у полипропилена — обычно 500 г/(м²*24ч).

• Долговечность. ТПУ‑мембраны сохраняют паропроницаемость до 60 лет, полипропиленовые (кроме эконом сегмента) — 30-50 лет при соблюдении условий эксплуатации.

  ---

  Примечание: При сравнении паропроницаемости важно отметить, что у мембран из термопластичного полиуретана (ТПУ) этот показатель зачастую ниже, чем у полипропиленовых аналогов. Однако данное ограничение не снижает практической ценности ТПУ‑мембран, поскольку их ключевые преимущества существенно компенсируют этот нюанс. В частности, ТПУ‑мембраны долговечнее и надежнее по всем остальным свойствам материала. Так, например, под металлические кровли рекомендуется использовать именно ТПУ мембраны.

   

Практические выводы

1. Полипропиленовые мембраны подходят для:

   • объектов с умеренными температурными режимами;

   • бюджетов, где критична стоимость;

   • конструкций с регулярным обслуживанием (для контроля состояния пор).

2. Полиуретановые мембраны предпочтительны, если:

   • требуется высокая прочность материала без риска повреждения;

   • объект находится в зоне с агрессивными условиями (УФ, перепады температур, химикаты);

   • необходим длительный срок службы без потери свойств.

Итог:
Паропроницаемость — один из ключевых параметров, определяющий эффективность подкровельной защиты. Полипропиленовые мембраны решают задачу через микропоры, но их эффективность зависит от качества сырья и условий эксплуатации. Полиуретановые мембраны обеспечивают стабильную паропроницаемость на молекулярном уровне, превосходя полипропилен по надёжности и долговечности в сложных условиях.