聚苯板導熱系數與表觀密度的關系（來源：李笑笑（轉載自網絡） 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，保溫系數越小，保溫性能越好。針對這個問題，筆者對材料導熱系數的影響因素進行了探討，試驗結果表明：材料的導熱系數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，導熱系數反而增大。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熱系數之間沒有表現出特定的關系。

1 材料導熱系數的影響因素

1.1 材料的組成與結構

有機高分子材料的導熱系數小于無機材料。無機材料中，非金屬材料的導熱系數小于金屬材料。氣態物質的導熱系數小于液態物質，液態物質的導熱系數小于固體。

1.2 表觀密度

表觀密度是指材料在自然狀態下，單位體積的質量，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，其導熱系數變小。其中，材料的導熱系數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，輻射傳熱也相應加強這時材料的導熱系數反而增大。

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，導熱系數越小。當孔徑小到一定尺寸后，孔隙中的空氣完全被孔壁吸附，導熱系數降到最小；當孔隙體積大到一定程度，孔隙內部空氣出現對流，導熱系數變大。對于相同孔隙率和孔徑尺寸，當孔隙彼此連通時，導熱系數較大；當孔隙彼此密閉時，導熱系數較小。

2 保溫材料的密度和導熱系數

在試驗中，我們選取了大量的保溫材料導熱系數的數據，對常用的XPS聚苯乙烯泡沫塑料、EPS聚苯乙烯泡沫塑料的導熱系數與密度的關系進行總結，進而得到一些結論。

2.1 XPS聚苯乙烯泡沬塑料表觀密度與導熱系數的關系

相同密度的XPS聚苯乙烯泡沬塑料的導熱系數離散很大，導熱系數并不一定隨著密度的增大而增加。分析原因，主要與生產工藝及生產所用的原材料有關，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，其導熱系數越小。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，導熱系數集中分布在0.022?0.035W/（m*K）范圍內。

2.2 EPS聚苯乙烯泡沫塑料表觀密度與導熱系數的關系

相同密度的EPS聚苯乙烯泡沫塑料導熱系數離散也很大，導熱系數并不一定隨著密度的增大而增加。分析原因，這主要與生產工藝及生產所用的原材料有關，因為EPS聚苯乙烯泡沫塑料是由可發性的聚苯乙烯珠粒加熱預發泡后，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，截留在蜂窩內的空氣是惰性氣體，對聚苯乙烯泡沫塑料優良的絕熱性能起決定性的作用。由于原料的質量不同，即使密度相近，材料內所形成蜂窩的數量及大小也會不同，從而導致導熱系數有很大的差異。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，導熱系數集中分布在0.033?0.041W/（m.K）之間。

3 結語

綜上所述，通過試驗結果我們可以知道，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熱系數之間沒有表現出特定的關系。保溫材料的導熱系數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，才能提高建筑的節能效果，創造更好的經濟和社會效益。