The influence of corrugated sheet parameters on the thermal properties of insulating materials

Abstract

Lightweight thermal insulation materials tend to undergo compression during service or under minor mechanical loads. To enhance mechanical performance and reduce deformation, material density is typically increased; however, this increases structural mass and production costs. In this study, the possibility of producing corrugated sheets from textile fabrics using various technological approaches and manufacturing thermal insulation materials from them was investigated. It was found that a corrugated structure improves the material’s mechanical and deformation properties without increasing either density or thermal conductivity. The density of specimens made from corrugated sheets ranged from 51.9 to 76.8 kg/m³, while their thermal conductivity varied between 0.0385 and 0.0535 W/(m·K). The primary factors affecting these parameters were the wave geometry and the adhesive layer’s properties. In contrast, sheets of the same composition but not bonded exhibited lower densities (29.8–51.3 kg/m³) and thermal conductivity values ranging from 0.0371 to 0.0530 W/(m·K).

Article in Lithuanian.

Banguotų lakštų geometrinių parametrų įtaka termoizoliacinių medžiagų šiluminėms savybėms

Santrauka

Mažo tankio šilumos izoliacinės medžiagos eksploatacijos metu arba veikiamos nedidelių apkrovų pasižymi polinkiu suslūgti. Siekant padidinti jų atsparumą apkrovoms ir sumažinti deformacijas, įprastai didinamas medžiagos tankis, tačiau tai lemia didesnę konstrukcijos masę ir didesnes gamybos sąnaudas. Šiame tyrime, taikant skirtingus technologijos sprendimus, iš tekstilės pluoštų buvo suformuoti banguoti lakštai ir jų pagrindu pagamintos šilumos izoliacinės medžiagos. Nustatyta, kad banguota struktūra leidžia pagerinti mechanines bei defomacines savybes nedidinant nei tankio, nei šilumos laidumo. Iš banguotų lakštų pagamintų bandinių tankis kito nuo 76,8 iki 51,9 kg/m³, o šilumos laidumas – nuo 0,0535 iki 0,0385 W/(m·K). Esminę įtaką šiems rodikliams turėjo bangos geometrija ir klijų sluoksnio savybės. Analogiškos sudėties, tačiau nesuklijuotų lakštų tankis buvo mažesnis (51,3–29,8 kg/m³), o šilumos laidumas svyravo nuo 0,0530 iki 0,0371 W/(m·K).

Reikšminiai žodžiai: šilumos laidumas, medžiagos tankis, banguoti lakštai, atsparumas apkrovoms, šilumos izoliacinės medžiagos, stipruminiai rodikliai.