Беспрессовый метод получения пенополистирола ПС-Б

Пенопласты, изготовляемые беспрессовым методом

Разработан метод получения пенополистирола путем вспенивания небольших гранул с последующим их спеканием (склеиванием).

Метод вспенивания отдельных гранул имеет ряд преимуществ. Ввиду плохой теплопроводности полистирола вспенивание отдельных гранул можно осуществить в 5-10 раз быстрее. Из гранул можно изготовлять изделия очень сложной конфигурации, что невозможно сделать из блока.

Технологический процесс производства пенополистирола состоит из следующих основных операций:

1) предварительное вспенивание гранул;

2) сушка вспененных гранул;

3) выдержка гранул;

4) формование изделий (окончательное вспенивание);

5) сушка формованных изделий;

6) резка формованных блоков на плиты требуемых размеров.

В качестве сырья применяют пенистый полистирол, полученный полимеризацией стирола суспензионным методом в присутствии инициатора и летучего порообразователя (изопентана).

Поры при этом образуются вследствие увеличения объема порообразущего вещества при повышенных температурах. Порообразующее вещество обычно улетучивается из вспученного пористого материала, и после продолжительной выдержки пенополистирола закрытые поры наполняются воздухом. Пенистый полистирол выпускают согласно двух марок:

1) марка А, предназначаемая для изготовления изделий объемным весом не более 50 кг/м3;

2) марка Б, применяемая для изготовления изделий объемным весом более 50 кг/м3.

Эти марки отличаются только гранулометрическим составом: для марки А содержание гранул размером 1мм допускается 60%; для марки Б 25%.

Широко применяются плиты «Пеноплекс» плотностью 35 и 45 кг/м³ и коэффициентом теплопроводности 0,025…0,03 Вт/м.град, которые не подвержены гниению, легко обрабатываются даже обычным ножом. Пеноплекс представляет собой экструзионный пенополистирол, выпускаемый в виде плит методом экструзии из полистирола общего назначения (рис. 102).

Рис. 102. Плиты «Пеноплекс»

Процесс экструдирования полистирола обеспечивает получение пеноплекса с однородной структурой, состоящей из мельчайших замкнутых ячеек размером 0,1…0,2 мм. Подобная ячеистая структура обеспечивает повышение физико-механических и теплотехнических свойств.

Пенополиуретан получается из полиэфирной смолы и специальных добавок (диизоцианата, катализаторов и эмульгаторов), реагирующих с полимером и вспучивающих исходную смесь. Затвердевание происходит при повышенной температуре:

– жесткий пенополиуретан используется в широком интервале температур, отличается легкостью и экономичностью обработки, высокой прочностью устойчивостью к износу и химической и биологической стойкостью;

– эластичный (мягкий) пенополиуретан служит для герметизации стыков панелей.

Жёсткий пенополиуретан выпускают в виде плит и блоков, а мягкий пенополиуретан – в виде полотнищ и лент (рис. 101).

Рис. 101. Разновидности пенополиуретана

Средняя плотность эластичного материала 30…70 кг/м³, прочность на разрыв 0,01…0,12 МПа, теплопроводность 0,03…0,04 Вт/м^.град. Жёсткие плиты имеют среднюю плотность 60…200 кг/м³, R _сж = 0,2…2,5 МПа, теплопроводность 0,035…0,060 Вт/м^.град.

Пенополиуретан обладает ничтожным водопоглощением и гигроскопичностью, его можно применять при более высоких температурах, чем другие теплоизоляционные материалы (100…170 °С). Пенополиуретан производят на автоматических установках непрерывного действия. Вначале в быстроходном смесителе готовят смесь полиэфирного полимера, диизоцианата (вспенивающие вещества), катализатора, эмульгатора и воды. Смесь выливают на наклонную ленту конвейера, движущегося со скоростью 3…5 м/мин. при взаимодействии диизоцианата с гидроксильными группами полимера выделяется углекислый газ, вспучивающий массу. Вспучивание и приобретение начальной прочности происходит очень быстро, в течение 2…5 с. Затем пенополиуретановую массу разрезают и помещают в камеры тепловой обработки, где в течение 4…6 часов при 50…150 °С идёт окончательное отвердевание.

Пенополивинилхлорид выпускают жестким, эластичным или полуэластичным. Жесткий плиточный пенополивинилхлорид ПХВ-1 представляет собой легкую газонаполненную пластмассу с равномерно распределенной замкнутой пористостью. Пенополивинилхлорид хорошо сопротивляется действию кислот, щелочей, воды. Широко применяется для термоизоляции холодильников и рефрижераторов при температурах от – 60 до + 60 ^оС. R _сж до 7 МПа, плотность 70…130 кг/м³, теплопроводность 0,04 Вт/м^.град. Менее горюч чем пенополистирол.

Мипора. Получается вспениванием мочевиноформальдегидных смол или отверждением отлитых из вспененной массы блоков с последующей сушкой. Мипору выпускают блоками объемом до 0,1 м³ или в виде плиток и крошки. Плотность 10…20 кг/м³, теплопроводность 0,026…0,030 Вт/м^.град. Часто применяют в виде теплоизоляционного заполнителя и для звукопоглощения.

Поропласты получают, в основном, путем механического вспенивания композиций сжатым воздухом или с использованием специальных пенообразователей. При затвердевании вспененной массы растворитель, удаляясь в процессе сушки и отверждения из стенок ячеек, разрушает их. Сквозные поры можно получить, наполнив композиции водорастворимыми веществами. После прессования и отверждения изделия его погружают в нагретую воду, в которой вымываются растворимые вещества.

Поропласты применяют для изготовления амортизаторов, мягких сидений, губок, фильтров, в качестве вибродемпфирующих и звукоизоляционных прокладок в вентиляционных установках, глушителях, прокладок в касках и шлемах и т.д.

Сотопласты отличаются от пенопластов более высокой теплостойкостью и прочностью. В сотопластах, имеющих вид пчелиных сот, материал расположен наиболее экономично; у него лучшее отношение веса к прочности по сравнению с другими формами ячеек.

Технология получения сотопластов

Сотопласты получают методом горячего формования листов бумаги, шпона, ткани и т.д. с предварительной пропиткой термореактивными полимерами исходных материалов. Гофрированные листы покрывают склеивающим полимером, укладывают в пакеты и затем склеивают в блоки при нормальной или повышенной температуре и давлении 0,25 – 5 кг/см².

Разработан технологический процесс получения сотопластов путем проклейки бумаги – нанесения клея на те ее участки, которые образуют соты.

Блоки изготавливают на специальном станке, снабженном вращающейся металлической пластиной и роликами, наносящими клей.

Основные физико-механические свойства сотопластов

Для строительных целей обычно применяют соты из крафт-бумаги, пропитанной финоло-формальдегидным полимером, с размером ячеек 11 и 25 мм.

Такой теплоизолятор прочен, хорошо сопротивляется гниению, короблению и нагреву. Хотя сотопласты и впитывают влагу, но при этом сохроняют прочность и не разрушаются. Предельная температура эксплуата-ции таких сотопластов +120.

Сотовые пластмассы (сотовые пластики или сотопласты) изготовляют, пропитывая смолами и склеивая гофрированные листы бумаги или хлопчатобумажной ткани. Иногда для этой цели применяют стеклянную ткань, алюминиевую фольгу или очень тонкую листовую сталь (0,05 – 0,12) мм). Получаются сотовые блоки, напоминающие по своему строению пчелиные соты, но с большим (10 – 30 мм) размером ячеек.

Объемный вес сотовых пластиков обычно 30 – 120 кг/м³ (рис. 4.1.2).

Механические свойства сотопластов относительно высоки. Так, если гофры сделаны из хлопчатобумажной ткани, крафт – бумаги (особой прочности бумаги) или асбестовой бумаги и пропитаны фенолформальдегидной смолой, то предел прочности при сжатии составляет 20 – 70 кг/см², предел прочности при сдвиге 8 – 20 кг/см² и модуль упругости при сдвиге 450 – 1250 кг/см² и при сдвиге 6 – 18 кг/см², а модуль упругости при сдвиге достигает 3000 – 8000 кг/см², в зависимости от толщины фольги.

1 – обшивка; 2 – клеевая пленка; 3 – сотовая панель

Рисунок 2 – Трехслойные панели с поперечным (а) и параллельным (б)

расположением сотопласта.

В настоящее время широкое распространение получают многослойные кон-струкции типа «сэндвич» в сочетании с другими материалами: сотопластами, пе-нопластами, пенобетоном, пеностеклом, фибролитом и др. Такие «сэндвичи» (рисунок 29) в виде крупноразмерных плит могут быть использованы в качестве ограждающих конструкций (покрытий, подвесных потолков, перегородок, воздуховодов и т.д.) в зданиях различного назначения

Дата добавления: 2014-12-16