Газонаполненных пластмасс

Основные свойства

Средняя плотность газонаполненных пластмасс 15-350кг/м и зависит в основном от вида полимера и количества вводимого газообразователя. Увеличение расхода газообразователя целесообразно до определенного уровня, характерного для каждого вида полимера, после которого средняя плотность пенопласта не уменьшается.

Пористость характеризуется соотношениями объемов полимера и газовой фазы, замкнутых и открытых пор, формой и размером ячеек.

При увеличении количества закрытых пор в структуре материала улучшаются его физико-механические свойства. Замкнутой пористостью обладают прессовые поливинилхлоридные и полистирольные пенопласты, кремнийорганические и жесткие полиуретановые пенопласты.

Акустические свойства зависят от характера пористой макроструктуры пенопластов. Лучшим звукопоглощением обладают эластичные пенополиуретаны, характеризующиеся открытой пористостью.

Теплопроводность пенопластов является самой низкой среди известных теплоизоляционных материалов 0,023-0,045Вт/м.гр.

Увлажнение материала повышает его теплопроводность.

Физико-механические свойства. Пенопластам присуща вязкая упругость и медленное деформирование во времени под нагрузкой. Прочность пенопластов следует рассматривать в связи с их деформативностью.

Высокая прочность исходных полимеров (20-70МПа при растяжении и 20-250МПа при сжатии) при их относительно низкой истинной плотности (1050-1900кг/м ) позволяет получать отличные теплоизоляционные материалы в виде газонаполненных пластмасс, к.к.к.(коэффициент конструктивного качества) которых составляет 500-1200, что значительно выше, чем у газобетонов (130-150). Сотопласты обладают к.к.к. – 700-3000.

Температуростойкость определяется отношением прочностных и деформативных характеристик материала к воздействию температуры.

Теплостойкостью считается температура, принимаемая за рабочую, при которой линейные усадочные деформации за 24 часа не превышают 1%, при условии сохранения материалом требуемых эксплутационных и деформативных свойств.

Положительная предельная температура эксплуатации термопластичных пенопластов не превышает 75 С. Наиболее высокой естественной огнестойкостью обладают фенольные и мочевиноформальдегидные пенопласты.

Отрицательными предельными рабочими температурами следует считать диапазон от -60-180 С.

Водопоглощение и гигроскопичность пенопластов зависят от характера и степени поризации, а также от продолжительности увлажнения. Наличие открытой сообщающейся пористости у мочевиноформальдегидных пенопластов определяет их повышенное водопоглощение, достигающее 1200% по массе после 24-часового пребывания в воде. Низкое водопоглощение у прессовых пенополистиролов, а также у заливочных поливинилхлоридных и полиуретановых пенопластов, у которых преобладает замкнутая ячеистая пористость.

Гигроскопичность пенопластов увеличивается с ростом влагосодержания в воздухе и уменьшением средней плотности.

Биостойкость зависит от вида полимерной основы и условий эксплуатации. Высокой биостойкостью (без потери прочности и массы) обладают поливинилхлоридные, фенольные, полистирольные пенопласты, мочевиноформальдегидные пенопласты обладают меньшей биостойкостью.

Технология получения высокопористых полимерных материалов и теплоизоляционных изделий на их основе.

Полимерный каркас пористых и пенистых пластмасс получают, используя твердые и жидкие полимеры и мономеры. Вспенивающие и пенообразующие вещества сообщают материалу высокопоризованную макроструктуру. В композиции вводят пластификаторы, наполнители, катализаторы, ингибиторы.

При этом можно использовать термопластичные полимеры, допускающие многократное размягчение при нагревании и отвердении, при остывании (полимеризационные смолы: полистирол, полиэтилен, поливинилхлорид, полипропилен), или термореактивные, затвердевающие один раз и более, не способные к переходу в пластично-вязкое состояние при повторном нагревании (поликонденсационные смолы: карбамидные, фенолформальдегидные, полиэфирные).

Вспенивающие вещества могут быть минеральными или органическими, твердыми, жидкими и газообразными.

Твердые подразделяют на: 1) вещества, выделяющие газообразные продукты вследствие обратимого термического разложения (CaCO ; Na CO ; K CO , биокарбонаты); 2) вещества, выделяющие газы (N ,CO , RH ) при необратимом термическом разложении (азотные соединения, органические вещества); 3) вещества, взаимодействующие между собой с выделением газообразных продуктов, NaNo c NH Cl, углекислых солей с органическими кислотами.

Жидкие вспенивающие вещества представляют собой легкокипящие жидкости, не растворяющие исходного полимера, которые при вскипании или снижении давления способны вспенивать материал. Это бензол, вода, легкие фракции бензина.

Инертные газообразные вещества в качестве вспенивающих материалов насыщают размягченный полимер при повышенном давлении. Вспенивание осуществляется при нагревании газо-насыщенного полимера с одновременным снижением давления.

Пластификаторы не взаимодействуют с полимером, а равномерно распределяются в нем. Полимеры являются дорогостоящими компонентами, поэтому сокращение их расхода позволяет повысить рентабельность производства за счёт введения различных наполнителей. Наполнители служат для придания пенопластам определенных физико-механических свойств, а также для уменьшения расхода исходного полимера. В качестве наполнителей используют различные органические и минеральные вещества: кварцевый и перлитовый песок, синтетический каучук, древесную муку, стекловолокно, асбест и др.

Инициаторы – вещества, ускоряющие реакцию полимеризации. Например, перекись бензола или персульфат алюминия.

Прессовая технология пенопластов включает 3 основные операции: 1) получение порошкообразной пресскомпозиции при смешивании полимера с газообразователем и другими компонентами; 2) прессование плотных заготовок при повышенных температурах и давлении; 3) вспенивание заготовок повторным нагревом.

Измельчают и смешивают полимер с газообразователем и другими компонентами для получения жестких пенопластов в шаровых мельницах с водяными рубашками охлаждения. Продолжительность процесса 12-24 часа.

Плотные заготовки получают прессованием композиций на гидравлических прессах в пресс-формах закрытого типа при давлении 12-21 МПа и температуре 120-180 С.

Вспенивают отпрессованные заготовки в камерах при температуре 90-120 С паром, горячим воздухом или водой.

Дата добавления: 2014-11-18