ПЕНОПЛАСТЫ (вспененные или ячеистые пластмассы, газонаполненные полимеры) композиционные материалы с каркасом (матрицей) из полимерных пленок, образующих стенки и ребра ячеек (пор), заполненных газом (преим. воздухом). Последние могут иметь сферич., эллиптич., полиэдрич. или др. форму. По физ. структуре П. аналогичны древесине, искусств. и натуральной коже, туфам, пористым керамич. и т. п. материалам. Объемное соотношение газовой и полимерной фаз в П. составляет обычно от 30: 1 до 1:10. Вспененные пластмассы, содержащие преим. автономные (закрытые) ячейки, наз. собственно П. (замкнутоячеистые П.), в отличие от поропластов-материалов, в которых преобладают сообщающиеся (открытые) ячейки или тупиковые капилляры-поры (открытопористые П.). Типичные представители замкнутоячеистых П. — пластики с полым сферич. наполнителем, т. наз. синтактные (синтактичные) П., или сферопласты. Полностью открытопористую структуру имеют сетчатые (ретикулированные) П., в которых дополнит. вскрытие ячеек достигается в результате разрушения их стенок выщелачиванием, направленным взрывом и др. спец. приемами. П. с модулем упругости выше 1000 МПа относят к эластичным, ниже 100 МПа — к жестким (полужесткие П. занимают промежут. положение). В особую категорию выделяют пенопласты интегральные. П. получены из большинства известных полимеров.
Основу пром, ассортимента П. составляют пенополиуретаны, пе-нополистиролы, пенополивинилхлориды, пенополиолефины, пе-нофенопласты, карбамидо-формальдегидные пенопласты. Освоены также в пром. масштабе П. на основе полиамидов, полиимидов, поликарбонатов, модифицир. полифениленок-сида, поливинилформаля, эфиров целлюлозы, эпоксидных и ненасыщ. полиэфирных смол, полиизоциануратов, поликар-бодиимидов, а также CK (см. пористая резина). В исходный олигомер или полимер вводят обычно неск. добавок, способствующих получению П. заданного качества. Это могут быть жидкий, твердый и (или) газообразный порообразователь (вспенивающий агент), ПАВ, катализатор, ускоритель или ингибитор протекающих хим. реакций, сшивающий агент, антиоксидант, светостабилизатор, антиста-тик, наполнитель (усиливающий, токопроводящий или др.), пластификатор, разбавитель, краситель или пигмент, мономерный или полимерный модификатор и др. Создаются комбинированные П. из смесей полимеров, в т. ч. с керамич. порошком, цементом, растворимым стеклом, измельченными отходами древесины. Добавки вводят чаще всего в готовый полимер (олигомер), реже — на стадии его синтеза. Получение. Независимо от типа и агрегатного состояния исходного олигомера или полимера в процессе производства любого П. выделяют 3 осн. стадии: 1) смешение (в один или неск. приемов) составных компонентов (компаундированяе); 2) газонаполнение с вспениванием или без него (ключевая стадия, определяющая принципиальную технол. схему процесса); 3) фиксация (стабилизация) полученной микро- и макроструктуры П. Формование П. и изделий из них производят преим. в ходе вспенивания, реже — после завершения этой стадии.
Возможности техн. реализации упомянутых стадий обширны даже для однотипных полимеров, что обусловило многообразие вариантов технологии и аппаратурного оформления действующих производств П. — периодич. или непрерывных, часто оснащенных автоматич. управлением.
Вспенивают (с увеличением объема в 2–300 раз) растворы, дисперсии, эмульсии, расплавы олигомеров и (или) линейных и сшитых полимеров, а также термопласты в размягченном состоянии. Процесс ведут в открытой ("свободное" вспенивание) или в замкнутой ("стесненное" вспенивание) формующей полости. В результате газового пересыщения в системе зарождаются "первичные" пузырьки газа, которые увеличиваются в объеме и статистически распределяются в полимерной матрице, находящейся в вязкотекучем состоянии и способной к упругопластич. деформациям.
Фиксация образовавшейся ячеистой структуры достигается быстрым охлаждением (преим. термопластов) и (или) хим. или физ. сшиванием полимера.
Вспенивание осуществляют твердыми (т. наз. порофора-ми) или жидкими порообразователями (газообразователя-ми), напр. хладонами, пентаном, CH2Cl2 и т. п. При повышении температуры в результате внеш. подогрева или протекания во вспениваемой системе экзотсрмич. реакций порробразователи начинают интенсивно испаряться. Этот же эффект достигается и при уменьшении давления в системе.
Подобные легкокипящие порообразователи часто вводят уже на стадии синтеза термопластичных полимеров с целью получения полимерных частиц, способных увеличиваться в объеме при температуре, превышающей температуру размягчения полимера. Полимеры вспенивают и непосредственно газами. При этом раствор или расплав полимера насыщают под давлением N2, CO2, реже др. газом, который при резком понижении давления высвобождается вследствие уменьшения растворимос-ти и вспенивает систему. В присут. подходящего ПАВ возможен непосредственный "захват" воздуха или др. газа жидкой фазой при интенсивном ее мех. перемешивании и (или) пневматич. продавливании через набор сит-сеток. Полученную пластичную пену фиксируют (отверждают) до начала ее разрушения (коалесценции). Применение. Жесткие П. — эффективные теплоизоляц. материалы для несущих и навесных строит. панелей, бытовых и пром. холодильников, трубопроводов, хим. оборудования, пассажирских и изотермич. вагонов. В этом же качестве П. применяют для предохранения мостов от обледенения, защиты с.-х. культур от заморозков, аккумулирования тепла в гелиотехн. установках. Эластичные П. — эффективные вибро-демпфирующие материалы для сидений автомобилей и мягкой мебели, постельных принадлежностей, амортизирующих прокладок. Открытопористые П. применяют в производстве фильтров, в качестве средства для поглощения и удержания жидкостей (напр., нефтепродуктов), как гигиенич. и спец. губки, для изготовления утепленной одежды и мягких игрушек. Напыляемые П. надежно герметизируют щели, стыки конструкций, пустоты. Исходные смеси для получения П. — вспенивающееся при применении связующее для электронных модулей и блоков (попутно решается проблема электроизоляции), средство для укрепления песчаных почв, горных выработок. Благодаря технологичности и легкости П. — перспективные материалы для упаковки хрупких изделий и прецизионных приборов, замороженных и скоропортящихся продуктов. В развитых странах на изготовление П. расходуется 5–10% от общего выпуска крупнотоннажных полимеров. Мировое производство П. ок. 6,5 млн. т/год (1980), из них ок. 1/3 приходится на долю США. Первый П. (на основе эбонита) получен в 1922 в Великобритании.
Лит.: Тараканов О. Г., Мурашов Ю. С., Пснопласты, М., 1975; Берлин А. А., Шутов Ф. А., Пспополимеры на основе реакционноспособных олигомсров, М., 1978; их же, Упрочненные газонаполненные пластмассы, М., 1980: их же. Химия и технология газонаполненных высокополимеров, М., 1980; Вспененные пластические массы. Каталог.... Черкассы, 1982; Тараканов О. Г., Шамов И. В., Альперн В. Д., Наполненные пенопласты, М., 1989.
Некоторые файлы и информация, находящиеся на данном сайте, были найдены в сети ИНТЕРНЕТ, как свободно распространяемые, присланы пользователями сайта или найдены в альтернативных источниках, также использованы собственные материалы. Автор сайта не претендует на авторство ВСЕХ материалов. Если Вы являетесь правообладателем той или иной продукции или информации, и условия, на которых она представлена на данном ресурсе, не соответствуют действительности, просьба немедленно сообщить с целью устранения правонарушения.
Категории раздела
Вход
Поиск
Друзья сайта
Наш опрос
Статистика
