ПЕНОПЛАСТЫ


ПЕНОПЛАСТЫ

(вспененные или ячеистые пластмассы, газонаполненные полимеры), композиц. 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 к-рых 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 к-рых 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 порообразователъ (вспенивающий агент), ПАВ, катализатор, ускоритель или ингибитор протекающих хим. р-ций, 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, р-римым 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 произ-ва 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 произ-в П.-периодич. или непрерывных, часто оснащенных автоматич. управлением.

Вспенивают (с увеличением объема в 2-300 раз) р-ры, 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, к-рые 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 т-ры в результате внеш. подогрева или протекания во вспениваемой системе экзотсрмич. р-ций 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 т-ре, превышающей т-ру размягчения полимера.

Полимеры вспенивают и непосредственно газами. При этом р-р или расплав полимера насыщают под давлением N2, CO2, реже др. газом, к-рый при резком понижении давления высвобождается вследствие уменьшения р-римос-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).

Универсален способ вспенивания газами, образующимися при термич., каталитич. или др. разложении твердых поро-образователей, а также при хим. р-ции их с к.-л. ингредиентом вспениваемой композиции. Так, толуилендиизоцианат и др. орг. изоцианаты, реагируя с водой, выделяют CO2; порошки Al, Zn, Fe при взаимод. с сильными к-тами выделяют H2, и т. п.

Осн. требование при выборе порообразователя - обеспечение оптим. синхронизации между скоростями вспенивания и стабилизации (фиксации) образующейся ячеистой структуры П. При чрезмерно быстром вспенивании П. дают усадку, а преждеврем. потеря текучести чревата неполным заполнением формы пенистой массой и возникновением в готовом П. внутр. напряжений, проявляющихся в растрескивании П. В обоих случаях неизбежны дефекты ячеистой структуры: каверны, неправильной формы раковины, "рваные" поры, разноплотность по объему. Указанные порообразователи берут обычно в кол-ве 0,5-10% от массы полимера. При выборе порообразователей необходимо учитывать, что т-ра вспенивания термопласта даже при повышении давления не должна превышать его т-ру стеклования более чем на 50 0C.

Меньшее развитие получило газонаполнение без вспенивания, используемое в осн. для получения поропластоз из порошкообразных композиций, содержащих добавки в-в, впоследствии удаляемых из сформированных материалов-заготовок экстрагированием подходящим р-рителем, вы-плавлснием, сублимацией, селективной деструкцией. Этот длительный и трудоемкий метод применяют при получении пористых структур из фторопластов и термостойких полимеров, а также при формовании микропористых разделит, мембран и искусств. кожи. Без вспенивания получают также синтактичные П., вводя в жидкое полимерное связующее (напр., в эпоксидные или полиэфирные смолы, полиуретаны) полые микро- или макросферич. наполнители, а затем отвсрждая матричный полимер. Твердая фаза в синтактич-ных П. состоит, помимо полимера, из углерода, стекла, керамики или др. неорг. материалов, из к-рых изготовлены сферич. наполнители.

В целом при формовании П. и изделий из них применяют традиц. методы переработки полимерных материалов (см. Полимерных материалов переработка). Специфич. требование к перерабатывающему оборудованию: высокая герметизация для удержания вспенивающего газа, давление к-рого может достигать нсск. атмосфер.

П. можно, напр., резать, сверлить обычными деревообрабатывающими инструментами, склеивать клеями, обычно применяемыми для полимеров, соответствующих полимеру матрицы.

Свойства П. во многом определяются типом полимера-основы, относительным содержанием твердой и газовой фаз, параметрами морфологич. структуры (формой, размером, строением и ориентацией ячеек). Эти же факторы влияют на характер деформации и механизм разрушения П. под действием статич. или динамич. нагрузок. С увеличением степени сшивания полимера возрастают 3528-4.jpg, модуль упругости, формоустойчивость при повыш. т-рах, но уменьшается относит, удлинение и ухудшаются эластич. св-ва П. Для многих П., полученных "свободным" вспениванием, характерна анизотропия св-в; так, 3528-5.jpg и 3528-6.jpg могут быть на 20-40% больше вдоль направления течения композиции при вспенивании, чем в перпендикулярном к нему направлении.

По уд. мех. прочности и жесткости интегральные П. намного превосходят соответствующие монолитные (невспененные) аналоги, поэтому замена последних на П. может обеспечить экономию до 50% полимера. Прочностные показатели интегральных П. зависят от св-в и толщины поверхностной корки; на ударопрочность заметно влияют жесткость сердцевины и размер ее ячеек.

По теплоизоляц. св-вам П. превосходят традиц. теплои-золирующие материалы. Миним. коэф. теплопроводности [менее 0,02 Вт/(м


Химическая энциклопедия. — М.: Советская энциклопедия. . 1988.

Смотреть что такое "ПЕНОПЛАСТЫ" в других словарях:

  • ПЕНОПЛАСТЫ — ПЕНОПЛАСТЫ, пластмассы, содержащие в качестве наполнителя газ. Отличаются малой плотностью, тепло , звуко и электроизоляционными свойствами. Применяются для заполнения многослойных конструкций, теплоизоляции холодильных установок, электроизоляции …   Современная энциклопедия

  • ПЕНОПЛАСТЫ — один из видов газонаполненных пластиков …   Большой Энциклопедический словарь

  • Пенопласты — Газонаполненные пластмассы сверхлегкие пластические материалы, получаемые на основе различных синтетических полимеров. Напоминают структуру застывшей пены. Наполнитель таких материалов газ. Содержание 1 Свойства 2 Подразделение газонаполненных… …   Википедия

  • пенопласты — один из видов газонаполненных пластиков. * * * ПЕНОПЛАСТЫ ПЕНОПЛАСТЫ, один из видов газонаполненных пластиков (см. ГАЗОНАПОЛНЕННЫЕ ПЛАСТИКИ) …   Энциклопедический словарь

  • Пенопласты —         газонаполненные Пластические массы ячеистой структуры. П. имеют строение отвердевших пен (См. Пены). Они содержат преимущественно замкнутые, не сообщающиеся между собой полости, разделённые прослойками полимера. Этим они отличаются от… …   Большая советская энциклопедия

  • ПЕНОПЛАСТЫ — то же, что газонаполненные полимеры …   Большой энциклопедический политехнический словарь

  • Пенопласты — Материалы, имеющие пористую структуру состоящую из несообщающихся ячеек. Имеют низкую плотность, высокие тепло и звукоизоляционные характеристики. К недостаткам можно отнести горючесть. Источник: Словарь архитектурно строительных терминов …   Строительный словарь

  • ПЕНОПЛАСТЫ — газонасыщенные пластмассы. Применяют для изготовления выжигаемых моделей на основе полистирола; в качестве постоянных моделей на основе полиуретана …   Металлургический словарь

  • Пенопласты фенолоформальдегидные — – изготавливают из порошкообразной новолачной фенолформальдегидной смолы СФ 010 (СФ 011), отвердителя, пенообразователя и наполнителя (стекловолокно, вспученный перлит и др.), беспрессовым и заливочным способами. Выпускают в виде плит,… …   Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов

  • ПЕНОПЛАСТЫ ИНТЕГРАЛЬНЫЕ — (структурные и поверхностно уплотненные пенопласты, подвспененные и частично вспененные пластмассы), газонаполненные полимерные материалы и изделия анизотропной структуры, состоящие из легкой пористой (ячеистой) сердцевины (собственно пенопласта) …   Химическая энциклопедия


Поделиться ссылкой на выделенное

Прямая ссылка:
Нажмите правой клавишей мыши и выберите «Копировать ссылку»

We are using cookies for the best presentation of our site. Continuing to use this site, you agree with this.