И.Л. Кнунянц - Химическая энциклопедия, том 3 (1110089), страница 289
Текст из файла (страница 289)
наполнителем, т. наз. сны гактные (синтактичнме) Пч или сферопласты. Полностью открытопористую структуру имеют сетчатые (ретикулнрованные) П., в к-рых дополнит. вскрытие ячеек достигается в результате разрушения их стенок выщслачиванием, направленным взрывом н 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 леггтэгг.таслэы эглш«гральные. П. получены нз большинства известных полимеров. Основу иром. ассортимента П. составляют лг«оно»нурс»талы, лбло»о.тпгунээролы, пе««вол«винплхлорыды, пг«ополиолефипы, ле«офеполлаггпы, харбамидо-форлсальдегидные пенопласты. Освоены также в иром. масштабе П. на основе полиамидов, полиимндов, поликарбонатов, модифнцир.
полифеннленоксида, полнвинилформаля,эфиров целлюлозы, зпоксидныхи ненасыш, полиэфирных смол, полнизоцнаиуратов, поликарбодиимндов, а также СК (см. Пор«стлал резина). В исходнмй олигомер или полимер вводят обычно песк. добавок. способствующих получению П, заданного качества. Это могут быть жидкий, твердъэй н (илн) газообразный пор»образо«аглель (вспенивающий агент), ПАВ, катализатор, ускоритель нлн ннгибитор протекающих хим. р-пий, сшивающий агент, антиоксндант, светостабилизатор, антистатик, наполнитель (усиливающий, токопроводящий или др.), пластифнкатор, разбавителзы краситель или пигмент, моно- мерный или полимерный модификатор и др.
Создаются комбинированные П. нз смесей полимеров, в т. ч. с керамнч. порошком, цементом, р-римым стеклом, измельченными отходами древесины. Добавки вводят чанге всего в готовый полимер (олигоме ), реже — на стадии его синтеза. олученне. Независимо от типа и агрегатного состояния исходного олигомера или полимера в процессе произ-ва любого П. выделяют 3 осн.
стадии: 1) смешение (в олин или неск. приемов) составных компонентов (компаундированне); 2) газонаполненне с вспениваннем или без него (ключевая стадия, определяющая принципиальную технол, схему процесса); 3) фиксация (стабилизация) полученной мнкро-и макроструктуры П. Формование П. и изделий из них производят пренм. в ходе вспенивания, реже-после завершения этой стадии.
Возможности техн. реализация упомянутых ствлнй обширны даже для однотипных полимеров, что обусловило многообразие вариантов технологии и аппаратурного оформления действующих пронз-в П,— пернодич. или непрерывных, часто оснащенных автоматич, управлением. Вспенивают (с увеличением обьема в 2 — 300 раз) р.ры, дисперсии, эмульсии, расплавы олигомеров и (илн) лннснных н сшитых полимеров, а также термопласты в размягченном состоянии. Процесс ведут в открытой («свободное» вспеннвание) или в замкнутой («стесненное» вспениванне) формующей полости. В результате газового пересыщення в сис~еме зарождаются «первичные» пузырьки газа, к.рые' увеличиваются в объеме и статистически распределяются в полимерной матрице, находящейся в вязкотекучем состоянии и способном к упругопластич.
деформациям. Фиксация образовавшейся ячеистой структуры достигается быстрым охлаждением (преим. термопластов) н (или) хнм. или фнз. сшиванием полимера. Вспенивание осуществляют твердыми (т. наз, порофора. ми) нли жидкими порообразователями (газообразователями), напр хлпдонпми, пентаном, СНэС1, и т.п. При повышении т-ры в результате внеш.
подогрева илн протекания во вспеннввемой системе экзотермич. р-цнй порообразоватслн начинают интенсивно испаряться. Этот же эффект достигается и при уменьшении давления в системе. Подобные легкокнпящие порообразователи часто вводят уже на стадии синтеза термопластичных полимеров с целью получения 902 456 ПЕНОПЛАСТЫ полимерных частиц, способных увеличиваться в объеме при т-ре, превышающей т-ру размягчения полимера, Полимеры вспенивают и непосредственно газами. При этом р-р илн расплав полимера насыщают под давлением Ха, СО„реже др, газом, к-рый при резком понижении давления высвобождается вследствие уменьшения р-римости н 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 (коалесценцин). Универсален способ вспенивания газами, образующимися прн термич., каталитич, или др. разложении твердых порообразователей, а также при хим. р-ции их с к.-л. ингредиентом вспениваемой композиции. Так, толуилендиизоцианат и др. орг.
изоцианаты, реагируя с водой, вьгпелюот СОа; порошки А1, л,п, Ге при взаимод, с сильными к-тами выделяют Н, и т.п. Осн. требование прн выборе порообразователя — обеспечение оптим, синхронизации между скоростями вспенивания и стабилизации (фиксации) образующейся ячеистой структуры П. При чрезмерно быстром вспенивании П. лают усадку, а прсждеврем. потеря текучести чревата неполным заполнешюм 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, нрваныс» поры, разноплотность по объему.
Указанные порообразователи берут обычна в кол-ве 0,5 — 1Оойа от массы полимера. При выборе порообразователей необходимо учитывать, что т-ра вспенивания термопласта даже при повышения давления не должна превыша)ь его т-ру стеклования более чем на 50 'С. Меньшее развитие получило газонаполнение без вспенивання, используемое в оси. для получения поропластов из порошкаобразных композиций, содержащих добавки в-в, впоследствии удаляемых из сформированных материалов- заготовок экстрагированием подходящим р-рителем, выплавлением, сублимапией, 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 вспенивання получают также сннтактичные По 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 сннтактичных П. состоит, помимо полимера, из углерода, стекла, керамики нли др. неорг. Материалов, из к-рых изготовлены сферич. наполннтели.
В целом при формованни П. и изделий из них применяют границ. Методы переработки полимерных материалов (см, Полилгерных .Чапгериалов переработка). Специфнч. требование к перерабатывающему оборудованию: высокая герметизация для удержания вспениваюшего газа, давление к-рого может достигать песк. атмосфер. П. Можно, напри 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 я 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 линамич. нагрузок.
С увеличением степени сшивания полимера возрастают и,„, модуль упругости, формоустойчивость при повыш. т-рах, но уменьшается относит, удлинение н ухудшаются эластич. св-ва П. Для многих П., полученных псвободным» вспениванием, характерна анизотропия св-в; так, о,„и о„„могут быть иа 20-40 г больше вдоль направления течения композиции при вспенивании, чем в перпендикулярном к нему направлении. 903 По уд. Мех. прочности и жесткости интегральные П. намного превосходят соответствующие монолитные (невспененные) аналоги, поэтому замена последних иа П.
может обеспечить экономию до 50вА 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. теплоизолирующие материалы. Минам, коэф.
теплопроводности Ьменее 0,02 Вт/(м. К)~ имеют П. с кажущейся плоти. 0,035 9- 9-0,015 г/см' и замкнутыми ячейками, заполненными хладоном. При криогенных т-рах возрастает роль морфологич. факторов. Способность П. поглощать вибрацию и звук, сорбировать водные пары и жидкости возрастает с увеличением уд. доли открытых ячеек. Гигроскопичность и водопоглощение зависят также от степени гидрофильности полимера. По сравнению с поропластами замкнутоячеистые П. имеют более высокие диэлектрич. св-ва и меньшую газо- и паропраницаемость.
Горючесть, бно-, свето-, тепло- и хим. стойкость определяются гл, обр, типом полимера, однако эти показатели у П. из-за болае развитой уд. пов-сти несколько ниже, чем у соответствующих им монолитных полимеров. Применение. Жесткие П.-эффективные теплоизоляц. материалы лля несущих и навесных строит. панелей, бьповых и проч. 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 гелиотекн. установках. Эластичные П.— эффективные вибродемпфирующие материалы для сидений автомобилей и мягкой меоели, постельных принадлежностей, амортизирующих прокладок. Открытопористые П, применяют в произ-ве фяльтров, в качестве ср.ва для поглощения я удержаняя 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), ср-во для укрегпення песчаных почв, горных выработок.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
