ГАММА КОНСТРУКЦИОННЫХ ЭПОКСИДНО-ФЕНОЛЬНЫХ ПЕНОПЛАСТОВ НОВОГО ПОКОЛЕНИЯ ДЛЯ ЭКСТРЕМАЛЬНЫХ УСЛОВИЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ

И.М. Дворко,канд.техн.наук;М.В. Мохов (СПбГТИ)

Разработаны пенопласты конструкционного назначения на основе новолачных фенолоформальдегидных и эпоксидно-новолачных порошковых одноупаковочных композиций для получения изделий и композиционных материалов в машиностроении и приборостроении. Пенопласты имеют высокие физико-механические характеристики и повышенную стойкость при эксплуатации в различных средах.

Пенопласты Тилен-А и ПЭН-И на основе порошковых термореактивных композиций давно зарекомендовали себя как высокопрочные пеноматериалы конструкционного назначения для изделий машиностроения и приборостроения [1-2].

В Санкт-Петербургском государственном технологическом институте разработаны новые поколения пенопластов конструкционного назначения на основе модифицированных новолачных фенолоформальдегидных (Тилен-Б) и эпоксидно-новолачных (ПЭН-Д) порошковых композиций, пригодные для производства объемных изделий и многослойных композиционных материалов.

Композиции для пенопластов представляют собой порошковые, одноупаковочные полуфабрикаты с насыпной плотностью 350-450 кг/м³, сохраняющие свои технологические свойства длительное время. Вспенивание и отверждение порошковых композиций может проводится при нагревании в металлических или полимерных формах беспрессовым формованием по заданным режимам. Получаемые пенопласты имеют мелкоячеистую, закрытопористую макроструктуру и высокие физико-механические свойства, повышенную работоспособность в среде бензинов, масел и гидрожидкостей.

Пенопласты марок Тилен-Б это жесткие газонаполненые материалы, с кажущейся плотностью 70-350 кг/м³, вспенивание и отверждение композиций для которых проводят при температурах 100-200°С. Их получают на основе новолачных фенолоформальдегидных модифицированных порошковых композиций, имеющих гарантированный срок хранения не менее 6 месяцев. Композиции могут быть окрашены в черный цвет. В качестве химического газообразователя используется 2,2'-азо-бис-изобутиронитрил.

По сравнению с пенопластами Тилен-А, пенопласты Тилен-Б отличаются высокими разрушающими напряжениями и высокими модулями упругости при сжатии и изгибе, низким водопоглощением и бензопоглощением (табл.1), повышенными диэлектрическими показателями (табл.2). Пенопласты работоспособны при температурах до 180°С.

Таблица 1 - Свойства пенопластов марок Тилен-Б

Таблица 2 – Диэлектрические свойства пенопластов Тилен-Б

Новое поколение пенопластов ПЭН-Д на основе эпоксидно-новолачных порошковых композиций отличается высокими физико-механическими и диэлектрическими свойствами (табл.3. 4). Их получают вспениванием и отверждением при температурах 80-140°С в течение 5-10 ч. Продолжительность хранения одноупаковочных порошковых композиций составляет не менее 3 месяцев.

Отличительной особенностью композиций для пенопластов ПЭН-Д, по сранению с пенопластами ПЭН-И [3], является возможность формования одной и той же марки порошковой композиции при различных температурах. Кажущаяся плотность таких пенопластов может уменьшаться при повышении температуры вспенивания и отверждения, но эти изменения не превышают 20 %. В этом проявляется определенная универсальность таких композиций, так как они могут применяться как для получения композиционных высокопрочных материалов, так и для герметизации изделий радиоэлектроники, которые не выдерживают термообработки при температурах выше 80-85°С. После отверждения пенопласты проявляют высокие адгезионные свойства к различным материалам.

Таблица 3 - Свойства пенопластов марок ПЭН-Д

Пенопласты ПЭН-Д сохраняют хорошие диэлектрические свойства и в условиях повышенной влажности.

Таблица 4 – Диэлектрические свойства пенопластов ПЭН-Д

Важной особеностью пенопластов ПЭН-Д также является относительно низкая анизотропия физико-механических показателей (табл.5), которая незначительно увеличивается с понижением кажущейся плотности, но не превышает 16 % при кажущейся плотности 50-60 кг/м³.

При снижении кажущейся плотности пенопластов от 300 до 100 кг/м³ отношение разрушающих напряжений при сжатии, полученных при параллельном нагружении (σ_сж =) по направлению вспенивания, к разрушающим напряжениям при сжатии, полученных при пендикулярном нагружении (σ_{сж ┴}) по направлению вспенивания, увеличивается от 1,02 до 1,11. Тогда как отношение разрушающих напряжений при изгибе, полученных при параллельном нагружении по направлению вспенивания (σ_изг =) к разрушающим напряжениям при изгибе, полученных при перпендикулярном нагружении к направлению вспенивания (σ_{изг ┴}), уменьшается от 0,98 до 0,89 (табл. 5).

Таблица 5 – Анизотропия механических свойств пенопластов ПЭН-Д

Изменение линейных размеров пенопластов ПЭН-Д, полученных вспениванием и отверждением при 110°С в течение 6 ч, при воздействии температуры 110°С в течении 100 ч не превышает 1 %, а после выдержки при температуре 125°С не превышает 1,2 % .

Изделия из пенопластов ПЭН-Д могут быть рекомендованы для длительной работы в среде нефтепродуктов, растворах щелочей, кислот и других жидкостей.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Дворко И.М., Щемелева Л.В. Свойства и применение пенопластов Тилен-А

на основе по рошковых новолачных фенолоформальдегидных композиций/

Пласт.массы.– 1999.– № 4.– С. 20-21.

2. Дворко И.М. Пенопласты на основе новолачных фенолоформальдегидных

и эпоксидных одноупаковочных композиций. Часть 1. Получение,

свойства и применение пенопластов на основе новолачных

фенолоформальдегиных олигомеров/ Ред. Журн. прикл. химии РАН.–

С-Пб.– 2000.– 37 с. Деп. в ВИНИТИ 17.04.00, № 1014-В00.

3. Дворко И.М., Коцелайнен И.В. Пенопласты на основе порошковых

эпоксидно-новолачных композиций// Пласт. массы.– 1998.– № 2.– С. 40-42.

Журнал Пластические массы.- 2003.- № 7, с. 17-20.

УДК 678.632-405.8

Поиск по сайту: