Применение газонаполненных полимеров

Газонаполненные полимеры или пенопласты отличаются от невспененных материалов малым удельным весом, низкой теплопроводностью, хорошими звукоизоляционными свойствами, высокой жесткостью конструкций при их относительно малом весе, а вспененные резины мягкостью.
Все эти отличительные характеристики и особенности определяют и область применения пенопластов. Их используют:

- для теплоизоляции зданий, помещений, транспорта, холодильных шкафов, приборов, термосов и других изделий;

- для звукоизоляции;

- как всевозможные плавучие средства (плоты, лодки, поплавки, средства спасения на воде и т.д.);

- жесткие пенопласты используют как легкие конструкционные материалы при изготовлении мебели, рекламы, декораций, игрушек, малонагруженных (декоративных) конструкций зданий;

- мягкие губки используют для изготовления всевозможных мягких изделий, мягкой мебели, матрасов, сидений в транспорте, мягких игрушек и т.д.

- для заполнения пустотелых конструкций.

Пенополистирол и пенополиуретан как газонаполненные полимеры

ПЕНОПОЛИСТИРОЛ

Состав

Для получения пенополистирола чаще всего применяется полистирол. Другим сырьём служат полимонохлорстирол, полидихлорстирол, а также сополимеры стирола с другими мономерами: акрилонитрилом и бутадиеном. В качестве вспенивающих агентов служат легкокипящие углеводороды (пентан, изопентан, петролейный эфир, дихлорметан) или газообразователи (диаминобензол, нитрат аммония, азобисизобутиронитрил). Кроме того, в состав пенополистирола входят антипирены, красители, пластификаторы и различные наполнители.

Способы получения

Значительная доля получаемого пенополистирола производится вспениванием материала парами низкокипящих жидкостей. Для этого используется процесс суспензионной полимеризации в присутствии жидкости, которая способна растворяться в исходном стироле и нерастворима в полистироле, например, пентана, изопентана и их смеси. При этом образуются гранулы, в которых легкокипящая жидкость равномерно распределена в полистироле. Далее эти гранулы подвергают нагреванию паром, водой или воздухом, в результате чего они значительно увеличиваются в размерах — в 10-30 раз. Получившиеся объёмные гранулы спекают с одновременным формованием изделий.

Существует также способ получения П., в к-ром полимеризация стирола и вспенивание полученного полистирола совмещены в одном непрерывном автоматизированном процессе. В этом случае используется газообразователь (напр., 2,2'-азо-бис-изобутиронитрил или циклогексиловый эфир азодпкарбоновой к-ты), к-рый вначале инициирует полимеризацию (или сополимеризацию) стирола, а затем вспенивает полимер.

Насыщение полимерной композиции газом (СО₂, N₂) с последующим сбросом давления не находит широкого применения, т. к. связано с использованием сложного и дорогого оборудования (специальных автоклавов).

Свойства

Пенополистирол, который был получен методом вспенивания легкокипящей жидкости, представляет собой материал, состоящий из тонкоячеистых гранул, спекшихся между собой. Внутри гранул пенополистирола есть микропоры, между гранулами — пустоты.

Пенополистирол, полученный в присутствии газообразователя, имеет преимущественно закрытую структуру ячеек.

Механические свойства материала определяются его кажущейся плотностью: чем она выше, тем больше прочность и ниже водопоглощение, гигроскопичность, паро- и воздухопроницаемость.

Качественный пенополистирол: равномерный материал с гранулами одинакового размера.

Некачественный пенополистирол типа ПСБ: излом идёт по зоне контакта шариков разного размера.

Основной недостаток – низкая термостабильность и повышенная горючесть.

Применение: теплоизоляционный и конструкционный материал в строительстве, судо-, вагоно- и авиастроении. Упаковочный материал,

Водопоглощение

Пенополистирол способен поглощать воду при непосредственном контакте. Проникновение воды непосредственно в пластмассу составляет менее 0,25 мм за год, поэтому водопоглощение пенополистирола зависит от его структурных особенностей, плотности, технологии изготовления и длительности периода водонасыщения. Водопоглощение экструзионного пенополистирола даже через 10 суток нахождения в воде не превышает 0,4 % (по объёму), что обусловливает его широкое применение как утеплителя для подземных и заглубленных сооружений (дороги, фундаменты).

Поиск по сайту: