|
Для получения пено- и поропластов
без применения повышенного давления существует несколько методов [6].
1. Вспенивание размягченного вязкого раствора
полимера нагреванием композиции до температуры кипения растворителя или
разложения газообразователя (беспрессовый метод).
2. Вспенивание реакционной смеси с помощью
газообразователей, растворителей или веществ, выделяющихся при полимеризации
или поликонденсации мономеров, с последующим отверждением полимера во
вспененном состоянии (химический метод).
3. Вспенивание водных растворов, эмульсин пли суспензий
полимеров механическим диспергированием газа с одновременным или последующим
отверждением вспененной композиции (дисперсионный метод).
Этими методами можно получить вспененные материалы па
основе как термопластичных (полистирол, ноли- винилхлорид и др.)> так и
термореактивных полимеров (феноло-формальдегпдные, мочевиио-формальдегидные,
эпоксидные, полиуретаны и др.). Все эти методы широко применяются для
производства ПТМ.
1. Беспрессовый метод
Бес прессовый метод состоит в том, что в термопластичный полимер
или его раствор вводятся твердые или жидкие газообразователи, которые при
нагревании композиции до температуры кипения растворителя пли разложения
газообразователя вспенивают полимер. По ведению технологического процесса
вспенивания этот метод разделяется на следующие способы.
1. Вспенивание гранул полимера, в которые во время
полимеризации или путем их насыщения введен легко- кипящий жидкий
газообразователь, нагревом их до температуры размягчения полимера с
последующим спеканием (формованием изделия). Этот способ применяется в
основном для получения пенополистирола.
2. Вспенивание композиции полимера, мономера,
газообразователя и инициатора, которые смешиваются на вальцах или в смесителе
с последующей полимеризацией полимера, нагревом полученного блока до
температуры разложения газообразователя. Этот способ получил название
«полимер-мономерных паст» и применяется в основном для получения
пенополистирола и пенополиви- нилхлорида. Этим способом можно получать
вспененные материалы и на основе термореактивных полимеров или их смесей с
термопластичными (порошкообразный поли- вппнлхлорпд, смешанный на горячих
вальцах с фепили- .чоциапатом). Композиция вспенивается в пластическом
состоянии при обработке ее паром. Вспенивающим агентом в данном случае является
С02, который выделяется при взаимодействии фенилизоцианата с водой.
Отверждение происходит за счет образования трехмерной структуры при налитке п
iiMiii.iii.t i.1 |**1. Г.!0|
3. Вспенивание композиции из полимера, газообразователя и
отвердителя нагревом ее до температуры разложения газообразователя с
последующим отверждением полимера за счет образования трехмерной структуры.
Этот способ применяется для получения пенопластов на основе иоволачных
феноло-формальдегидных полимеров.
Характерным для всех этих способов является вспенивание
полимеров в состоянии высокоэластической деформации, как и в случае получения
полимеров с применением повышенного давления. При этом в реакционную массу
пенообразующие вещества, как правило, не добавляются.
2. Химический метод
Химический метод состоит в том, что реакглонная смесь,
состоящая из мономеров или продуктов неполной полимеризации (или
поликонденсации), вспенивается газами, выделяющимися при полимеризации (или
поли конденсации), или при взаимодействии компоненте i, с последующим
отверждением полученного полимера. Для улучшения диспергирования газа в
полимер обычно вводят слабые пенообразователи (эмульгаторы), изменяющие
поверхностное натяжение жидкости на границах двусторонних пленок (например,
эмульгаторы марок ОП- 7, ОП-Ю, ВНИИЖ, Si и др ) Для снижения объемного веса
при недостаточном количестве газа, выделяющегося при реакциях полимеризации
(или поликонденсацнн), в полимер дополнительно вводят жидкие или твердые
газообразователи, которые испаряются или разлагаются при повышении
температуры реакционной смеси за счет теплоты реакции полимеризации (или
поликонденсации).
3. Дисперсионный метод
По этому методу водный раствор термореактпвныч полимеров
(мочевино-формальдегидных, феноло-формальдегидных и др.), смешанный с пенообразователем
и катализатором, вспенивается с помощью быстроходных мешалок пли продуванием
через раствор какого-либо мало растворимого в воде газообразного вещества с
последующим отверждением полимера в стенках ячеек пены. Качество получаемого
вспененного материала во многом i.iiiiK in щ поверхпостной акгниности
пепооора.шпатели.
вязкости и прочности поверхностных слоев вспененных
растворов. Особо важную роль играет стойкость пены, так как для перехода
стенок пены из жидкой фазы в твердую требуется определенное, иногда
длительное время и часто повышенная температура.
4. Метод фриттования и поверхностного плавления
Метод фриттования, хорошо известный в порошковой
металлургии, позволяет получать изделия из пористых полимеров в виде плит,
труб и т. д. По этому методу в форму загружают термопластичный полимер в виде
порошка определенного гранулометрического состава. Форму закрывают и
нагревают в течение 20—40 мин при температуре, которая на 10—20°С выше
температуры плавления полимера. Затем форму охлаждают и извлекают изделие. В
полученных изделиях поры, образующие микроскопические открытые каналы,
пронизывают всю массу материала, благодаря чему изделия имеют хорошие
акустические показатели.
Метод поверхностного плавления [74] заключается в том, что
частицы порошка термопластичного полимера спекаются в результате оплавления
зерен на глубину 2—4 мк. Изделия этим методом изготовляют следующим образом.
Порошок загружают в форму, нагретую до температуры, в
1,5—2 раза превышающей температуру плавления полимера. Затем в зависимости от
вида исходного полимера, толщины стенок, заданного объемного веса и
однородности полученного поропласта стенки формы в течение 40—300 сек
охлаждают до 40—80°С. После 2—4 мин выдержки изделие охлаждается до комнатной
температуры.
Форму нагревают с помощью прямого или высокочастотного
нагрева; охлаждают водой или воздухом. На 21 показана форма для изготовления
профилированных пористых плит способом поверхностного плавления с прямым
нагревом.
Из легкоплавких пластмасс можно получить изделия практически
любых размеров с любой толщиной стенок. Из пластмасс с высокими температурами
плавления можно вырабатывать только тонкостенные изделия.
|