Пінопласти - спінені або пористі пластмаси, газонаповнені полімери, що представляють собою композиційні матеріали з каркасом (матрицею) з полімерних плівок, що утворюють стінки і ребра осередків (пор), заповнених газом. Об'ємне співвідношення газової та полімерної фаз в пінопласт становить зазвичай від 30: 1 до 1:10.
Відповідно до виду полімерного матеріалу, що використовується для отримання пінопластів, розрізняють пінопласти на основі полівінілхлориду, пенополістіроли, пенополіуретани, пінопласти на основі фенолоформальдегідних смол, поропласти на основі мочевіноформальдегидних смол, спінені синтетичні каучуки, пінополіетилен.
За реакцією на тепловий вплив пінопласти поділяються на термопластичні. мають властивість розм'якшуватися при нагріванні і укріпляти при охолодженні, наприклад, пінополістирол. пінопласти на основі полівінілхлориду; і термореактивні. одного разу затвердівши (заполімерізовавшісь), не здатні знову розм'якшуватися при підвищенні температури, наприклад, пенополіуретани. пінопласти на основі фенолоформальдегідних смол.
Спінені пластмаси, що містять переважно автономні (закриті) осередки, називаються власне пінопластами (замкнутоячеістие пінопласти), на відміну від поропластов - матеріалів, в яких переважають сполучені (відкриті) осередки або тупикові капіляро- пори (откритопорістую пінопласти). Типові представники замкнутоячеістих пінопластів - пластики з порожнистим сферичним наповнювачем, так звані Синтактичний (сінтактічние) пінопласти, ілісферопласти. Повністю откритопорістую структуру мають сітчасті (ретікулірованние) пінопласти, в яких додаткове розкриття осередків досягається в результаті руйнування їх стінок вилуговуванням, спрямованим вибухом та іншими спеціальними прийомами.
властивості пінопласту
Відмінною рисою всіх пінопластів є низька теплопровідність (за теплоізоляційними властивостями пінопласти перевершують традиційні теплоізоляційні матеріали) і висока здатність поглинати вібрацію і звук, завдяки чому вони знайшли найширше застосування в якості теплоізоляційних і звукопоглинальних матеріалів. Будова пінопластів робить їх хорошими сорбентами рідких продуктів. Здатність пінопластів поглинати вібрацію і звук, сорбировать водні пари і рідини зростає зі збільшенням питомої частки відкритих осередків. Гігроскопічність і водопоглинання залежать також від ступеня гідрофільності полімеру. У порівнянні з ПОРОПЛАСТ замкнутоячеістие пінопласти мають більш високі діелектричні властивості і меншу газо- і паропроникність. Горючість, біо-, світло-, тепло- і хімічна стійкість пінопластів визначаються головним чином типом полімеру, але ці показники у пінопластів через більш розвиненою питомої поверхні трохи нижче, ніж у відповідних їм монолітних полімерів. Більшість теплоізоляційних матеріалів з пінопластів відноситься до групи горючих матеріалів, і тільки частина з них - до групи важкогорючих, наприклад, деякі марки, пінополістиролу, пінополіуретану, пінопластів на основі фенолоформальдегідних смол.
Пінопласти всіх видів дають значну деформацію при стисканні. Розрізняють межа міцності при стисненні у жорстких пінопластів (пінополістиролу марок ПС-1 і ПС-4, фенолоформальдегідних марок ФРП-1, ФФ) і межа міцності при 10% -му стисканні у еластичних пінопластів (пінополістирол марки ПСБ, еластичні пінополіуретани). Межа міцності при стисненні залежить від виду пінопласту, структури, середньої щільності і знаходиться в межах від 0, 02 (мипора марки 10) до 3 МПа (пінопласти на основі фенолоформальдегідних смол середньої щільності 200 кг / м3). Межа міцності при вигині знаходиться приблизно в тих же межах.
Пінопласти добре переробляються традиційними способами переробки пластмас. Їх можна різати, свердлити звичайними деревообробними інструментами, склеювати клеями, які звичайно застосовуються для полімерів, відповідних полімеру матриці. У поєднанні з унікальними теплоізоляційними властивостями це зробило пінопласти одним з найпоширеніших видів теплоізоляційних матеріалів. Основні види пінопластів, використовуваних в якості теплоізоляційних матеріалів - пінополістирол, пінополіуретан, пенополівінілхлорід, пінопласти на основі фенолоформальдегідних смол, поропласти на основі мочевіноформальдегидних смол.
пінополістирол
Пінополістирол - загальна назва пінопластів на основі полістиролу.
Пінопласти на основі полістиролу виготовляють пресовим способом (ПС), безпресовим способом (ПСБ), екструзійним способом, а також литтям під тиском. Сировиною для виготовлення пінопластів марок ПС служить емульсійний полістирол марки Б (у вигляді порошку) і Порофори, а для виготовлення пінопласту виду ПСБ - суспензійний, що складається з окремих гранул.
Відмінність беспрессового способу виготовлення пінопластів виду ПСБ від стандартного, коли синтетичні смоли змішуються з газообразователем, затверджувачем і іншими компонентами, полягає в тому, що при виробництві ПСБ вже готові гранули полістиролу спучуються і зварюються між собою в формі при нагріванні водою або парою з температурою 80 100 ° С.
Полістирольні пінопласти - згорає матеріал; при додаванні до них антипиренов отримують важкоспалимих матеріал (вид ПСБ-С). Додавання антипіренів не впливає на фізико-механічні показники властивостей полістирольних пінопластів.
Полістирольні пінопласти мають в основному закриті пори. Такі пінопласти стійки до дії прісної і морської води, кислот, лугів, спиртів, але нестійкі до дії органічних розчинників (бензолу, бензину та інших нафтопродуктів).
- Середня щільність полістиролів виду ПС: від 40 до 200 кг / м3.
- Середня щільність полістиролів виду ПСБ: від 20 до 40 кг / м3.
- Температура застосування полістиролів виду ПС: від -180 до +60 ° С.
- Температура застосування полістиролів виду ПСБ: від -180 до +70 ° С.
пінополіуретан
Пенополіуретани - загальна назва пінопластів на основі поліуретанів.
Пенополіуретани отримують в результаті складних реакцій, що протікають при змішуванні поліефіру, диизоцианата або поліізоціанати, спінює агента в присутності каталізатора, емульгатора і добавок. Змінюючи склад суміші, можна отримувати пенополіуретани з різними властивостями. Поліефіри застосовують прості і складні. По виду поліефіру отримують жорсткі або еластичні пінополіуретани. Діїзоцианат - речовина, що містить уретан. Каталізатори регулюють реакцію освіти поліуретану, його спінювання і затвердіння. Емульгатори - поверхнево-активні речовини, що дозволяють отримати рівномірну структуру пінополіуретану, однорідного за властивостями. Як добавки при виготовленні пінополіуретану застосовують газоутворювач - речовини, що забезпечують пористість матеріалу, антипірени, що підвищують його вогнестійкість, і барвники. Пінополіуретан виготовляють безперервним способом, способами заливки і напилення. Промисловість випускає різні еластичні і жорсткі пінополіуретани.
Поліуретановий еластичний поропласт ППУ-Е виготовляють шляхом взаємодії складного поліефіру П-2200 з диизоцианатом в присутності відповідних добавок. Для отримання пінополіуретану з властивостями самозатухания до цих компонентів додають тріхлоретілфосфат. ППУ-Е має откритопорістую структуру, тому при ізоляції промислових об'єктів з негативними температурами застосовують пароізоляційний шар з різних синтетичних матеріалів. Колір неокрашенного ППУ-Е від білого до жовтого. Зберігає свої еластичні властивості при температурі від -15 до + 100 ° С. Негігроскопічен. Стійкий до впливу бензину і мастил. Горить, виділяючи при цьому значна кількість теплоти і диму. Промисловість випускає самозатухаючий еластичний поропласт марки ППУ-Е-40-08с. ППУ-Е використовують в якості тепло-, звукоізоляційного і амортизаційного матеріалу. Температура поверхні, що має бути не нижче -180 ° С.
- Середня щільність: від 40 до 70 кг / м3
- Водопоглинання за 24 год за обсягом: від 1 до 3%
- Теплопровідність при середній температурі 293 ° К: від 0, 029, до 0, 04 Вт / (м · К)
- Температура застосування: від -180 до +120 ° С
- Горючість - важкозаймисті матеріали
полівінілхлорид
Полівінілхлорид - термопластичний полімер, що містить до 56, 8% зв'язаного хлору, що забезпечує його знижену горючість в порівнянні з полістиролом і дозволяє віднести його групи важкогорючих та важкозаймистих матеріалів.
Пінопласти на основі полівінілхлориду виготовляють пресовим (жорсткі пінопласти ПХВ-1, ПХВ-2, еластичні ПВХ-Е) і безпресовим (жорсткий пінопласт ПВ-1) способами. Як полімеру використовують латексні полівінілхлориди марок ПВХ-Л5, ПВХ-Л7, як газообразователей - порофору ЧХЗ-57, вуглекислий амоній і бікарбонат натрію. Щоб виготовити еластичні пінопласти, вводять пластифікатори.