ФЕНОПЛАСТЫ

СВОЙСТВА ПЕНОФЕНОПЛАСТОВ Механические свойства

Свойства пенопластов определяются их структурой. В отличие от других пенопластов температура и влажность оказывают не­значительное влияйие на прочностные показатели пенофенопла - стов. Кажущаяся плотность пенофенопластов составляет 16— 160 кг/м3, а прочность при сжатии — от 1 до 7 кгс/см2. Ниже при­ведены основные показатели механических свойств пенофено­пластов: *

TOC o "1-5" h z Плотность, г/дм3 32 64

Прочность, кгс/см2

При сжатии............................................ 1,76 /4,85

» изгибе................................... 1,76 4,57

» сдвиге............................................... 0,98 2,11

» растяжении 1,41 2,95

Модуль упругости при сдвиге, кгс/см2 . . 28 52,7

Показатели механических свойств отвержденных пенофено­пластов практически не зависят от влажности и температуры до 120 °С. Огнестойкость возрастает при использовании борной и щавелевой кислот в качестве катализатора. Ниже приведены
показатели механических свойств пенофенопластов в нормальных условиях и после выдержки при 100 °С в течение 48 ч:

Исходные

Данные

Кажущаяся плотность, г/см3 .... 0,04—0,1 Прочность, кгс/см2

При изгибе.......................... 1,8—5,8

» сжатии............................. 2,1—6,3

» растяжении (скорость движе­ния захватов 500 мм/мин) . . 1,3—3,6

Модуль упругости при изгибе, кгс/см2 60—100

Влияние воды и влажности воздуха на свойства пенофенопластов

Благодаря наличию определенного количества закрытых ячеек при выдержке в воде или во влажном воздухе пенофенопласты поглощают незначительное количество воды. При сушке погло­щенная вода испаряется, не изменяя структуру пенопласта. Водо - поглощения можно полностью избежать, если на поверхность пенопласта нанести лаковое покрытие или пленку. В табл. 7.1 приведены данные о водо - и влагопоглощении пенофенопластов.

Малая проницаемость пенофенопластов для водяных паров позволяет применять их в качестве электроизоляционных мате­риалов. Исследования диффузии водяных паров в плиты из пено­фенопластов толщиной 30 мм и различной плотности, проведенные Вайсенфельсом по методу, предложенному Гёрлингом и Кэммере - ром [16], дали следующие результаты [17]:

Плотность, г/см*

TOC o "1-5" h z 0,035 0,55

Проницаемость водяного пара через пли­ты, град. г/(м2*сут) 12,27 4,46

Коэффициент стойкости к диффузии водя­ных паров 21,6 62,4

Химическая стойкость

Пенофенопласты отличаются высокой химической стойкостью. Они стойки к действию всех кислот (включая НТ), кроме Н2304 и 1Ш03 концентрацией выше 50%. Нежелательно продолжитель­ное воздействие сильных щелочей. Пенофенопласты стойки к дей­ствию 1Ш3, растворов солей и мйогих органических растворите­лей, однако в спиртах, кетонах и диметилформамиде они набу­хают. Пенопласты, модифицированные фурфуролом, одинаково стойки к щелочам и к кислотам [18].

Теплофизические свойства

Пенофенопласты отличаются высокой термостойкостью. Они устойчивы к длительному воздействию температур до 130 °С, выдерживают в течение нескольких часов температуры до 180 °С и кратковременно — выше 200 °С. При длительном старении при температурах выше 130 °С наблюдается усадка, материал стано­вится хрупким, а выше 160 °С — происходит обугливание. При воздействии температур цвет пенопластов изменяется от светло - до темно-коричневого (пенопласты на термопластичной основе устойчивы к температурам до 70—80 °С.)

Ценофенопласты зарекомендовали себя как огнестойкие мате­риалы [19]. Они трудногорючи и самозатухают. Огнестойкость улучшается при добавлении ингибиторов горения, например окиси сурьмы или 5—40% борного ангидрида, борной кислоты или ее солей и эфиров [20].

Пенофенопласты обладают исключительными теплоизоляцион­ными свойствами в интервале температур от —180 до 200 °С. Так, теплоизоляционные свойства плиты из фенопласта толщиной 3 см при плотности 40 г/дм3 соответствуют свойствам каменной кладки толщиной 200 см, слоя железобетона толщиной 175 см, древесной плиты толщиной 12 см, легкой строительной плиты из древесной стружки толщиной 7—12 см.

Теплопроводность пенофенопластов незначительна и прибли­жается к теплопроводности карбамидных пенопластов. Коэффи­циент теплопроводности пенопласта с кажущейся плотностью от 0,04 до 0,1 г/см3 при 20 °С составляет от 0,024 до

0, 027 ккал (м-ч-град), а при —150 °С — 0,0135 ккал/(м* ч* град). Длительные наблюдения показали, что под влиянием высоких температур прочностные свойства пенопласта даже улучшаются. Причиной этого является дальнейшее отверждение смолы.

Пенофенопласты обладают исключительной теплостойкостью — при нагревании не размягчаются и не плавятся. Даже при низких температурах (ниже —180 °С) не наблюдается ухудшения меха­нических свойств. При длительном нагревании при 130 °С тепло­проводность и изоляционные свойства пенофенопластов не из­меняются.

При обугливании пенопластов образуется слой «пеногркфита», устойчивый к высоким температурам и исключительно огне­стойкий [21].

Огнестойкие фенолополиуретановые пеноматериалы [22] полу­чают взаимодействием изоцианата, цапример диизоцианата, с ди - метилолфенолом либо взаимодействием полиэфиргликоля с три - метилолфенолом, являющимся сшивающим агентом. Полученные продукты имеют незначительную плотность, высокую прочность при сжатии, стабильны при повышенных температурах, не под­вергаются усадке и практически негорючи. Доденс и Кордтс [23] разработали способ получения огнестойких смол из хлорметили - рованного дифенилового эфира, на основе которых могут быть получены пенопласты. Смолы отличаются исключительной реак­ционной способностью. Их синтезируют взаимодействием дифени­лового эфира с фтором и хлористым водородом в присутствии 2пС12, при этом образуется смесь орто - и тгара-изомеров. При нагревании смеси мономеров, содержащей 16—17% хлора, до 100—120 °С в присутствии катализатора Фриделя — Крафтса происходит поликонденсация. Безводный хлористый водород вы­полняет роль вспенивающего агента. Катализаторами поликон­денсации могут быть А1С13, ВЕ3, Н2Э04, гпС12, ЕеС13. Вспененный продукт по некоторым свойствам превосходит пенофенопласт; в частности, он более огнестоек.

Хлорметилированный дифениловый эфир с катализатором можнб напылять на стекломаты и отверждать с получением пено­стекломатов. Этот процесс может быть йепрерывным.

Ч

Звукоизоляционные свойства

' Звукопоглощение пенофенопластов не очень высоко. В области средних частот степень звукопоглощения облицованных пено­пластом (без воздушных промежутков) стен достигает 20% [24]. Звукопоглощение значительно улучшается у перфорированных плит с дополнительной воздушной прослойкой. Звукопоглощение пенопластов марки пластопор 1Э70 и 18110 составляет 65% (плиты толщиной 50 мм при частотах 30—3000 Гц).