ПОЛИМЕРНЫЕ ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ

ПЕНОПЛАСТЫ НА ОСНОВЕ ПОЛИОЛЕФИНОВ

Р| енопласты на основе полиолефинов еще не получи­ли широкого применения в строительстве, но благо­даря своим свойствам являются весьма перспективными.

К полнолефннам относятся полиэтилен, полипропи­лен и полиизобутилен. Эти полимеры имеют линейное строение макромолекул и обладают высокой химической стойкостью, эластичностью, низкой морозостойкостью, хорошей водостойкостью, высокими электроизоляцион­ными свойствами и т. д. Эти свойства сохраняются и у вспененных полиолефинов.

Производство пенополиолефинов начато сравнитель­но недавно и главным образом для целей электроизо­ляции. Но сравнительно низкая стоимость сырья и це­лый ряд положительных свойств открывают широкие возможности применения их в строительстве.

Наиболее распространенным в смысле производства и применения является пенополиэтилен, но также полу­чены и выпускаются (в небольшом объеме) пенополи - пропилен и пенополиизобутилен. В СССР выпускаются

■■пенополиэтилены двух основных типов: для электроизо­ляционных целей объемным весом у0~500 кг/м3 и для щелей теплоизоляции и герметизации с у0 около 30 кг/м3 :и выше [36, 69] (табл. 75).

Пенополиэтилен можно изготовлять различными спо­собами: прессовым, экструзионным, литьем под давле­нием, автоклавным, спеканием, вспениванием при по­лнощи ионизирующего излучения и др. [20, 314].

При прессовом способе в качестве газообразователей применяют порофор ЧХЗ-21 (8 вес. ч. на 100 вес. ч. по­лимера) с добавками, снижающими температуру его разложения до 160°С, порофор-18, а также и минераль­ные газообразователи [112, 140, 227, 314]. Для сниже­ния стоимости материалов и улучшения физико-механи - 'чсских свойств в композицию можно вводить наполнители '(например, сажу). Для лучшего соответствия темпера­тур переработки полиэтилена и разложения газообразо - ■вателя в нето вводят вулканизирующие полимеры или (органические перекиси для сшивания молекул полиэти - .лена одновременно со вспениванием. Для сшивания по­лиэтилена применяют следующие органические пере- жиси: перекись дикумила в количестве 0,003 г. эквивалент ■на 100 г -полиэтилена и 2,5-диметил-'2,5-ди (третичный (бутил перекиси)-гексан (0,008 г. э) для разветвленного полиэтилена, а для линейного — 2,5-диметил-2,5-ди(тре­тичный бутил перекиси)-гексан-3. Прессовым способом можно получать пенополиэтилен объемным весом от 60 кг/м3 и выше с равномерной замкнутой структурой и 30 кг/м3 с частично разрушенной ячеистой структурой.

Методом экструзии пенополиэтилен можно получать двумя путями: прямой экструзией и экструзией с после­дующим вспениванием. При прямой экструзии покрытые газообразователем гранулы полиэтилена подаются в экструдер, где композиция нагревается до температуры разложения газообразователя и выдавливается через го­ловку под давлением. Материал вспенивается в момент выхода его из головки. Пенополиэтилен, получаемый - этим методом, имеет объемный вес от 400 кг/м3 и выше. При прямой экструзии в качестве газообразователей можно применять легкокинящие жидкости [121, 158].

Экструзия с последующим вспениванием отличается тем, что материал при. выходе из экструдера вспени­вается неполностью и после цикла охлаждения подвер­гается последующему вспениванию путем нагрева до

Температуры размягчения полиэтилена. Это дает воз­можность упростить конструкцию головки экструдера и получать материал с меньшим объемным весом (до 100 кг/м3) [112]. Для снижения объемного веса мате­риала в этом способе часто используют «сшивание» по­лиэтилена.

Метод литья изделий из пенополиэтилена под давле­нием аналогичен описанному в гл. I. Для экструзии и литья под давлением в СССР выпускается полиэтилен с порообразующнми добавками (МРТУ 6-05-1001-69) в ви­де гранул полиэтилена высокого давления размером 3— 6 мм с насыпным объемным весом 45 кг/м?.

Автоклавным способом пенополиэтилен получают на­гревая его с летучими жидкостями (например, 1,2'-ди- члортетрафторэтаном) до получения гелеобразного рас­плава, который затем экструдируется в зону пониженно­го давления и охлаждается [158, 314]. Пенополиэтилен объемным весом 50 кг/м3 можно получить насыщая его газом (N2 или С02) под давлением (~30 кгс/см2) и при 160°С с последующим снятием давления и охлаждением [6, 64].

Спеканием полиэтилена с водорастворимыми твер­дыми веществами, например NaCI, крахмалом, тальком и др. (с последующим их вымыванием [149, 314]), полу­чают материалы объемным весом 400—600 кг/м3. В СССР этим способом изготовляют пористый полиэти­лен малой газопроводности (ТУ В-125-68). - -

При действии на полиэтилен ионизирующего излуче­ния выделяется водород, который вспенивает материал, но для получения пенополиэтилена этот способ исполь­зуют очень редко.

Пенополиизобутилен [95, 137, 208, 209] и пенополи - пропилен [228, 258, 271] можно получить всеми описан­ными способами. Но следует учитывать, что при изготов­лении пенополипропилена газообразователь в нем дис­пергируется плохо.

Полиолефины, а следовательно, и пенопласты на их основе, принадлежат к лсгкосгораемым материалам, что является их большим недостатком. Однако эти материа­лы можно превратить в трудновоспламенясмые. Введе­ние хлора в полиолефины ингибпрует их пиролиз; со­вместное применение сурьмы и хлора подавляет пламя; бром выполняет обе эти функции [257]. Для придания негорючести нолнолофинам в композицию добавляют трехокнсь сурьмы и твердые хлор - пли бромсодержащне вещества. Каплепадение можно приостановить, до­бавляя лигнинсодержащие вещества или «сшивающие» агенты. Применяются также хлорпарафнны, октабромфе - нил и другие вещества [107, 108, 219, 223, 229, 230].

В промышленном масштабе для строительных целей пенополиэтилен выпускается в США и Японии. В США фирма «Pittsburg Corning Corp.» выпускает жесткий пе­нопласт на основе полиэтилена под названием «Foamtha - пе» объемным весом 20—30 кг/м3, который применяется для теплоизоляции стен, потолков, а также в качестве среднего слоя навесных панелей. Особенно рекомен­дуется этот материал для изоляции холодильников, так как он может эксплуатироваться в интервале от —200 до +93°С [292].

В Японии фирма «Тоуо Ravon Со» производит лис­товой пенополиэтилен с фирменным названием «Тогау PEF», который получают вспенивая в 5—10 раз полиэти­леновые листы, «сшитые» за счет облучения. Материал имеет 100% закрытых пор и сохраняет достаточно вы­сокую прочность при растяжении и жесткость в широком диапазоне температур (от —100 до +80°С). Выпускают­ся также жесткие и гибкие пенопласты на основе сополи­мера этилена с винилацетатом.

При использовании невоспламеняющихся компози­ций полиэтилена получают пенопласты с пониженной горючестью. Применяется пенополиэтилен как теплоизо­ляционный, строительный и конструктивный материал [262, 264].

Имеются сообщения о промышленном выпуске пено - полипропилена, изделия из которого могут выдерживать температуру 100°С не размягчаясь и сохраняя высокие механические свойства [283].

Имеются также сообщения о выпуске пенопластов на основе полиметилметакрилата [6, 28], протеинов [6], поликарбонатов [116, 218], виниловых эфиров [247], полисульфонов {181], смешанных эфиров [113, 114], фторопластов [6, 89], полиамидов [278], полнимидов [279, 285], полиэфиров [224, 279], ацетата целлюлозы [28,318] и др.