ПЕНОПЛАСТЫ На основе фенолоформальдегидных полимеров

Расчет количества экзотермической добавки

Известно, что при гашении 1 кг извести выделяется 1160,63 кДж тепла [104] . Количество добавки, необходимое для нагрева компози­ции от 100°С (момент начала вспенивания, разложения кристалло­гидрата и гашения извести) до 160°С (температура интенсивного отверждения пенопласта),'рассчитываем по формуле Gi = Qi/Q, Где Qi — количество тепла, необходимое для нагрева 1 кг компози­ции от 100 до 160°С, кДж; Q — количество тепла, выделяемое при гашении 1 кг извести, кДж; Qi=cm(t2—1°), - где с — удельная теплоемкость композиции, кДж/кг-град; Gi = [1,676Х 1,0(160— —100)] 160,63=0,087 кг СаО/кг композиции.

Для гашения расчетного количества извести Са0+Н20= — Са(ОН)2 требуется воды G2 = 18X0,087:50 = 0,028 кг Н20/кг ком­позиции.

Учитывая, что потеря кристаллизационной воды сульфатом алю­миния при 100°С составляет 14%, количество кристаллогидрата для гашения 1 кг извести находим из расчета

G3 = 0,028X1,0:0,14 = 0,2 кг A/2(S04)3 • 18Н20/кг композиции.

Для уточнения оптимального соотношения СаО и А/2(504)зХ XI8H2O в целях получения наибольшего экзотермического эффекта были приготовлены смеси добавки с некоторыми отклонениями от расчетных и определены температурные эффекты.

На рис. 6 показана зависимость температуры внутри смеси СаО и A/2(S04)3-18H20 От их соотношения.

Температура 115°С достигается при нагреве смеси, взятой в соотно­шении Ca0:A/2(S04)3X XI8H2O, равном 3:2 (кри­вая 4), при достижении теплоносителем (водой) (кривая 3) температуры 90°С. При соотношении ингредиентов 1:1 темпера­тура в смеси достигает 145°С (кривая 1), а при соотношении 2:1 — 108°С (кривая 2).

При оптимальном со­отношении смесей потери, массы при их нагревании Рис. 6. Температура внутри смеси извести с суль - ДОЛЖНЫ быть незначитель - фатом алюминия ными. Уменьшение массы

При нагревании смеси про­исходит благодаря испарению избыточного количества выделяю­щейся кристаллизационной воды. Наибольший температурный эф­фект возможен в смеси, не содержащей избытка кристаллизационной воды, так как испарение воды понижает температуру смеси. Недоста­ток кристаллизационной воды оказывает отрицательное влияние на температуру реакции в связи с неполным гашением извести.

Основываясь на результатах опытов По определению наибольшего температурного эффекта в смесях СаО с А/г (Б04)з • 18Н2Оипотерь кристаллизационной воды, в качестве оптимального приняли состав [108] при соотношении компонентов добавки 1:1.

Именно при этом соотношении удается при сравнительно неболь­ших потерях кристаллизационной воды получить наибольший темпе­ратурный эффект. Наибольшая потеря влаги наблюдается при соот­ношении компонентов смеси СаО с A/2(S04b • 18Н20, равном 1:2. Большие затраты тепла на испарение излишков кристаллизационной воды приводят к снижению температуры внутри объема смеси.

При соотношении компонентов 2:1 потери влаги наименьшие й составляют 4,5%. Однако температура реакции не достигает наиболь­шей величины, характерной для реакции гашения извести кристалло­
гидратом. Это связано, по-видимому, с недостатком воды для гаше­ния, а потеря влаги происходит с поверхностного слоя навески из той части сульфата алюминия гидрата, которая не участвует в реакции.