ПЕНОПЛАСТЫ На основе фенолоформальдегидных полимеров

Разработка составов композиций

При производстве строительных пенопластов на основе новолач­ных фенолоформальдегидных полимеров необходимо иметь компо­зиции, из которых представлялось бы возможным получать пено­пласт, сочетающий в себе следующие свойства: объемную массу в пределах 70—100 кг/м3; пределы прочности при сжатии 0,4—0,7 МПа и при изгибе 0,2—0,4 МПа. Такие пенопласты технологичны в строи - тельстве, легко обрабатываются инструментами, при транспортировке не ломаются и не крошатся.

Необходимо разработать экономичные композиции, содержащие как можно больше недефицитных, дешевых наполнителей и добавок, способствующих ускорению процессов вспенивания и отверждения пены. При этом особое внимание необходимо обращать на то, чтобы вводимые наполнители и добавки, неся положительный эффект в улучшение основных показателей, не вызывали появления таких отрицательных явлений, как увеличение токсичности, коррозионной активности и др. В связи с тем, что производство пенопластов даже из известных композиций в новых условиях (методом непрерывного формования) явно отличается по технологическому оформлению и условиям ведения процессов, перед нами встала задача исследовать имеющиеся и разработать новые составы композиций, наиболее оптимальные в условиях производства пенопластов методом непре­рывного формования.

Для исследований брали новолачные фенолоформальдегидные полимеры: СФ-010, СФ-121, сплав СФ-010 с ФА-15 (70:30), смесь СФ-010 с ФА-15 (70:30), пульвербакелит ПК-104 и СФ-104.

Были проверены композиции, приготовленные в условиях Мыти­щинского комбината «Стройперлит», Херсонского судостроительного и Бокситогорского биохимического заводов (табл. 10).

При отработке технологических параметров процесса непрерыв­ного формования пенопластовых плит использовали композиции,

Приготовленные в лаборатории по составам указанных предприятий, а также композиции составов, позволяющих установить закономер­ности изменения свойств пенопластов при производстве их разрабо­танным методом. Пенопласты, полученные методом непрерывного формования из композиций, применяемых в производстве пено­пластов периодическим способом, как следует из данных табл. 10, имеют пониженные на 10—20% физико-механические свойства, а водопоглощение и коэффициент теплопроводности их практически не изменяются. Снижение прочностных показателей у пенопластов, полученных методом непрерывного формования, можно объяснить значительными потерями газов при разложении порофора ЧХЗ-57, под действием которых происходит вспенивание композиций, находя­щихся в вязкотекучем состоянии (газы выходят через ФНК). При периодическом процессе производства потери газов меньше, так как пенопластовые плиты получают в закрытых формах.

Из технологии производства пенопластовых плит типа ФФ, ФС-7-2 и перлитопластбетона известно, что разложение порофора ЧХЗ-57 идет при нагреве композиции до 100°С. Температура капле­падения полимера СФ-100 находится в пределах 95—Ю5°С. При этой температуре полимер вспенивается, а интенсивное отверждение его уротропином происходит при 140—160°С. Продвигаясь по ФНК, вспененная жидкоэластичная масса, попадая в зону температур свыше 100°С, вспенивается дополнительно. Вязкость полимера с ростом температуры уменьшается, в то время как газовое давление в ячейках пены возрастает, вследствие чего уменьшаются толщина стенок ячеек и их прочность. В результате суммарного действия происходящих физических процессов стенки ячеек разрываются, что ведет к образованию крупных пор и раковин. Структура пены при непрерывном формовании изменяется из-за отсутствия ограни­чения для выхода газов в зоне вспенивания.

Введение вспученного перлитового песка способствует увеличе­нию пластической вязкости расплава композиций, но это не снижает потерь газа в процессе вспенивания. Наоборот, в результате пропит­ки перлита жидким полимером его количество, образующее «скелет» пенопласта, уменьшается и потери газа возрастают. При этом напол­нение вспученным перлитовым песком крупных фракций способ­ствует увеличению потерь газов и пенопласт имеет неоднородную крупнопористую структуру. Учитывая происходящие изменения в структуре пенопласта, делаем вывод, что при получении его методом непрерывного формования необходимо применять фенолоформаль - дегидные полимеры, имеющие температуру каплепадения выше тем­пературы разложения порофора ЧХЗ-57.

Был исследован новолачный фенолоформальдегидный полимер с температурой каплепадения 105—125°С. Выбор этого полимера обоснован еще и тем, что на его основе промышленностью выпускает­ся пульвербакелит — материал, представляющий собой однородную, мелкодисперсную смесь полимера и уротропина. Достаточно в пульвербакелит ввести порофор ЧХЗ-57, чтобы иметь композицию для получения пенопласта [110]. Достоинством пульвербакелита является и то, что он поставляется в паровлагонепроницаемой упаковке. При приготовлении композиции нет необходимости сушить, дробить, рассеивать уротропин и измельчать фенолофор - мальдегидный полимер.

Таким образом, использование пульвербакелита для производ­ства пенопластов способствует сокращению парка оборудования для приготовления композиций и уменьшению при этом затрат и времени. Как показали исследования, механическая прочность у пенопластов, полученных методом непрерывного формования из композиций на ' основе пульвербакелита, выше, чем у пенопластов, полученных из традиционных промышленных композиций. По физико-механическим свойствам пенопласт на основе пульвербакелита, полученный ме­тодом непрерывного формования, даже превосходит пенопласты аналогичного типа, полученные периодическим способом (см. табл. 10). Разработана композиция на основе полимера, синте­зированного из фенола, формалина и кубовых остатков фенолаце- тонового производства [111]. Присутствие в полимере других высоко­молекулярных соединений и олигомеров способствует ускорению отверждения в присутствии уротропина.