ПЕНОПЛАСТЫ На основе фенолоформальдегидных полимеров

Пенопласты — свойства

Для исследований применяли полимеры, отвердитель, газообразоПенователи, наполнитель и активирующие добавки, выпускаемые на отечественных предприятиях.

Исследование температуры разложения порофоров в чистом виде и в присутствии полимеров показало, что полимер оказывает влияние на способность порофоров разлагаться с выделением газов.

Проведены исследования по выбору активных добавок, способ­ствующих сокращению времени на разогрев полимерной композиции, находящейся во вспененном состоянии. Найдено, что при введении в композицию СаОи A/2(S04)3- I8H2O при соотношении 1:1 в коли­честве 7,5—15 мае. ч. на 100 мае. ч. полимера удается сократить время на прогрев вспененной полимерной композиции и тем самым сократить время процесса отверждения фенолоформальдегидного полимера на 12—25%.

При производстве пенопластов методом непрерывного формо­вания предложено дозировку композиции осуществлять высотой насыпного слоя, которую находят по данным высоты свободного вспенивания:

H = Кбх/б, ехр (3,261—0.0244Н).

Вспученный перлитовый песок снижает вспениваемость компо­зиций, что заметнее при введении песка с размером частиц <1, но >0,5 мм. При введении вспученного перлитового песка этой фракции свыше 30 мае. ч. на 100 мае. ч. полимера вспенивания не происходит, а образуется спекшаяся пористая масса. Применение вспученного перлитового песка с размером частиц <0,25 мм ведет к тому же эффекту лишь при наполнении полимера свыше 50 мае. ч.

Происходящее объясняется тем, что вспученный перлитовый песок пропитывается расплавленным полимером и часть полимера не используется при вспенивании.

Разработан состав композиции на основе пульвербакелита. Композиция более экономична по сравнению с известными. Главным достоинством разработанной композиции является то, что пенопласт, полученный непрерывным формованием, имеет прочностные пока­затели, в 2 раза превышающие показатели пенопласта ФС-7-2, полученного как непрерывным, так и периодическим способами. Производственные испытания подтвердили данные лабораторных исследований.

Изучена вспениваемость композиций на разных порофорах при различных температурах с использованием разработанной методики вспенивания в цилиндре с поршнем. Определено влияние степени измельчения фенолоформальдегидного полимера и гексаметилен - тетрамина на вспенивание композиций.

Получены зависимости вспенивания композиций при разных тем­пературах порофорами: ЧХЗ-57, ЧХЗ-18, ЧХЗ-21, ЧХЗ-21 Р, 4X3-23 и гидразндом СДО. При температуре 180°С была получена наиболь­шая высота вспенивания почти для всех исследованных композиций.

Из сопоставления данных временных зависимостей вспенивания композиций на основе полимеров СФ-121 и СФ-010 при различных температурах установлено, что на исследованных порофорах боль­шее вспенивание имеет место для композиций на основе полиме­ра СФ-121.

С уменьшением размеров частиц ингредиентов становится воз­можным увеличить высоту вспенивания композиций почти в 3 раза, не изменяя ее состава. Эффективные результаты повышения вспе - ниваемости композиций достигаются измельчением частиц компо­нентов и приготовлением композиции путем пятикратного просеива­ния ее через сито, имеющее 121 отв/см2.

Методом дериватографии исследовались образцы пенопластов, взятые из разных участков по длине ФНК установки непрерывного формования. Образцы получены из композиций с активной добавкой и без нее.

Изучалось влияние наполнителя — вспученного перлитового песка.

В кривых ДТА не замечено существенных отличий, что позво­лило сделать вывод о вспученном перлитовом песке как об инертном наполнителе по отношению к новолачным фенолоформальдегидным полимерам марки СФ-121.

Наличие экзотермических эффектов на ДТА для образцов пено­пластов при 195—205°С свидетельствует о неполном отверждении полимера. Из сопоставления данных дериватографии и экстрагиро­вания образцов пенопласта ацетоном в аппаратах Сокслета сле­дует, что указанные пики на ДТА для исследованных пенопластов соответствуют степени отверждения порядка 55%; пики при 140— 160°С—88-90%.

По данным ИК-спектроскопического анализа, вспученный перли­товый песок оказывает влияние на отверждение полимера СФ-010. Наиболее заметные изменения наблюдаются в спектре при введении вспученного перлитового песка фракции <0,0315 мм в количестве 10 мае. ч. на 100 мае. ч. полимера. При увеличении количествен­ного содержания вспученного перлитового песка фракции <0,0315 мм снижается интенсивность поглощения для всех исследованных характеристических частот и лишь при введении 40 мае. ч. вспучен­ного перлитового песка она вновь возрастает и приближается к интенсивности, которая соответствует таковой отвержденного ново­лачного фенолоформальдегидного полимера без наполнителя.

Для композиций, содержащих более крупную фракцию наполни­теля <0,25 мм, также прослеживается подобная закономерность, но она выражена слабее, чем для композиций со вспученным перлито­вым песком фракции <0,0315 мм.

Реологическими исследованиями установлено, что композиции, имеющие большую высоту свободного вспенивания, характеризуются повышенными показателями пластической вязкости полимеров, ко­торые, в свою очередь, различаются температурой размягчения и соответственно молекулярной массой. Чем выше молекулярная масса полимера, тем лучше он способен вспениваться в расплавленном виде.

С увеличением количества вспученного перлитового песка в полимерной композиции пластическая вязкость расплава возрастает. Однако закономерность в изменении вязкости при различном напол­нении полимера вспученным перлитовым песком отсутствует, что можно объяснить его неоднородной пористостью и неравномерной пропиткой расплавом полимера:

Отработаны оптимальный температурный режим и скорость про­хождения ФНК композицией с учетом данных по степени отвержде­ния пенопластовых образцов. Найдено, что для лабораторной уста­новки, имеющей ФНК длиной 2000 мм, скорость 4 м/ч является оптимальной при производстве пенопластовых плит толщиной 20 мм, а 2 м/ч — толщиной 50 мм.

Получены формулы для расчета объемной массы пенопласта в зависимости от количества вспученного перлитового песка в композиции и по данным высоты свободного вспенивания. Изучены физико-механические свойства пенопластов.

Исследовано коррозионное влияние пенопласта на металл, на­ходящийся с ним в контакте в морской, водопроводной и дистилли­рованной воде. Найдено, что выбранные металлы (сталь СтЗ и сталь Х18Н10Т) в контакте с исследуемыми пенопластами по шкале коррозионной стойкости относятся к группе «Стойкие — совер­шенно стойкие».