ПРОГНОЗИРОВАНИЕ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ ПОВЫШЕНИЯ ДОЛГОВЕЧНОСТИ ПЕНОПОЛИУРЕТАНА ДЛЯ СТРОИТЕЛЬНЫХ ИЗДЕЛИЙ

Тепловое старение жестких пенополиуретанов

Требования, предъявляемые к пенополиуретанам по сохранению своих свойств довольно высоки. Так, часто необходимо сохранение свойств ППУ на определенном уровне при 60 - 80-летней эксплуатации их в изделиях и конструкциях. В [7, 95, 103, 104] рассмотрена кинетика изменения эксплуа­тационных свойств жестких ППУ, и определены функции прогноза поведе­ния пенопластов при тепловом старении [97].

Тепловое старение жестких пенополиуретанов

Рисунок 1.15 - Зависимости вре­мени до разрушения от напряжения (а), температуры (б); эффективной энергии активации от напряжения (в) при попе­речном изгибе прессовых пенополисти - ролов ПС - 4 [1] и ПС -1 [2] марок М15 и Ml 20 соответственно.

Тепловое старение жестких пенополиуретанов

U, кДж/моль

На рисунке 1.16 представлена кинетика изменения прочности ПГГУ - 316М при тепловом старении в широком температурно-временном режиме испытаний. Изменение ст^ у ППУ-316М при тепловом старении аппрокси­мируется монотонными кривыми. При температурах до 373 К ППУ имеет
высокую стойкость к длительному тепловому старению, в то время как при температурах старения 398 - 423 К стабильность его существенно снижается. Представленные кинетические кривые изменения arjK в исследованном тем- пературно-временном интервале описываются уравнением n-ого порядка ти­па:

1

1-я

Е ч. ,

-) + (°"в - 0"»)

(1.16)

°сж = °щр +

(1 - п)-К° т • ехр(

Где п=1,75 - показатель порядка; К0 - постоянная; Е - эффективная энергия активации; апр - предельное значение прочности; сто - прочность в исходном состоянии; R - универсальная газовая постоянная; Т - температура старения; т - длительность старения в часах.

Тепловое старение жестких пенополиуретанов

А) Стсж, МПа 0,4"

3-Ю4 т, часы

Рисунок 1.16 - Зависимость физико-механических характери­стик ППУ-316М (р=48 кг/м3) от длительности теплового старения при температуре 348 (1), 373 (2), 398 (3), 423 (4).

2-Ю4 3 1 04 т. часы

Тепловое старение жестких пенополиуретанов

0,02 ■ •

2T04

104

Наблюдаемое монотонное снижение сгсж у ППУ-316М при тепловом старении объясняется процессом термоокислительной деструкции. При на­гревании уретаны либо диссоциируют на исходные изоцианат и спирт, либо разлагаются с выделением С02, амина и олефина, а мочевины образуют изо­цианат и амин.

Наблюдаемое повышение прочности на начальных участках кривых ста­рения при температурах 373 К объясняется доотверждением полиуретана, в то время как на более глубоких стадиях старения преобладают описанные выше процессы его термоокислительной деструкции. Иначе в сравнении с прочностью изменяется при старении ППУ другой важный эксплуатацион­ный показатель - эффективный коэффициент теплопроводности X. Изменение прочности ППУ в значительной мере определяется изменением свойств по­лимера-основы, в то время как увеличение X при старении обусловлено пре­имущественно газообменом в ячейках[92,97].

Из рисунка 1.16 видно, что кинетические кривые изменения Л у ППУ - 316М в широком температурном режиме испытания на тепловое старение аппроксимируются монотонными кривыми и описываются следующим уравнением:

А = А0 + Л, + Л2 - А,' ехр

- А2 - ехр

■,(1.17)

- - т • ехр( --Ь-)

Лт,

Где Ао; Х; Х2 Вт/м-К- постоянные по коэффициенту теплопроводности; Ej, Ег - эффективные энергии активации; Кь К2 - постоянные по скорости.

Наблюдаемое изменение эффективной теплопроводности ППУ при не­продолжительном старении связано в основном с газообменом внутри замк­нутых ячеек пенопласта. При этом эффективная теплопроводность ППУ низ­кой кажущейся плотности в исходном состоянии складывается из теплопро­водности газа в ячейках (« 44 %), теплопроводности полимера (« 23 %), пе­редачи теплоты излучением (« 33 %), передачи теплоты конвекцией газа, ко­торой для обычных пенопластов можно пренебречь. На глубоких стадиях старения, существенное влияние на изменение X может оказать изменение степени замкнутости ячеек ППУ. Такое разрушение стенок ячеек может не только ускорить газообмен внутри пенопласта и тем самым увеличить вклад теплопроводности газа в ячейках, но и увеличить лучистую составляющую теплопереноса за счет уменьшения "числа экранов", а передача теплоты кон­векцией станет заметной.

На рисунке 1.16 видно, что объемное содержание открытых пор VomKp При длительном старении значительно увеличивается и описывается уравне­нием [7]:

VomKP =(Г0 + Г1)-Г,.ехр

(I. I8)

-^•г-ехрС--^) KI,

Где Vi, Vo% - постоянные объемного содержания пор; K°i час'1 - постоянная по скорости; Ej - эффективная энергия активации; Tj - температура старения ; R - универсальная газовая постоянная; т - длительность старения в часах.

ПРОГНОЗИРОВАНИЕ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ ПОВЫШЕНИЯ ДОЛГОВЕЧНОСТИ ПЕНОПОЛИУРЕТАНА ДЛЯ СТРОИТЕЛЬНЫХ ИЗДЕЛИЙ

Долговечность пенополиуретана

1. На основании термофлуктуационных представлений о разрушении и деформировании твердых тел уточнена методика прогнозирования долговечности пенополиуретана и разработаны технологические способы ее повышения при утеплении строительных конструкций. 2. Установлено, что пенополиуретан, …

Определение долговечности пенополиуретана в конструкциях утепления при помощи диаграмм

Для определения прочностной долговечности пенополиуретана при по­перечном изгибе и деформационной долговечности при сжатии можно ис­пользовать диаграммы зависимости времени до разрушения или критическо­го деформирования от температуры и напряжения. Для построения диаграмм …

Примеры определения долговечности пенополиуретана в конструкциях утепления

Дополнительное утепление с наружной стороны стены. В такой кон­струкции утеплитель практически не несёт механических нагрузок, но раз­рушение пенопласта возможно в контактных слоях между утеплителем, сте­ной и отделочным покрытием. При забивке …

Как с нами связаться:

Украина:
г.Александрия
тел./факс +38 05235  77193 Бухгалтерия
+38 050 512 11 94 — гл. инженер-менеджер (продажи всего оборудования)

+38 050 457 13 30 — Рашид - продажи новинок
e-mail: msd@msd.com.ua
Схема проезда к производственному офису:
Схема проезда к МСД

Оперативная связь

Укажите свой телефон или адрес эл. почты — наш менеджер перезвонит Вам в удобное для Вас время.