ПРОГНОЗИРОВАНИЕ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ ПОВЫШЕНИЯ ДОЛГОВЕЧНОСТИ ПЕНОПОЛИУРЕТАНА ДЛЯ СТРОИТЕЛЬНЫХ ИЗДЕЛИЙ

Влияние длительного теплового воздействия на структуру ндолговечность пенополиуретанов

Нередко строительные изделия из пенополиуретанов эксплуатируются в режиме повышенных температур. Так по данным «Мосэнерго» температура носителя более 130 °С в тепловых сетях держится не более 10 суток, а 140 °С не более 30 часов в году, что считается вполне допустимым для трубопрово­дов с изоляцией из пенополиуретана [71, 72]. Или согласно [108] годовые из­менения температуры поверхности сэндвич-панелей для умеренного клима­тического района (г. Владимир) достигают примерно 100 а максимальная температура алюминиевой подложки может превышать 80 °С.

Из анализа литературы касающейся нашего вопроса, можно выделить несколько работ посвященных исследованию физико-механических характе­ристик пенополиуретанов в режиме длительного высокотемпературного ста­рения [63, 97]. Однако в них не затрагивались проблемы прогнозирования долговечности. Нами исследовано поведение пенополиуретанов Влади - пур™ППУ-СП и Изолан 210-1 от действия повышенной температуры при внедрении в него твердого индентора (пенетрации) с позиций кинетической концепции механического поведения твердых тел.

Механические испытания проводились на установке, показанной на ри­сунке 2.6а. Размеры образцов и порядок проведения испытаний описаны в пунктах 2.1.3 и 2.2.3.

Образцы для испытаний предварительно подвергали искусственному вы­сокотемпературному старению на установке показанной на рисунке 2.10, по методике описанной в пункте 2.3.6.

Длительные испытания образцов пенетрацией проводили после их вы­держки в печи при температуре 80 °С и 140 °С, в течение 300 и 5 часов соот­ветственно. При вариациях постоянных нагрузок и температур, фиксировали глубину внедрения индентора в пенопласт. Экспериментальные данные (ри­сунок 4.12 и 4.13) обрабатывали согласно пункту 2.4.2 , по программе «Graf - difer. exe».

Полученные зависимости логарифма скорости от обратной температуры представленные на рисунке 4.14, представляют собой так называемые «пря­мые пучки», и описываются уравнением (3.2).

Значения констант полученных в ходе испытаний сведены в таблицу 4.8.

Таблица 4.8 - Значение констант уравнения (3.2) для пенополиуретанов Изолан 210-1 и Владипур™ ППУ-СП в зависимости от температуры и времени воздействия

Температура и вре­

Константы

Мя старения

^т(тв)?

7щ(тв)»

£/0(тв),

Дтв),

Мм/с

К

КДж/моль

КДж/(моль-Н)

4золан 210-1 кажущейся плотностью 60 кг/м"*

До испытания

102

800

35

0,47

300 часов при 80°С

10"'**

715

33

0,5

5 часов при 140°С

10"

570

53

0,88

Владипур1М ППУ-СП кажущейся плотностью 50 кг/м3

До испытания

10 •

740

28

0,46

300 часов при 80°С

,0-1.»

800

35

0,7

5 часов при 140°С

Ю-'-*

715

38

0,63

Как видно из таблицы 4.8 испытания длительной пенетрацией, после 300 часов выдержки образцов ППУ в термокамере при температуре 80 °С, пока­зали изменение констант, отражающих механизм снижения их долговечно­сти. Так например, для Изолан 210-1 заметно повышение Vm(ТВ), на 0.2 поряд - ка, и снижение Гт(ТВ) на 85 °С. Для Владипур ППУ-СП мы видим численное увеличение констант ЩТВ), дТВ) и повышение предельной температуры разло­жения Тт(Гв) на 60 Также для обоих материалов заметно уменьшение на­чальной кажущейся скорости внедрения индентора в поверхность Vm(JBy

Подобное изменение термофлуктуационных констант говорит о повы­шении жесткости пенополимера, что видимо, связано с процессом деполиме­ризации и образованием дополнительных связей молекул полимера-основы [7,97].

После 5 часов аналогичных испытаний, но при температуре 140 °С, у ис­следованных материалов наблюдалось резкое падение долговечности. Уве­
личение коне гант Uo(m), у<ТВ), Vm(ra} и снижение Тп, гТвь связано с термоокисли­тельной деструкцией ППУ, что подтверждается визуально. Так на микрофо­тографиях (рисунок 4,11) представлена ячеистая структура обоих пенопла­стов после 5 часов воздействия температурой 140 °С. На рисунках видно сильное изменение цвета материала, что говорит об изменении химической структуры полимера-основы. Так в работах Дементьева О. Г. [7, 97] отмеча­ется, что при нагревании уреганы либо диссоциируют на исходные июциа - нат и спирт, либо разлагаются с выделением СО?, амина и одефдаа, а моче­вины образуют изоциакат и амин;

RNCO + R'OH R4ICOOR' -> RlNhb + СО2 + олефин

RNHR' + CO 2

RNHCONHR-4—► RNCO + RNH2.

Влияние длительного теплового воздействия на структуру ндолговечность пенополиуретанов

Общее изменение термофлуктуационных констант характеризующих долговечность исследуемых ППУ после воздействия повышенных темпера­тур показало, что крупнопористый двухкомпонентный Владипур1 ППУ-СП о качался более стоек к высокотемпературной деструкции, чем трехкомпо - ненгный мелкопорисгый Изолан 210-1.

Рисунок 4.] 1 - Микрофотографии пенополиуретанов а) - Владипур '] 1ПУ-СП; б)- Изолан 210-1 после 5 часов высокотемпературного старения при температуре 140 "С

Влияние длительного теплового воздействия на структуру ндолговечность пенополиуретанов

0.0016 0.0014 0.0012 0001 o. oooe 00006 0.0004 0.0002 О

Влияние длительного теплового воздействия на структуру ндолговечность пенополиуретанов

О 10оо 2 ооо 3 ооо

Влияние длительного теплового воздействия на структуру ндолговечность пенополиуретанов

О 1 ооо 2 ооо 3 ооо

Влияние длительного теплового воздействия на структуру ндолговечность пенополиуретанов

1

00022 0 0018

0 0014

1

0.0006

00002 о

Влияние длительного теплового воздействия на структуру ндолговечность пенополиуретанов

0.0025 0002 0 0015 0.001 0.0005 О

Влияние длительного теплового воздействия на структуру ндолговечность пенополиуретанов

1 ооо

2 ооо

3 000

Влияние длительного теплового воздействия на структуру ндолговечность пенополиуретанов

1 ооо 2 ООО 3 ооо

Влияние длительного теплового воздействия на структуру ндолговечность пенополиуретанов

00022 0.002 0 0018 0.0016 0.0014 0.0012 0.001 0.0008 0.0006 00004 0.0002 О

0.0022 0.002

0.0012 0.001 ооооа

0.0004 0.0002 О

Влияние длительного теплового воздействия на структуру ндолговечность пенополиуретанов

2

—А А-

I-A—'*

1

Влияние длительного теплового воздействия на структуру ндолговечность пенополиуретанов

2

О 1 ооо 2 ооо 3 ооо

1 ооо 2 ооо 3 ооо

Влияние длительного теплового воздействия на структуру ндолговечность пенополиуретанов

0.0035 0.003 q.0025 0,002 0.0015 0.001 0.0005 О

К>1

1

Рисунок 4.12 - Зависимости глубины погружения от времени (1 - 26; 2 - 31; 3 - 36 Н) и скорости погружения от глубины(1 - 290; 2 - 313; 3 - 333 К) при длительной пенет­рации пенополиуретана Изолан 210-1 кажущейся плотности 60 кг/м[1] (г. Воронеж) после высокотемпературного старения: [а] - 300 часов при ВО °С; [б] - 5 часов при 140 °С.

А - А - —*-

----- А - А - i-- * *

Влияние длительного теплового воздействия на структуру ндолговечность пенополиуретанов

0.0025 0.002 0.0015 0001 0 0005 О

0008

0.007 0.006 0.005 0.004 0.003 0.002 0 001 о

М

0.0025 0.002

0 0015

1 0.0005

О

Влияние длительного теплового воздействия на структуру ндолговечность пенополиуретанов

1 ооо 2 ооо 3 ооо

Влияние длительного теплового воздействия на структуру ндолговечность пенополиуретанов

О 1 000 2 000 3 000

Влияние длительного теплового воздействия на структуру ндолговечность пенополиуретанов

0 1 ооо 2 ооо 3 ооо

Влияние длительного теплового воздействия на структуру ндолговечность пенополиуретанов

Влияние длительного теплового воздействия на структуру ндолговечность пенополиуретанов

2

1 ооо

2 000

3 000

Влияние длительного теплового воздействия на структуру ндолговечность пенополиуретанов

2 000

3 000

Влияние длительного теплового воздействия на структуру ндолговечность пенополиуретанов

*

Рисунок 4.13 - Зависимости глубины погружения от времени (1 - 21; 2 - 26; 3 - 31 Н) и скорости по! ружения от глубины(1 -290; 2-313; 3-333 К) при длительной пенетра­ции пенополиуретана Владипур ППУ-СП кажущейся плотности 50 кг/м1 (г. Тамбов) по­сле высокотемпературного старения: [aJ-ЗОО часов при 80 °С; [б] - 5 часов при 140 °С.

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.