ПРОГНОЗИРОВАНИЕ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ ПОВЫШЕНИЯ ДОЛГОВЕЧНОСТИ ПЕНОПОЛИУРЕТАНА ДЛЯ СТРОИТЕЛЬНЫХ ИЗДЕЛИЙ

Влияние Уф-облучения на структуру и долговечность пенопо­лиуретанов

В процессе эксплуатации строительные изделия из пенополиуретана подвергаются воздействию солнечной радиации. В широкий диапазон сол­нечного света входит спектр лучей с длиной волны 400...20 нм, который но­сит название ультрафиолетового излучения (наиболее богатые энергией ко­роткие волны, которые способствуют распаду органических веществ). Часть поглощаемой телами энергии УФ-облучения превращается в тепло, другая идет на осуществление фотохимической реакции. Энергия фотонов ультра­фиолетового света очень высока, поэтому при их поглощении молекула ио­низируется и распадается на части, иногда этой энергии хватает для того, чтобы выбить электроны за пределы атома [18].

Анализ литературных данных показал, что процесс воздействия УФ-

Облучения на пенополиуретаны мало изучен с позиции сохранения их

Прочностных свойств. Нами исследовано поведение пенополиуретанов

Изолан 210-1 (р = 60 кг/м3) и Владипур™ ППУ-СП (р = 50 кг/м3) после

121

210-1 (р = 60 кг/м3) и Владипур™ ППУ-СП (р = 50 кг/м3) после воздействия УФ-облучения.

Установка для ультрафиолетового облучения показана на рисунке 2.9.

По мере воздействия УФ-облучения, через определенное время (75, 150, 300 часов), проводили механические испытания вдавливанием твердого ин­дентора в тело (пенерацией) на установке, показанной на рисунке 2.6а. Кон­струкция и размеры образцов описаны в пункте 2.1.3, порядок проведения испытаний - в пункте 2.2.3.

Графоаналитическим методом, описанным в пункте 2.4.2, из эксперимен­тальных зависимостей (рисунки 4.4 и 4.6), определяли величины констант для всех степеней облучения (таблица 4.6).

Вне зависимости от времени облучения, зависимости логарифма скоро­сти от обратной температуры, для обеих марок пенополиуретанов имеют ли­нейный вид и сходятся в одной точке (рисунки 4.5 и 4.7).

Влияние Уф-облучения на структуру и долговечность пенопо­лиуретанов

0 1 ооо 2 ооо 3 ооо

1

0.006

2 0.005

3 0.004 0.003 0.002 0 001

О

Влияние Уф-облучения на структуру и долговечность пенопо­лиуретанов

0.004

0 001

0 002

0 003

Влияние Уф-облучения на структуру и долговечность пенопо­лиуретанов

1 ооо 2

Ооо

3 000

0.005 0.004 0.003 0.002 0,00) О

_

Влияние Уф-облучения на структуру и долговечность пенопо­лиуретанов

О 1 ооо 2 ооо 3 ооо

Ы


Влияние Уф-облучения на структуру и долговечность пенопо­лиуретанов

1 ооо

2 ооо

Влияние Уф-облучения на структуру и долговечность пенопо­лиуретанов

3 000

Влияние Уф-облучения на структуру и долговечность пенопо­лиуретанов

О 1 ооо 2 ооо 3 ооо

0,006 0.005 0.004 0.003 0.002 0.001 о

Влияние Уф-облучения на структуру и долговечность пенопо­лиуретанов

1 ооо

2 000

Влияние Уф-облучения на структуру и долговечность пенопо­лиуретанов

0.009 0 007 0,005 0 003 0,001

3 000

1 ООО

2 ООО

Влияние Уф-облучения на структуру и долговечность пенопо­лиуретанов

3 000

A

I

* 1 2 1

3 I 1 Л

Влияние Уф-облучения на структуру и долговечность пенопо­лиуретанов

1 ООО

2 000

-i—4-

3 000

Влияние Уф-облучения на структуру и долговечность пенопо­лиуретанов

Т

Jr - -1

А 4-- i

1 000

2 000

Зооа

Таблица 4.6 - Значение констант уравнения (3.2) для пенополиуретанов Изолан 210-1 и Владипур™ ППУ-СП в зависимости от времени облучения

Время облуче­

Константы

Ния,

7ш(тв)>

Uo(n),

Дтв),

Часов

Мм/с

К

КДж/моль

КДж/(моль-Н)

Изолан 210-1 кажущейся плотностью 60 кг/м3

0

10

800

26

0,47

75

10"1'3

660

35

0,64

150

10"

660

40

0,57

300

JO-0.8J

625

38

0,47

Влади пур1М ППУ-

СП кажущейся плотностью 50 Kt/MJ

0

10-1,6

740

28

0,46

75

Ю-1-0

800

31

0,59

150

10-"

625

38

0,71

300

L<rw

588

30

0,33

Как видно из таблицы 4.6 начальная кажущаяся скорость внедрения ин - дентра в поверхность материала Fm(TB) растет со временем облучения. Так для Изолан 210-1 она выросла больше чем на порядок, что, по-видимому, вызва­но фотохимическими реакциями в полимерной основе пенополиуретана.

Предельная температура разложения материала Тт1п) также снижается с увеличением временем облучения, так например после 300 часов воздействия для Изолан 210-1 и Владипур™ ППУ-СП она стала на 185 и 152 0 меньше, что говорит о снижении их термостойкости.

Для начальной энергии активации С/0(ТВ) с увеличением дозы облучения заметен некоторый рост, наблюдаемый до 150 часов ультрафиолетового воз­действия, однако для обоих материалов при продолжении облучения U^ снижается.

Поведение константы /(тВ) схоже с поведением константы Uo^y

Численное увеличение констант ЩТВ), дТВ) и одновременное уменьшение значения в) с временем облучения говорит о повышении жесткости поли­мера.

Также следует отметить, что общее изменение величин констант для трехкомпонентного мелкопористого Изолан 210-1 больше, чем у двухком-

TW

Понентного крупнопористого Владипур ППУ-СП, что говорит о большей стойкости последнего к деструкции вызываемой ультрафиолетовым облучением.

После 300 часов воздействия УФ-облучения на образцах пенополиуре­тана Владипур™ ППУ-СП проводили длительные испытания на разрушение (центральным поперечным изгибом) и деформирование (центральным сжати­ем).

Размеры образцов, установки и порядок проведения испытаний приве­дены в пунктах 2.1.3,2.2.1 и 2.2.2.

Экспериментальные данные обрабатывали в координатах lgx - ст (разру­шение) и lg0 - ст (деформирование), (рисунок 4.9а и 4.10а). Как видно из ри­сунков зависимости имеют линейный характер, образуют семейство вееро­образных прямых, сходящихся в одну точку и как отмечалось в параграфе 3.1, носят название так называемого «обратного пучка». Для определения коэффициентов характеризующих долговечность материала, эти зависимо­сти перестраивали в координаты логарифм времени от обратной температу­ры (рисунок 4.96 и 4.106). Величины коэффициентов до и после 300 часов облучения ультрафиолетом, определенны графоаналитическим способом по методике, описанной в пункте 2.4.1, и сведены в таблицу 4.7.

Из таблицы 4.7 видно, что облучение ультрафиолетом приводит к суще­ственному изменению величин коэффициентов характеризующих работо­способность пенополиуретана при разрушении и деформировании. Так при поперечном изгибе коэффициент U0 после 300 часов облучения увеличива­ется примерно в 2,5 раза, что говорит о том, что в химической структуре по­лимера-основы происходят процессы, приводящие к изменению ее вида (это визуально подтверждается изменением цвета ППУ).

Увеличение коэффициента у в 1,6 раза можно связать с изменением мак­роструктуры. Так на тяжах исследуемого ППУ после 300 часов УФ воздей­ствия заметны мелкие раковины, говорящие о поверхностном разрушении

Пенополиуре гана, что заметно на микрофотографиях (рисунок 4.8). Эти де­фекты изменяют ячеистую структуру пенопласта.

Величина Тт снижается на 20 меньше на два порядка становится z"m.

Таблица 4.7 - Значения эмпирических коэффициентов пенополиуретана при pinpj шении и деформировании Владипур ППУ-СП до и после 300 часов УФ-облучении

Врч;мя облучения

Кри гическое событие

Эмпирические коэффициенты

Гт с

Тт? К

V*,

КДж/миль

%

КДжДмоль МПа;

0 часов

Разрушение

10°

230

-160

-765

30(1 часов

LA°H1

210

-65

-470

0т,

С

Т

1 т »

К

Lk кДж/чиль

*

Y,

КДж^моль'МПа)

0 часов

Деф 1] иция

5%

10й

245

-150

-1870

10%

Jjrje?

227

■95

-JOSO

300 часов

5%

10°

230

-60

-1115

10%

Ю7-5

200

-85

-900

При деформировании сжатием мы также наблюдаем поиышение коэф­фициентов U*О, у и уменьшение Тт и в*ш.

Влияние Уф-облучения на структуру и долговечность пенопо&#173;лиуретанов

Рисунок 4.8 - Микрофотографии пеиополиуре гаиов а) - Влади­пур1 МПШ-СП: б)- Изолан 210-1 после 300 часов УФ-облучения

На основании проведенных исследований и полученных нами констант и коэффициентов (таблица 4.6 и 4.7) можно сделать вывод, что воздействие ультрафиолетового излучения сильно снижает долговечность пенополиуре­танов.

10/Г, 1/К

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.