ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННЫЕ ПЕНОПЛАСТЫ НА ОСНОВЕ КАРБАМИДНЫХ СМОЛ С АКТИВИРОВАННЫМИ НАПОЛНИТЕЛЯМИ

Деформативные свойства

Как известно, значительные усадки карбамидных композиций (пенопластов) происходят в результате сближения молекул олигомера в процессе перехода системы из жидкого состояния в твердое, образования надмолекулярных структур в процессе отверждения и потери летучих низкомолекулярных фракций - воды. При этом внутренние усадочные напряжения возникают как результат полимеризации пенопласта и назавершенности релаксационных процессов, следствием которого, в конечном итоге, может быть нарушение целостности материалов.

Деформативные свойства в пенопластах имеют свои особенности в связи с наличием ячеистой структуры. У пенопластов в условиях напряженного состояния наблюдаются резко выраженные отклонения как от свойств идеально упругих тел, для которых напряжение прямо пропорционально деформации и не зависит от ее скорости, так и от свойств твердых тел, для которых напряжение прямо пропорционально скорости деформации и не зависит от самой деформации.

Исследования прошлых лет показали, что важным фактором, влияющим на деформативные показатели, является скорость удаления влаги из материала, причем для пенопластов, имеющих небольшую среднюю плотность, эта зависимость выражается особенно резко.

Кинетика влагоудаления из карбамидного пенопласта с активированными наполнителями представлена на рис.4.4. Как видно из рисунка, КПАВ заметно влияет на скорость влагоудаления. Влажность образцов без активатора к 2 сут возрасту снижается до 10%, тогда как образцы с ЛДБАХ и ДПХ сохраняют влажность 30 и 35% соответственно.

Кинетика влагоудаления из карбамидного пенопласта

Рис. 4.4. 1 - наполненный пенопласт без активатора;

2, 3 - то же с ЛДБАХ и ДПХ соответственно

Изменение усадки наполненного пенопласта во времени

Рис. 4.5. 1 - композиция без ПАВ; 2 - с ЛДБАХ; 3 - с ДПХ

Следует отметить, что композиции с КПАВ и в дальнейшем сохраняют несколько повышенный влагоудерживающий эффект. К 6 сут возрасту (когда все образцы имеютустановившуюся влажность) влажность образцов с активаторами на 5-7% выше, чем влажность образцов без активаторов.

На рис.4.5 приведены кривые нарастания линейной технологической усадки карбамидных пенопластов с активированными наполнителями. Основная усадка у пенопластов с неактивированными наполнителями наблюдается в первые 24 часа с момента изготовления (кривая 1). После

4 суток твердения усадка пенопласта практически прекращается и ее величина достигает 5,6%. Наполнители активированные КПАВ снижают усадку карбамидного пенопласта (кривые 2,3). Из применяемых КПАВ наилучший результат был получен с ДПХ. ДПХ снижает усадку пенопласта на 20%.

Усадка наполненных пенопластов с КПАВ происходит медленнее и более равномерно. Основные усадочные деформации наблюдаются в первые трое суток отверждения, что замедляет процессы структурообразования и благоприятно сказываются для того периода, когда структура пенопласта уже довольно жесткая и усадка способствует возникнованию внутренних напряжений.

Деформирование пенопластов под действием приложенных напряжений не всегда носит определенный характер. В зависимости от вида напряженного состояния характер работы элементов макроструктуры пенопластов различен. Деформативность пенопластов в наибольшей степени проявляется при действии сжимающих напряжений.

Для низконаполненных карбамидных пенопластов характерны вязкая упругость и замедленное деформирование во времени. Поэтому целесообразно рассмотрение поведения этих материалов путем анализа их деформативности под нагрузкой. На рис.4.6 приведена зависимость деформативности от сжимающих напряжений для оптимальных составов

Зависимость деформации сжатия карбамидных пенопластов от напряжения

Рис.4.6. 1- пенопласт без активатора;

Карбамидных пенопластов с активированными наполнителями.

Для наполненных пенопластов без активирующих добавок существует довольно прямая зависимость деформативности от напряжения до достижения ими критической величины деформации (6-7%). Далее деформация образцов увеличивается вне зависимости от величины напряжения (кривая 1), что обусловлено заметными разрушениями материала и их исходной хрупкостью.

Пенопласты на активированных наполнителях проявляют специфические особенности деформирования уже на ранних стадиях, отклонением зависимости «напряжение-деформация» от линейности (в области деформации от 0% до 4%).

Как видно из рисунка, пенопласте активированными наполнителями допускает развитие больших деформаций (11-12%) без потери материалом несущей способности. Величина напряжения при этом достигает 1,18- 1,22 МПа. Следуетотметить, что потеря несущей способности карбамидных пенопластов с активированными наполнителями при достижении 12%- ной деформации не сопровождается явным разрушением образцов.

В общем случае диаграмма «напряжение-деформация» сжатия характеризуется наличием двух специфических областей: квазиупругой (область А-В) и пластической (область В-С), соотношение которых предопределено свойствами полимерной основы и особенностями структуры пенопласта.