Журнал о Медицине
rss новости rss статьи rss все архив
Словарь научных терминов

Пенопласты

ПЕНОПЛАСТЫ (вспененные или ячеистые пластмассы, газонаполненные полимеры), композиц. материалы с каркасом (матрицей) из полимерных пленок, образующих стенки и ребра ячеек (пор), заполненных газом (преим. воздухом). Последние могут иметь сферич., эллиптич., полиэдрич. или др. форму. По физ. структуре П. аналогичны древесине, искусств. и натуральной коже, туфам, пористым керамич. и т.п. материалам. Объемное соотношение газовой и полимерной фаз в П. составляет обычно от 30: 1 до 1:10.

Вспененные пластмассы, содержащие преим. автономные (закрытые) ячейки, наз. собственно П. (замкнутоячеистые П.), в отличие от поропластов-материалов, в к-рых преобладают сообщающиеся (открытые) ячейки или тупиковые капилляры-поры (открытопористые П.). Типичные представители замкнутоячеистых П.-пластики с полым сферич. наполнителем, т. наз. синтактные (синтактичные) П., или сферопласты. Полностью открытопористую структуру имеют сетчатые (ретикулированные) П., в к-рых дополнит. вскрытие ячеек достигается в результате разрушения их стенок выщелачиванием, направленным взрывом и др. спец. приемами.

П. с модулем упругости выше 1000 МПа относят к эластичным, ниже 100 МПа-к жестким (полужесткие П. занимают промежут. положение). В особую категорию выделяют пенопласты интегральные.

П. получены из большинства известных полимеров. Основу пром, ассортимента П. составляют пенополиуретаны, пе-нополистиролы, пенополивинилхлориды, пенополиолефины, пе-нофенопласты, карбамидо-формальдегидные пенопласты. Освоены также в пром. масштабе П. на основе полиамидов, полиимидов, поликарбонатов, модифицир. полифениленок-сида, поливинилформаля, эфиров целлюлозы, эпоксидных и ненасыщ. полиэфирных смол, полиизоциануратов, поликар-бодиимидов, а также CK (см. Пористая резина).

В исходный олигомер или полимер вводят обычно неск. добавок, способствующих получению П. заданного качества. Это могут быть жидкий, твердый и (или) газообразный порообразователъ (вспенивающий агент), ПАВ, катализатор, ускоритель или ингибитор протекающих хим. р-ций, сшивающий агент, антиоксидант, светостабилизатор, антиста-тик, наполнитель (усиливающий, токопроводящий или др.), пластификатор, разбавитель, краситель или пигмент, мономерный или полимерный модификатор и др. Создаются комбинированные П. из смесей полимеров, в т. ч. с керамич. порошком, цементом, р-римым стеклом, измельченными отходами древесины.

Добавки вводят чаще всего в готовый полимер (олигомер), реже-на стадии его синтеза.

Получение. Независимо от типа и агрегатного состояния исходного олигомера или полимера в процессе произ-ва любого П. выделяют 3 осн. стадии: 1) смешение (в один или неск. приемов) составных компонентов (компаундированяе); 2) газонаполнение с вспениванием или без него (ключевая стадия, определяющая принципиальную технол. схему процесса); 3) фиксация (стабилизация) полученной микро-и макроструктуры П. Формование П. и изделий из них производят преим. в ходе вспенивания, реже-после завершения этой стадии. Возможности техн. реализации упомянутых стадий обширны даже для однотипных полимеров, что обусловило многообразие вариантов технологии и аппаратурного оформления действующих произ-в П.-периодич. или непрерывных, часто оснащенных автоматич. управлением.

Вспенивают (с увеличением объема в 2-300 раз) р-ры, дисперсии, эмульсии, расплавы олигомеров и (или) линейных и сшитых полимеров, а также термопласты в размягченном состоянии. Процесс ведут в открытой ("свободное" вспенивание) или в замкнутой ("стесненное" вспенивание) формующей полости. В результате газового пересыщения в системе зарождаются "первичные" пузырьки газа, к-рые увеличиваются в объеме и статистически распределяются в полимерной матрице, находящейся в вязкотекучем состоянии и способной к упругопластич. деформациям.

Фиксация образовавшейся ячеистой структуры достигается быстрым охлаждением (преим. термопластов) и (или) хим. или физ. сшиванием полимера.

Вспенивание осуществляют твердыми (т. наз. порофора-ми) или жидкими порообразователями (газообразователя-ми), напр. хладонами, пентаном, CH2Cl2 и т.п. При повышении т-ры в результате внеш. подогрева или протекания во вспениваемой системе экзотсрмич. р-ций порробразователи начинают интенсивно испаряться. Этот же эффект достигается и при уменьшении давления в системе. Подобные легкокипящие порообразователи часто вводят уже на стадии синтеза термопластичных полимеров с целью получения полимерных частиц, способных увеличиваться в объеме при т-ре, превышающей т-ру размягчения полимера.

Полимеры вспенивают и непосредственно газами. При этом р-р или расплав полимера насыщают под давлением N2, CO2, реже др. газом, к-рый при резком понижении давления высвобождается вследствие уменьшения р-римос-ти и вспенивает систему. В присут. подходящего ПАВ возможен непосредственный "захват" воздуха или др. газа жидкой фазой при интенсивном ее мех. перемешивании и (или) пневматич. продавливании через набор сит-сеток. Полученную пластичную пену фиксируют (отверждают) до начала ее разрушения (коалесценции).

Универсален способ вспенивания газами, образующимися при термич., каталитич. или др. разложении твердых поро-образователей, а также при хим. р-ции их с к.-л. ингредиентом вспениваемой композиции. Так, толуилендиизоцианат и др. орг. изоцианаты, реагируя с водой, выделяют CO2; порошки Al, Zn, Fe при взаимод. с сильными к-тами выделяют H2, и т.п.

Осн. требование при выборе порообразователя - обеспечение оптим. синхронизации между скоростями вспенивания и стабилизации (фиксации) образующейся ячеистой структуры П. При чрезмерно быстром вспенивании П. дают усадку, а преждеврем. потеря текучести чревата неполным заполнением формы пенистой массой и возникновением в готовом П. внутр. напряжений, проявляющихся в растрескивании П. В обоих случаях неизбежны дефекты ячеистой структуры: каверны, неправильной формы раковины, "рваные" поры, разноплотность по объему. Указанные порообразователи берут обычно в кол-ве 0,5-10% от массы полимера. При выборе порообразователей необходимо учитывать, что т-ра вспенивания термопласта даже при повышении давления не должна превышать его т-ру стеклования более чем на 50 0C.

Меньшее развитие получило газонаполнение без вспенивания, используемое в осн. для получения поропластоз из порошкообразных композиций, содержащих добавки в-в, впоследствии удаляемых из сформированных материалов-заготовок экстрагированием подходящим р-рителем, вы-плавлснием, сублимацией, селективной деструкцией. Этот длительный и трудоемкий метод применяют при получении пористых структур из фторопластов и термостойких полимеров, а также при формовании микропористых разделит, мембран и искусств. кожи. Без вспенивания получают также синтактичные П., вводя в жидкое полимерное связующее (напр., в эпоксидные или полиэфирные смолы, полиуретаны) полые микро- или макросферич. наполнители, а затем отвсрждая матричный полимер. Твердая фаза в синтактич-ных П. состоит, помимо полимера, из углерода, стекла, керамики или др. неорг. материалов, из к-рых изготовлены сферич. наполнители.

В целом при формовании П. и изделий из них применяют традиц. методы переработки полимерных материалов (см. Полимерных материалов переработка). Специфич. требование к перерабатывающему оборудованию: высокая герметизация для удержания вспенивающего газа, давление к-рого может достигать нсск. атмосфер.

П. можно, напр., резать, сверлить обычными деревообрабатывающими инструментами, склеивать клеями, обычно применяемыми для полимеров, соответствующих полимеру матрицы.

Свойства П. во многом определяются типом полимера-основы, относительным содержанием твердой и газовой фаз, параметрами морфологич. структуры (формой, размером, строением и ориентацией ячеек). Эти же факторы влияют на характер деформации и механизм разрушения П. под действием статич. или динамич. нагрузок. С увеличением степени сшивания полимера возрастают http://www.pora.ru/image/encyclopedia/4/1/4/10414.jpeg, модуль упругости, формоустойчивость при повыш. т-рах, но уменьшается относит, удлинение и ухудшаются эластич. св-ва П. Для многих П., полученных "свободным" вспениванием, характерна анизотропия св-в; так, http://www.pora.ru/image/encyclopedia/4/1/5/10415.jpeg и http://www.pora.ru/image/encyclopedia/4/1/6/10416.jpeg могут быть на 20-40% больше вдоль направления течения композиции при вспенивании, чем в перпендикулярном к нему направлении.

По уд. мех. прочности и жесткости интегральные П. намного превосходят соответствующие монолитные (невспененные) аналоги, поэтому замена последних на П. может обеспечить экономию до 50% полимера. Прочностные показатели интегральных П. зависят от св-в и толщины поверхностной корки; на ударопрочность заметно влияют жесткость сердцевины и размер ее ячеек.

По теплоизоляц. св-вам П. превосходят традиц. теплои-золирующие материалы. Миним. коэф. теплопроводности [менее 0,02 Вт/(м·К)] имеют П. с кажущейся плотн. 0,035b0,015 г/см3 и замкнутыми ячейками, заполненными хла-доном. При криогенных т-рах возрастает роль морфологич. факторов.

Способность П. поглощать вибрацию и звук, сорбировать водные пары и жидкости возрастает с увеличением уд. доли открытых ячеек. Гигроскопичность и водопоглощение зависят также от степени гидрофильности полимера. По сравнению с поропластами замкнутоячеистые П. имеют более высокие диэлектрич. св-ва и меньшую газо- и паропрони-цаемость. Горючесть, био-, свето-, тепло- и хим. стойкость определяются гл. обр. типом полимера, однако эти показатели у П. из-за более развитой уд. пов-сти несколько ниже, чем у соответствующих им монолитных полимеров.

Применение. Жесткие П.-эффективные теплоизоляц. материалы для несущих и навесных строит. панелей, бытовых и пром. холодильников, трубопроводов, хим. оборудования, пассажирских и изотермич. вагонов. В этом же качестве П. применяют для предохранения мостов от обледенения, защиты с.-х. культур от заморозков, аккумулирования тепла в гелиотехн. установках. Эластичные П.-эффективные вибро-демпфирующие материалы для сидений автомобилей и мягкой мебели, постельных принадлежностей, амортизирующих прокладок.

Открытопористые П. применяют в произ-ве фильтров, в качестве ср-ва для поглощения и удержания жидкостей (напр., нефтепродуктов), как гигиенич. и спец. губки, для изготовления утепленной одежды и мягких игрушек.

Напыляемые П. надежно герметизируют щели, стыки конструкций, пустоты.

Исходные смеси для получения П.-вспенивающееся при применении связующее для электронных модулей и блоков (попутно решается проблема электроизоляции), ср-во для укрепления песчаных почв, горных выработок.

Благодаря технологичности и легкости П.-перспективные материалы для упаковки хрупких изделий и прецизионных приборов, замороженных и скоропортящихся продуктов.

В развитых странах на изготовление П. расходуется 5-10% от общего выпуска крупнотоннажных полимеров. Мировое произ-во П. ок. 6,5 млн. т/год (1980), из них ок. 1/3 приходится на долю США.

Первый П. (на основе эбонита) получен в 1922 в Великобритании.

Лит.: Тараканов О. Г., Мурашов Ю. С., Пснопласты, M., 1975; Берлин А. А., Шутов F. А., Пспополимеры на основе реакционноспособ-ных олигомсров, M., 1978; их же, Упрочненные газонаполненные пластмассы, M., 1980: их же. Химия и технология газонаполненных высокополимеров, M., 1980; Вспененные пластические массы. Каталог.... Черкассы, 1982; Тараканов О. Г., Шамов И. В., Альперн В. Д., Наполненные пенопласты, M., 1989.

Ю. С. Мурашов.


1. www.missus.ru: Как пересаживать фаленопсисы
11.12.2016
... коры. Сажают в кору (обычно сосновую), для увеличения влажности к ней можно добавить мох (сфагнум). Однако вместе с корой можно использовать также древесный уголь, разрезанные винные пробки или пенопласт. В таком субстрате с крупными фракциями образуются необходимые для аэрации корней пустоты. Заполнять их более мелким субстратом не нужно, так у корней будет возможность дышать. ...
2. www.pravda.ru: Белый медведь научит греться
30.01.2014
... приравнять к таковому) будут отдавать тепло намного более разреженному воздуху, отчего теплопотери сильно затруднятся. На основе этого же принципа человек создал и искусственные утеплители из пенопласта и стекловаты. ...
3. www.pravda.ru: В Бразилии повторилась трагедия "Хромой лошади"
27.01.2013
... России такая же катастрофа произошла в клубе "Хромая лошадь" 5 декабря 2009 года в Перми. Тогда после запуска в помещении запрещенной пиротехники вспыхнула пенопластовая изоляция, огонь стремительно распространился по клубу и отрезал посетителям пути к выходу. В пожаре погибли 156 из 300 человек. Сейчас продолжается следствие по данному делу. В среду гособвинение на ...
4. www.pravda.ru: В Самаре таинственно исчез памятник космонавту
04.05.2011
... приняла участие дочь первого космонавта планеты Галина Гагарина. Однако часть общественности возмутили исполнение фигуры и завышенная стоимость ландшафтной скульптуры, изготовленной из обычного ...
5. www.medpulse.ru: Водная гимнастика стройнит и веселит
16.07.2010
... выпады ногами в воде по пояс. Прорабатываются бедра и ягодицы.Упражнение 7. Встаньте в воду по пояс. Перед собой положите что-нибудь нетонущее, например кусок пенопласта. Положите на него ладони и начинайте давить вниз, стараясь утопить. Держите спину ровно, выполняя упражнение 2-3 минуты. Прорабатываются грудные мышцы и мышцы рук.Упражнение ...
6. www.medpulse.ru: Вплавь к здоровью
28.05.2009
... занятиях можно использовать водные гантели, специальные резинки, утяжелители, перчатки с перепонками, степ-платформы для бассейнов или же просто пенопластовую доску и мячик. ...
7. www.medpulse.ru: Можно ли избавиться от шишек на ногах?
07.03.2008
... стельки с супинаторами по форме вашей ноги, но это не везде возможно сделать.Так что, по крайней мере, нужно положить между первым и вторым пальцами прокладочку из пенопласта или специального материала. Обязательно смените обувь, не ходите в обуви с узким носком, а носите «лапотную», широкую, чтобы большой палец не «уходил» в сторону. Подложите под ...
8. www.yoki.ru: Памятник сибирскому характеру
15.08.2007
... была установлена в Красноярске, недалеко от пешеходного моста через Енисей. Волк, рябина и лавочка с гитарой будут составлять единую композицию.Пока волки выполнены из пенопластово-гипсовой смеси, но в окончательном варианте они будут сделаны из металлической ковки. Также в окончательном варианте из поломанной веточки рябины будет литься сок, который позже будет превращаться в ручей. ...
9. www.yoki.ru: Перевозка кита из Чикаго в Вашингтон стоила 120 тысяч долларов
12.06.2007
... уникальную транспортировку шестилетнего кита из Чикаго в Вашингтон. Американский военный самолет DC-8 переносил 450-килограммового кита-белуху в специальном построенном контейнере, засыпанном пенопластом. По словам представителя аквариума имени Джона Шедда в Чикаго, всю дорогу кита сопровождал ветеринар.Зовут шестилетнего кита Каник, что на языке гренландских эскимосов ...
10. www.yoki.ru: Уникальная операция в США: кита перевезли на самолете
11.06.2007
... в Вашингтон был доставлен кит.Белуха Каник весит 450-килограммовая. Она была перевезена военным самолетом DC-8. Кита погрузили в специальный контейнер, засыпанный особым пенопластом. Представители аквариума имени Джона Шедда в Чикаго сообщают, что всю дорогу кита сопровождал ветеринарный врач. Операция завершилась успешно и стоила 120 тысяч долларов. 84 ...
11. www.yoki.ru: В США авиарейсом доставили кита
11.06.2007
... Каник, что на языке гренландских эскимосов означает «Снежок».Млекопитающее было перевезено военным самолетом DC-8: кита погрузили в специальный контейнер, засыпанный особым пенопластом. По словам представителя чикагского аквариума имени Джона Шедда, всю дорогу за самочувствием кита наблюдал ветеринар.Операция завершилась успешно и стоила 120 тысяч долларов, ...
12. www.yoki.ru: Китаец женился сам на себе
04.02.2007
... Китая из города Чжухай решил сочетаться браком с самим собой. Церемония прошла по всем правилам, причем в роли "невесты" выступало сделанное из пенопласта изображение "жениха", одетое в подвенечное платье.На "свадьбе" присутствовали около ста гостей, включая шафера и подружку "невесты". ...
13. www.yoki.ru: Байкалу сделали операцию
28.12.2006
... два опытных врача-офтальмолога Сергей Сергушев и Дмитрий Гончаров. Операция продолжалась полтора часа. Все это время тигр провел под наркозом на специально лежаке из пенопласта. "Байкал всегда отличался спокойным нравом, и мы уверены, что он спокойно перенесет последствия хирургического вмешательства", - сказали в дирекции цирка. При этом, "некоторое время ...
14. www.medpulse.ru: Хищная пена: полимерный утеплитель в панельных домах опасен для здоровья
04.05.2004
... я в сравнительно "молодой" панельной 16-этажке, стены которой утеплены пенопластом, - позвонил в редакцию киевлянин Борис Трофимчук. - Но с каждым годом в квартире почему-то становится все холоднее, а еще прочитал, что этот утеплитель выделяет вредные вещества, от которых сильно ...




Здоровье и профилактика Акушерство и гинекология Стоматология Красота Зрение Энциклопеди Адреса Реклама
Видео