ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Теплофизические свойства из "Упрочненные газонаполненные пластмассы " Устойчивость синтактных пенопластов к тепловым воздействиям определяется, в первую очередь, типом связующего [187, 224]. Материалы на основе эпоксидных олигомеров обладают большей теплостойкостью по сравнению с материалами на основе отвержденных олигоэфирмалеинатстирольных связующих первые можно эксплуатировать при температурах до 200 °С, вторые — не выше 100 °С. Материалы на основе модифицированных эпоксидных олигомеров обладают сравнительно невысокой теплостойкостью. Значительно выше теплостойкость эпоксикаучуковых [52 ] и эпоксиноволачных связующих (теплостойкость по Мартенсу выше 170 °С) [131 ]. Материалы типа ЭМС сохраняют до 50% своей исходной прочности при сжатии при повышении температуры от 20 до 100 °С, а их прочность при изгибе уменьшается от 65—70 до 30—35 МПа [171 ]. Ускоренными испытаниями установлено, что пеноматериалы со стеклянными (ЭДС) и с полимерными (ЭДМ) микросферами отличаются высокой стойкостью к длительному тепловому старению — они выдерживают до 10 ООО ч при температурах 75—150 °С и длительное воздействие отрицательных температур [239]. [c.195] Прочность отвержденных материалов на основе олигоэфиракрилатов и фенольных микросфер (условная марка СПАБ-2) линейно снижается с уменьшением до.ди связующего, т. е. с уменьшением кажущейся плотности [284]. Такой же характер изменения прочностных свойств, однако в не столь резком виде, наблюдается и при повышении температуры. Самое большое снижение прочности наблюдается у материалов, содержащих максимальное количество связующего. По-видимому, это объясняется тем, что прочность данных материалов определяется в основном прочностью связующего и его термостойкостью, поскольку прочность наполнителя низка. Материалы СПАБ-2 имеют рабочую температуру 150 °С, и на сохранение их прочностных свойств при повышенных температурах гораздо больше влияет соотношение связующего и наполнителя, чем глубина отверждения связующего [80, 131]. [c.195] Недавно в СССР налажено производство синтактных материалов повышенной термостабильности на основе фенольного связующего и стеклоуглеродных и углеродных микросфер [80, 81 ] теплостойкость этих материалов составляет 300—350 °С. Особо следует отметить высокую эрозионную стойкость таких материалов при воздействии интенсивных тепловых газодинамических потоков. [c.196] Полиимидные СП отличаются исключительной стабильностью механических характеристик при высоких температурах (рис. 81). Так, для пенопласта HTF-60 (р = 370 кг/м ) при повышении температуры от 200 до 370 °С исходная прочность снижается не более чем на 20%. Данный материал не разрушается вплоть до 370 °С при деформации сжатия е = 40 о, а разрушение при растяжении наступает при е = 1,8% (сГр = 3,2 МПа) [186]. При этом материал теряет 10% массы при нагревании до 528 °С на воздухе и до 557 °С — в инертной атмосфере [185]. К недостаткам данных пенопластов относятся высокая усадка при отверждении (до 20%) и длительность процесса отверждения, сопровождающаяся выделением токсичных и легко воспламеняющихся газообразных продуктов (уксусная кислота, уксусный ангидрид, ft-метилпирролидон и др.) [185, 186]. [c.196] Материалы на основе полибензимидазолов и фенольных или стеклянных микросфер также обладают исключительно высокой термостойкостью. Являясь негорючими материалами, они сохраняют свои исходные механические характеристики вплоть до 350 °С, а температура начала потерь массы составляет для них 600 °С [190]. [c.196] Интересно, что при повышении температуры прочность СП на основе ФФО новолачного типа снижается в меньшей степени, чем для новолачных пенопластов без наполнителя (рис. 82) [77]. Это явление связано, несомненно, с протеканием процессов термоокислительной деструкции во всем объеме полимерной матрицы из-за наличия кислорода воздуха в толще материала, не содержащего наполнитель. Напротив, интенсивность термоокислительных процессов в СП значительно ниже, поскольку непосредственный контакт между воздухом и полимерной матрицей затруднен благодаря защитному барьеру — оболочке микросферы. [c.197] По этой же причине огнестойкость синтактных пеноматериалов всегда выше огнестойкости соответствующих химических пенопластов на основе тех же связующих. Способы повышения огнестойкости синтактных материалов, основанные на модификации и введении огнезащитных добавок в полимерное связующее, ничем не отличаются от обычных методов снижения горючести полимерных материалов. Важно только, чтобы применяемый способ не уменьшал прочности адгезионной связи между связующим и наполнителем. В СССР, в частности, получены синтактные пластики на основе специальных полиэфирных связующих, время горения и потери массы которых уменьшены соответственно в 4— 60 и 24—180 раз по сравнению с немодифицированными материалами [222]. [c.197] Тип наполнителя также оказывает определенное влияние на огнестойкость материала замена любых микросфер на углеродные всегда способствует снижению горючести СП [73, 74, 77]. Карбонизованные пенопласты являются негорючими материалами [75— 77, 194—197]. [c.197] Термический коэффициент расширения синтактных пенопластов на основе углеродных микросфер и эпоксидного связующего уменьшается с увеличением доли наполнителя и составляет для чистого связующего и материалов, содержащих 12, 25 и 50% (об.) наполнителя соответственно 55 10 , 45 10 , 37 10 и 13 10 1/°С. Существенно, что эти значения не меняются при повышении температуры образцов до 370 °С [79, 253], что особенно важно при использовании данных материалов в качестве теплоизоляции в условиях резко изменяющихся тепловых нагрузок. При замене эпоксидного связующего на фенольное (новолачного типа) термический коэффициент расширения становится еще ниже и составляет (при р = 200—300 кг/м ) 7-10 1/°С [77]. [c.197] Поскольку материалы на основе углеродных микросфер отличаются низкой кажущейся плотностью, то их коэффициент теплопроводности значительно ниже коэффициента теплопроводности других синтактных пенопластов и составляет 0,049—0,064 Вт/(м К) при р = 200—300 кг/м [77]. [c.197] Вернуться к основной статье