Поверхностная корка и температура формы

Принцип получения интегральных структур методом ротационного формования позволяет, как уже говорилось, устранить существенный недостаток данных материалов — неравномерность толщины и плотности поверхностной корки. Такая неравномерность объясняется тем, что в зависимости от того, смочена или нет поверхность стационарной формы исходной композицией, механизм образования корки ИП на соответствующих участках различен [225]. Например, при использовании ФГО более толстая нижняя корка образуется, во-первых, за счет интенсивного снижения температуры расплава холодными стенками формы и, во-вторых, за счет подавления процесса испарения ФГО. Образование более тонкой верхней корки в той части формы, которая не смачивается расплавом (или раствором), происходит по существенно иному механизму — за счет конденсации паров ФГО, выделяющихся в процессе вспенивания композиции (подробнее см. ниже с. 80). Соответственно равномерность толщины и плотности корки может быть достигнута, если на первом этапе образования интегральной структуры — при формировании поверхностной корки — поверхность формы покрыта слоем исходной композиции. Это, в свою очередь, достигается либо вращением формы, либо опрыскиванием ее внутренней поверхности с помощью специальных устройств. [c.38]

Так же как и в способах ЛПД-СД, в методе ЛПД-ВД используется принцип противодавления в форме, позволяющий вначале изготавливать монолитную поверхностную корку, а затем — снижая давление за счет увеличения объема формы, вспенивать сердцевину изделия. Однако высокие давления впрыска и формования требуют гораздо более высокого противодавления, чем при методах ЛПД-СД. Дело в том, что при использовании данного метода необходимо учитывать специфику физико-химических процессов растворения и насыщения газов расплавами полимеров, находящихся под действием значительных сдвиговых нагрузок. В самом деле, хорошо известно, что давление насыщения газа в таких условиях намного больше (более 30 МПа), чем для расплавов той же температуры, но не испытывающих механических напряжений, — статическое давление насыщения в последнем случае составляет обычно 1—8 МПа. Соответственно противодавление в форме должно быть выше 30 МПа, иначе невозможно получить монолитную корку и, следовательно, интегральную структуру 1259]. Указанная особенность требует значительных затрат на изготовление массивных герметизированных форм сложной (раздвижной) конструкции с большими усилиями замыкания. По этим причинам изделия из ИП, получаемые методом ЛПД-ВД, имеют небольшие размеры и простую конфигурацию. [c.31]

Рис. 19. Номограмма для расчета толщины поверхностной корки инте трального ППУ в зависимости от температуры формы (7 ф), плотности изделия и концентрации катализатора

Рассмотрим теперь, какие параметры влияют на морфологию поверхностной корки, а именно на ее плотность и толщину. Помимо массы изделия (композиции) важнейшими переходными параметрами являются температура формы, объем впрыска, температура поступающей смеси, концентрации ГО и катализатора, тип ГО и коэффициент теплопроводности формы [214, 376, 410—418]. Так, более низкая температура формы снижает равновесное давление паров в пограничном слое и соответственно повышает его толщину. Кроме того, в этом случае замедляется ско- рость реакций отверждения и полимеризации, что также увеличивает толщину корки. При увеличении объема впрыска возрастает усредненная плотность изделия, что приводит к повышению температуры отверждения в форме. Это, в свою очередь, увеличивает равновесное давление и скорость отверждения, что ухудшает условия формирования поверхностной корки. Следует помнить, однако, что это влияние не является доминирующим, так как с ростом плотности изделия давление вспенивания в форме возрастает по экспоненциальному закону (см. рис. 28) и способствует конденсации газообразователя, т. е. приводит к обратному эффекту, 58 [c.58]

Коэффициент теплопроводности формы, определяющий скорость отвода тепла от поверхности изделия, влияет на толщину образующейся корки так же, как и температура формы чем выше теплопроводность, тем благоприятнее условия образования поверхностного слоя [214, 295, 411 ]. Присутствие воды и посторонних газовых включений, образуемых, например, в процессе перемешивания компонентов, всегда отрицательно сказывается на качестве поверхности корки [411, 413]. [c.59]

Рис. 26. Влияние толщины изделия интегрального ППУ на толщину поверхностной корки б (температура формы 52 °С, = 290 кг/м") [383 ].

Рис. 30. Зависимость толщины поверхностной корки 6 от плотности интегрального ППУ при температуре стенок формы 20 (/) и 60 °С (2) [415].

В зависимости от того, приложена сжимающая нагрузка параллельно или перпендикулярно поверхностной корке, абсолютные значения соответствующих разрушающих напряжений различны [406, 424]. Существенно, однако, что абсолютные значения all и заметно меняются при изменении температуры стенок формы. Согласно данным Вернике [564], для интегральных ППУ величина a-i- линейно возрастает при повышении Тф от 30 до 60 °С, тогда как all достигает максимума при 30—40 °С и далее снижается (рис. 49). Эти результаты еще раз подтверждают принцип, сформулированный нами ранее, — низкая температура формы всегда вызывает возрастание плотности корки. [c.111]

Каждому способу формования свойственны свои, особенности ориентации. Так, при литье под давлением эта особенность обусловливается, совмещением во времени течения и охлаждения. Расплав подается в холодную форму, поэтому поток расплава сразу же охлаждается у стенок формы, образуя застывшую корку уже на стадии заполнения. Центральные слои потока проходят между застывшими поверхностными корками. Создается слоистое строение изделия по сечению, что иногда можно увидеть даже невооруженны.м глазом. Если по условиям эксплуатации требуются изделия с изотропными свойствами, то прибегают к повышению температуры литья и подогреву формы. [c.107]

Подбор бетонной смеси с учетом свойств имеющихся материалов, а также контрольное определение основных проектных характеристик бетона производится путем приготовления пробных замесов. Обычно для пробного замеса берут ОД м бетонной смеси (на девять образцов). Требующееся на замес количество материалов определяют умножением данных о расходе материалов, приведенных в табл. 53 и 54, на объем пробного замеса. Из полученного количества материалов приготовляют бетонную смесь, одновременно определяя расход воды или другого затворителя. Количество воды или другого затворителя должно обеспечить необходимую подвижность бетонной смеси для укладки ее в опалубку или формы и достаточную прочность уложенного бетона. Подвижность бетонных смесей определяют стандартным конусом или техническим вискозиметром. Подвижность бетонных смесей для высокоогнеупорных бетонов характеризуется нулевой осадкой конуса (показатель жесткости 50—100 с), а для остальных жаростойких бетонов она не должна превышать 2 см (показатель жесткости 35—25 с). Из пробных замесов изготовляют девять кубов ЮОХЮОХЮО мм, по которым определяют марку и остаточную прочность бетона. Для высокоогнеупорного и огнеупорного бетонов изготовляют также образцы, по которым определяют температуру начала деформации под нагрузкой. Бетоны на жидком стекле проверяют на схватывание и твердение, для чего через 24 ч один из кубов раскалывают. Если бетон твердеет нормально, куб должен быть равномерно затвердевшим по всему сечению без поверхностной корки внутри образца не должно быть несхватившего-ся бетона. В бетоне с керамзитовым заполнителем количество воды устанавливают опытным путем. В сухую смесь добавляют воду до тех пор, пока смесь не станет при сжимании рукой комковаться. Затем готовят еще два образца один с увеличенным на 15% количеством воды, а другой с уменьшенным. Образцы испытывают, и расход воды принимают по образцу, давшему лучшие результаты. Путем взвешивания для всех составов бетонов определяют объемную массу цилиндрический сосуд вместимостью 2 л наполняют бетонной смесью с некоторым избытком, смесь уплотняют на виброплощадке, избыток ее срезают, и сосуд со смесью взвешивают. Объемную массу определяют по формуле [c.79]

Кэмбелл [383 для изучения влияния различных технологических факторов на процесс образования поверхностного слоя использовал форму прямоугольного сечения, температура которой варьировалась от 27 до 71 °С, что приводило к изменению кажущейся плотности сердцевины пеноблока (при неизменной концентрации ФГО) от 80 до 298 кг/м . Было установлено, что толщина поверхностной корки возрастает линейно (от 1,75 до 3,2 мм) при уменьшении температуры формы (от 57 до 32 °С) для пенопласта кажущейся плотности 176 кг/м (рис. 24, а). Таким образом, уменьшение температуры формы на 25 °С приводило к почти двухкратному увеличению толщины корки. При неизменной температуре формы решающее влияние на толщину поверхностного слоя имеет кажущаяся плотность сердцевины, причем соответствующие зависимости имеют нелинейный характер (рис. 24, б). [c.78]

Влияние концентрации ФГО и соответственно кажущейся плотности пенопласта (при постоянной температуре формы, равной 60 °С) на толщину поверхностной корки описывается кривыми, имеющими нелинейный характер (рис. 25). Интересно, что при увеличении содержания ФГО от 11,8 до 13,7% толщина корки возрастает более резко для пенопласта с большей плотностью, а при дальнейшем увеличении его концентрации (до 16,8%) — для пенопласта с меньшей плотностью. Размеры пеноблока заметно влияют на толщину поверхностного слоя только при небольшой толщине изделия (до 50 мм). При дальнейшем увеличении толщины пеноблока толщина корки сохраняется практически неизменной (рис. 26). [c.78]

Сравнительное исследование морфологии ИП и обычных пенопластов, полученных на основе той же полиуретановой композции, но вспененных в открытой форме (свободное вспенивание), показало, что последние содержат в основном открытые ячейки диаметром 0,2—0,4 мм (р = 75 кг/м ). Вблизи внешних краев пеноблока имеются уплотненный ( технологический ) слой толщиной 0,1 мм с крупными ячейками, выходящими на поверхность образца, а монолитная поверхностная корка отсутствует. Напротив, структура ИП, имеющего монолитную корку толщиной 0,2 мм, содержит в сердцевине ячейки вдвое меньших размеров (0,1—0,2 мм). В переходной зоне было обнаружено множество слившихся и вытянутых ячеек, образованных, по-видимому, из газовых пузырьков, двигавшихся к стенкам формы на границе переходной зоны и корки большинство ячеек имеет сферическую форму. На основе изложенных данных Кэмбелл предположил следующий механизм образования поверхностной корки [383]. Вспенивание композиции начинается у стенок формы, имеющих температуру выше температуры кипения ФГО. Действительно, как показали результаты измерения температурного профиля формы (рис. 27), на начальном этапе пенообразоваиия максимальная [c.79]

Менгес и Шванитц [415, 435] рассматривают механизм образования поверхностной корки ИП с помощью классической термодинамики газов. В общем случае давление паров в форме складывается из давлений паров всех испаряющихся компонентов по-лиола, изоцианата, ГО и т. д. Однако при температуре композиции выше 150 °С внутреннее давление в форме определяется только давлением паров газообразователя (вклад остальных компонентов в суммарную величину давления системы значительно меньше) и пропорциональна количеству разложившегося (для ХГО) или испарившегося (для ФГО) газообразователя. Общее давление в такой замкнутой системе (форме) значительно ниже, чем можно было бы ожидать для идеального газа (закон Рауля) — возрастание давления зависит от температуры нелинейно (рис. 28). Отклонение от идеальности обусловлено двумя причинами в пределах [c.81]

Согласно Менгесу и Шванитцу [103], причиной образования поверхностной корки является изменение по сечению формы условий равновесия между газовой и жидкой фазами ФГО за счет выделяющегося при поликонденсацни олигомера тепла, причем максимальная температура развивается в центре формы. При этом, очевидно, повышается и равновесное давление ФГО, что, с одной стороны, вызывает его испарение и повышение парциального давления испаряющегося газа, а с другой — соответствующее снижение Т ип ФГО в растворе и, следовательно, снижение равновесного давления (см. с. 58). [c.82]

В соответствии с теорией Менгеса и Шванитца [415, 435], в пределах пристенных слоев композиции находятся, по крайней мере, два участка с различным механизмом образования поверхностной корки. Первый участок находится ниже зеркала исходной композиции, заполняющей форму, и на этом участке стенки формы всегда смочены жидкостью, не содержащей газовых пузырей,— именно поэтому на этом участке образуется плотная невспенен-ная корка. При этом, чем ниже температура формы, тем интенсивнее отвод тепла от ее стенок и тем плотнее поверхностный слой изделия. Второй участок расположен выше зеркала исходной смеси, и здесь поверхностная корка формуется из уже вспененного материала, который интенсивно охлаждается у стенок с одновременной конденсацией газообразователя. Плотность корки на этом участке всегда ниже, чем на первом. [c.82]

Как уже неоднократно говорилось, для получения качественной поверхностной корки Гф должна быть значительно ниже температуры в центре изделия. С другой стороны, прн слишком низкой Гф в ряде случаев пенопласт вообще не может быть отформован, поскольку в пристенной зоне реакция отверждения подавляется и материал прилипает к стенкам формы. Следовательно, время отверждения именно в пристенной зоне является не только важнейшим технологическим параметром, но и во многом определяет саму возможность получения качественной интегральной структуры. Авторы работы [559 ] рассчитали этот параметр для системы Syspur-SD-4502, исходя из следующих допущений в краевой зоне происходит только реакция образования полиуретанов, и с самого начала процесса материал уже находится в этой зоне температура пепопласта в краевой зоне постоянна и равна температуре формы. [c.108]

Рис. 49. Влияние температуры формы на разрушающее напряжение при изгибе (/) и при сжатии вдоль (2", 3") и поперек (2, 3 ) поверхностной корки интегра.11Ьного ППУ

ИП-изделия с очень гладкой (зеркальной) поверхностью изготавливаются по методу фирмы Vinatex Ltd. (метод формования с подвижной плотностью ) на основе пластифицированного ПВХ [224]. Высокое качество поверхностного слоя достигается здесь за счет регулирования кинетики процесса вспенивания. Форма, в которой происходит вспенивание, снабжена убирающимся сердечником, который удаляется после впрыска при охлаждении материала. В качестве газообразователя выбираются вещества, выделяющие газ в узком температурном интервале. Пластикация материала происходит в обычной червячной литьевой машине при более низких, чем пластикация, температурах. Литьевое сопло имеет множество маленьких (диаметром 0,38—0,63 мм) отверстий, через которые материал впрыскивается с высокой скоростью и под большим давлением в момент, когда температура формы резко поднимается, что приводит к быстрому разложению ХГО. Давление впрыска составляет 140 МПа, скорость движения плунжера — 10,2 см/с. Подвижный сердечник изготовляется из теплоизоляционного материала, например из армированной фенольной смолы. При вспенивании сердечник постепенно удаляется из формы, регулируя тем самым степень и скорость образования ячеек. Поверхностный слой материала образуется при соприкосновении с холодной поверхностью формы. Для быстрого заполнения формы поперечное сечение литников должно быть, по крайней мере, вдвое больше обычно применяемых. Данный метод позволяет снизить плотность пластифицированного ПВХ с 1200—1350 кг/м до 850 кг/м (при твердости по Шору 45—90). Получаемые изделия имеют максимальную массу 227 г,толщину 6,35 мм, а толщину корки — 1 мм. [c.132]

Численное значение критерия чрезмерно мало. Случай, нередко встречающийся при бурых углях. Это означает, что грануляционный интервал температур весьма мал или что зола весьма тугоплавка. В этом случае при слоевых способах сжигания и наблюдается уже упоминавшееся явление озоления кусков топлива частицы топлива не в состоянии развить на своей поверхности достаточное тепловыделение для необходимого перегрева шлаков, обеспечивающего их саморасшлаковку , т. е. стекание жидких шлаков с поверхности этих частиц. Температуры на поверхности такого кусочка топлива с малой коксовой основой оказываются весьма умеренными, достаточными лишь для спекания поверхностных золовых частиц, постепенно образующих вокруг них воздухонепроницаемую, изолирующую корку, в результате чего, если не принять мер к своевременному разрушению последней, возникает значительный недожог кокса. Во многих действующих топках такое разрушение зольной (шлаковой) оболочки производится вручную, с немалой затратой физического труда, а в некоторых механизированных топочных устройствах — с помощью особых механических приспособлений, принимающих нередко достаточно громоздкие формы. [c.280]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология