Методы газонаполнения полимеро

Эта монография написана по замыслу и по инициативе Альфреда Анисимовича Берлина — видного советского ученого, одного из ведущих специалистов по химии и технологии полимеров и, в частности газонаполненных. Автор более 600 научных работ и более 300 авторских изобретений и патентов, А. А. Берлин счастливо сочетал черты академического ученого, постигающего глубину и фундаментальную сущность научных проблем, технолога-практика, глубоко разбирающегося в тонкостях процессов и особенностях производства, и ученого-организатора, умеющего увидеть и осознать далекую перспективу и найти конкретные пути ее достижения. Все эти качества особенно ярко проявились в двух из многих направлений творческой деятельности Альфреда Анисимовича — газонаполненные полимеры и олигомерная технология. В газонаполненных системах он сумел увидеть колоссальную перспективность тогда, когда их применение было весьма ограниченным, а промышленности газонаполненных пластмасс не было и в помине. Именно по его инициативе и при его участии в СССР начала развиваться наука о пенополимерах, их технология и производство. Одним из первых в мире он сумел предвидеть в использовании реакционноспособных олигомеров технологию завтрашнего дня — метод химического формования , исключающий стадию вторичной переработки материала в изделие. Эта технология нашла широчайшее применение, а в области пенопластов составляет сегодня самостоятельное и ведущее направление. Богатство научных идей А. А. Берлина еще долго будет питать полимерную науку и, в частности, науку о газонаполненных полимерах. [c.8]

Пеноматериалы, изготавливаемые этими двумя способами, различаются по своим физико-химическим свойствам и технико-экономическим показателям. Особенно перспективным, на наш взгляд, является олигомерный метод, который, не требуя высоких температур и давлений, отличается простотой технологии и позволяет изготавливать газонаполненные полимеры непосредственно на месте применения. [c.7]

Успехи практической технологии изготовления газонаполненных полимеров до последнего времени опережают развитие научного знания о физических и химических закономерностях формирования полимерных пен. И сегодня мы в большинстве случаев не можем теоретически объяснить и обосновать, почему в данных конкретных условиях материал обладает сложившимся комплексом физико-химических характеристик. Достижения технологов-практиков связаны в основном с сугубо эмпирическим подходом при создании материалов новых марок и процессов их получения, хотя такой подход и не рационален. В самом деле, композиции для получения газонаполненных полимеров могут содержать до десяти и более компонентов. Легко понять, что перебор даже с помощью ЭВМ сотен вариантов рецептур и концентраций, осуществляемый до известной степени вслепую, методом проб и ошибок, требует колоссальных затрат труда и материалов. [c.12]

В настоящее время существуют по крайней мере два подхода к изучению морфологии газонаполненных полимеров. Согласно первому из них, который мы назовем формально-графическим, на основе изучения геометрии ячеек (размеров, форм и типов) делаются попытки объяснить макроскопические свойства пенополимеров исходя из особенностей их морфологии. Второй подход, условно называемый нами физико-химическим, состоит в попытке объяснить и предсказать морфологию пенополимера исходя из закономерностей химического строения полимерной основы, компонентов композиции и метода вспенивания. [c.163]

Плодотворность такого подхода несомненна, если учесть, с одной стороны, богатство идей и методов, накопленных при исследовании дисперсных систем неполимерной природы, а с другой — уже первые результаты этого подхода к газонаполненным полимерам [87, 88, 104-106]. [c.212]

Сегодня точного решения обратной задачи не получено ни для одного из газонаполненных полимеров, однако приближенные решения для ряда параметров все же суш,ествуют. Мы достаточно уверенно выбираем метод газонаполнения, кратность вспенивания и химический тип исходного полимера, исходя, например, из задаваемых прочностных и теплоизоляционных свойств требуемого пенопласта. Менее точен выбор других хими-ко-технологических параметров — концентрация и тип газообразователей, ПАВ, наполнителей, стабилизаторов, сшивателей и т. д. Наконец мы не умеем задавать, а только эмпирически подбираем физико-технические параметры абсолютные значения и динамику изменения температур и давлений, продолжительность нагрева и т. д. [c.465]

За последние тридцать лет производство газонаполненных пластических масс превратилось в самостоятельную крупнотоннажную отрасль химической промышленности во всех индустриально развитых странах. При этом достигнуты не только значительные успехи в практике изготовления газонаполненных пластмасс, но и накоплены обширнейшие экспериментальные данные о механизме образования, структуре и свойствах этих материалов, нуждающиеся в обобщении и систематизации. И хотя в последние годы у нас в стране и за рубежом опубликован ряд книг, посвященных частным и общим проблемам получения и свойствам пено-полимеров, необходимость в обобщении накопленных данных отнюдь не отпала. Более того, сегодня как никогда возросла актуальность монографического изложения ряда узловых проблем этой области с единой физико-химической позиции. В их числе физикохимические закономерности образования и получения полимерных пен, научные основы изготовления пенополимеров, специфика морфологии пенополимеров, зависимость физико-механических свойств полимерных пеноматериалов от состава композиций, методов вспенивания, режимов работы оборудования, морфологии, интенсивности воздействия внешних факторов. [c.5]

Оценка вспенивающих агентов. Независимо от того, какой способ вспенивания применяется при производст-стве газонаполненного материала, физический или химический, необходимо располагать данными о растворимости расширяющихся газов в реальных условиях переработки. В случае химических вспенивателей желательна их совместимость с полимером до разложения. Это обеспечивает равномерное распределение активных центров в процессе вспенивания. Потенциальный химический агент вспенивания подвергают испытаниям с целью определения ряда характеристик. Сюда относится проводимое методами ТГА и ДТА измерение скорости выделения газа, оценка совместимости с соответствующим полимером и, наконец, определение растворимости смеси газов, выделяющихся при различных температурах и давлениях. Последнее определение выполняется с помощью герметичной аппаратуры специальной конструкции. Кроме того, необходимо учитывать степень токсичности образующихся побочных летучих веществ, а также возможность их взаимодействия с другими ингредиентами, например пигментами. [c.170]

Не меньшее значение в технологии газонаполненных пластмасс приобрел метод вспенивания путем взбивания или перемешивания воздухом или другими газами водных растворов, эмульсий и суспензий полимеров и смол (воздушно-механические пены). Этот метод широко используют, например, при получении мочевино-формальдегидных, поливинилхлоридных пенопластов и губчатых резин. В большинстве случаев для создания воздушно-механиче-ских пен применяют азот, поскольку он инертен, пе токсичен, не воспламеняется и плохо диффундирует в большинстве полимеров. Для получения пенопластов с закрытыми ячейками используют смесь гелия с воздухом, причем объемный вес материала легко регулируется изменением отношения гелия и воздуха [267, 270]. [c.135]

Пенополивинилхлорид. Трудность получения пенопластов на основе ПВХ определяется двумя факторами низкой температурой термической деструкции и недостаточно высокой текучестью полимера ниже этой температуры. Поэтому для получения вспененного ПВХ необходимо готовить композиции, содержащие пластификаторы, а также реакционноспособные мономеры и олигомеры. Такие пластичные композиции, представляющие собой концентрированные дисперсии полимера в органических жидкостях, называются пластизолями. Для изготовления пенопластов на основе ПВХ пригодны почти все известные методы получения газонаполненных пластмасс — прессовые, экструзионные и т. д. Этими методами можно получать как жесткие, так и эластичные пенопласты. [c.332]

В основе всех перечисленных методов производства газонаполненных полимеров лежат два принципиально различных способа первый основан на применении термопластичных полимеров, второй — на использовании способных к отверждению (сеткообразо-ванию) жидких олигомеров, содержащих реакционноспособные функциональные группы. [c.7]

Принцип вспенивания несомненно является наиболее общим методом получения полимеров ячеистой, пористой или смешанной структуры [1], в то время как мнкрокапсульный метод, так же как и метод экстракции растворимого наполнителя, имеет более специальное значение в производстве синтактных газонаполненных материалов [2] и поропластов [3, 4]. [c.89]

Согласно Томасу [45], эластичные материалы чаще имеют открытопористую структуру, а жесткие — закрытопористую. Однако из этого правила есть много исключений, что определяется разнообразием методов газонаполнения и оборудования для вспенивания. Закрытоячеистую структуру имеют, как правило, пенопласты на основе полиуретанов, эпоксидов, кремнийорганических полимеров, поливинилхлорида, полистирола и т. д. Напротив, в фенольных и мочевиноформальдегидных пенопластах преобладает открытоячеистая структура. [c.175]

Газонаполненные полимеры на основе полиэпоксидов, по-лиорганосилоксанов, карбамидных олигомеров получают теми же методами, что и пенопласты, описанные выше. [c.334]

При использовании дисперсных наполнителей и рубленого волокна осн. способ произ-ва Н.п.-мех. смешение наполнителя с расплавом илн р-ром полимера, форполи-мера, олигомера или мономера. Для этой цели используют смесители разл. конструкции и вальцы. Непрерывные волокнистые заготовки пропитывают полимерным связующим. Подробнее см. в ст. Полимерных материалов переработка. Для улучшения пропитки волокнистых наполнителей связующим, повышения степени диспергирования частиц наполнителя в матрице и увеличения прочности адгезионного контакта на границе раздела фаз наполнитель-матрица используют разл. методы модификации пов-сти наполнителей, а также метод полимеризагрли на наполнителях. Газонаполненные материалы получают вспениванием с помощью спец. агентов (порообразователей) или мех. вспениванием жидких композиций, напр, латексов. Пенистая структура полимерного материала фиксируется охлаждением композиции ниже т-ры стеклования полимера, отверждением или вулканизацией (см. подробнее в ст. Пенопласты, Пенопласты интегральные. Пористая резина). Жидкие наполнители механически эмульгируют в связующем, послед, превращение к-рого в матрицу Н.п. происходит без разрушения первонач. структуры эмульсии. [c.168]

Плоские заготовки, полученные ирессованнем, можно перерабатывать методом самоформования в газонаполненные изделия самой разнообразной конфигурации. Для этого заготовку закрепляют по контуру прижимной рамкой над ограничительной формой соответствующей конфигурации. При нагревании заготовки водяным паром до темп-ры, превышающей темп-ру стеклования полимера, происходит ео вспепквание. Увеличению размеров заготовки в плоскости препятствует нрпжимная рамка, поэтому заготовка искривляется и, расширяясь, достигает стенок ограничительной формы. Небольшое избыточное давление на заготовку сверху препятствует ее вспучиванию вверх. Фиксация формы изделия осуществляется охлаждением до комнатной темп-ры (см. Пенополистирол). [c.276]

L4 a ыщeниe полимера газом осуществляют непосредственно в автоклавах или в специальных формах. Однако чаще всего применяют более простой и удобный способ, основанный на введении в состав композиции органических или минеральных веществ, способных при повышенной температуре выделять газы. Такие вещества—газообразователи—в настоящее время широко применяются в технологии газонаполненных пластмасс и эластомеров. Применяются также методы, основанные на вспенивании мономеров, продуктов частичной полимеризации, а также водных растворов или дисперсий смол или смолообразующих веществ с последующей их полимеризацией или поликонденсацией. [c.8]

Независимо от вида полимера и от метода получения всем газонаполненным материалам присущи такие специфические свойства, как небольшая плотность (от 10 до 300 кг/мЗ), незначительная тепло-, звуко- и электропроводность, хорошая плавучесть, устойчивость к маслам и бензину, повышенные де.мпфирующие свойства. В табл. 3.1 приведены основные свойства важнейших [c.72]

С друго11 стороны, всегда наблюдаемое на практике (для всех типов пенополимеров и при любых методах вспенивания) уменьшение величины у но высоте пеноизделия (в направлении снизу вверх) неразрывно связано с самой природой процесса вспенивания, а именно со снижением толщины стены и ребер ГСЭ в результате явления дренажа еще жидкой пены (см. гл. 1). Из этого правила есть, однако, одно исключение распределение у по высоте равномерно для пенопластов, получаемых из предварительно вспененных, а затем спекаемых грану.п (бисера), например на основе полистирола или полиэтилена. Однако газонаполнение таких полимеров осуществляется не за счет процесса вспенивания, так что нри их формовании явление дренажа не может происходить в принципе [36]. Действительно, гистограммы распределения у для пенопласта ПСБ (рис. 3.6) показывают, что распределение объемного веса является однородным и, как показывает проверка с помощью критерия Пирсона, подчиняется нормальному закону распределения. В тех случаях, когда закон распределения объемного веса от.ничается от нормального, коэффициенты асимметрии и эксцесса соответствующих кривых могут изменяться от 0,1 до 0,4 и от 0,02 до 0,6 для различных видов пенопластов [44]. [c.181]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология