Пенококсы

Установлены механизм карбонизации ненаполненной эпоксидной смолы и ар-мировагшой исходными волокнами, а также зависимост ь состава и структуры кокса от содержания кислорода при горении. Определены условия формирования вспененной структуры кокса при армировании смолы огнезащищенными волокнами и отмечены различия в макроструктуре вспененной шапки и в объеме кокса от способа введения ЗГ в состав композиции. Изучение распределения элементов в коксе показало, что фосфор присутствует как в поверхностном слое кокса, так и его объеме. С увеличением содержания кислорода в испытательной смеси с 30 до 100 % об. растет температура пламени и меняется морфология кокса, возрастает степень разрушения волокна под снятым слоем пенококса. Фосфор в коксе обнаружен при всех температурных режимах горения. [c.95]

Однако эффективность огнезащитных интумесцентных композиций сложно предсказать из-за того, что пока не ясна взаимосвязь между возникновением процесса вспенивания и огнезащитными свойствами формирующихся пенококсов. [c.166]

При нагревании до 1000° С фенол-формальдегидных полимеров в отсутствие воздуха происходит коксование смолы и образование пенококсов и пенографита. Эти материалы отличаются большой теплостойкостью и находят применение в технике в качестве носителей для катализаторов, для изготовления молекулярных сит, насадок, электро- и радиотехнических изделий и т. д. [c.207]

Для углеграфитовых материалов, представляющих собой твердые углеродные остатки пиролиза или отформованные и термообработанные заготовки, общим характерным признаком является наличие пустот или пор. Большинство углеродных материалов имеют поры очень сложной формы (хотя, например, у пенококсов она относительно проста). При этом следует иметь в виду, что характерный размер пор (эквивалентный радиус пор Гэкв принимаемой модели) может быть сколь угодно мал по сравнению с размерами тела, а ориентация и распределение пор в объеме материала — произвольными. Поры могут быть сообщающимися (доступными) и не сообщающимися (замкнутыми) между собой и с внешней поверхностью тела. Как показатель эксплуатационных свойств наибольшее значение имеет доступная пористость, второй предельный случай (замкнутые поры) реализуется на практике редко (пустотелые углеродные микросферы, связанные в компактное тело пироуглеродом или металлами ). Пространство сообщающихся пор называют активным оно играет решающую роль в процессах массо- и теплообмена, а также в проницаемо- [c.8]

В отличие от большинства известных в настоящее время полимеров фенол-формальдегидные полимеры при воздействии на них высоких температур склонны преимущественно к реакциям уплотнения с образованием более термостойких продуктов. Изучены происходящие при этом процессы 07-51з Интересно отметить, что при термообработке пластифицированных фенолфор-мальдегидных полимеров до температур > 800° С их потери в весе меньше, чем у непластифицированных полимеров, что объясняется протеканием более глубокой конденсации в присутствии пластификаторов . Термообработка фенол-формальдегидных полимеров была использована для получения обуглерожен-ных продуктов (пенококсов) . Изучено старение защитных покрытий под воздействием атмосферных условий и вибрационных нагрузок и поведение фенол-формальдегидных полимеров в сухом и влажном воздухе [c.902]

Пенококсы и пенографиты являются продуктами термической обработки пенопластов на основе ФФ смол. ПенОкоксЫ получают при температуре пиролиза (1100— 1200°С) Ё безвоздушной атмосфере. Для них характерны повУшенная теплостойкость, теплопроводность, жесФ-кость и способность сопротивляться сжимающим нагрузкам при повышенных температурах. Путем нагрева пе- [c.77]

Еще один путь улучшения использования ГО состоит в инверсии , т. е. обращении их недостатков в достоинства. Один из примеров такой инверсии был рассмотрен выше использование конденсации ФГО для создания интегральных пен. Реальна, по-ви-димому, и инверсия такого серьезного недостатка минеральных ХГО, как высокая экзотермичность процесса их термораспада. В самом деле, представляется возможным использование этого тепла для изготовления непосредственно в процессе вспенивания пенококсов на основе высокополимеров и реакционпоспособных олигомеров. По нашему мнению, инверсивное направление таит в себе много интересных и неожиданных возможностей [326]. [c.155]

По огнестойкости изолан-1 относится к трудносгораемым. Пламя по поверхности ПП не распространяется. При удалении источника пламени горение ПП прекращается, так как образуется поверхностный слой пенококса, защищающий нижние слои от воздействия пламени. Изолан-1 применяют в судостроении, авиации, приборостроении, строительстве, нефтяной, газовой и нефтеперерабатывающей промышленности. [c.81]

Такая информация необходима прежде всего для описания структуры и свойств активных углей (сорбентов и катализаторов) и в меньшей степени — для высокопористых графитов и пенококсов, имеющих небольшую удельную поверхность, так как даже для идеальной системы сферических частиц беспористого материала раз- [c.31]

Для производства высокопористых углеродных материалов на основе вспененных полимеров — пенококсов— используют пенопласты (газонаполненные ячеистые материалы с изолированными порами-пузырьками) и поро-пласты (вспененные материалы с открытыми порами-полостями). Пено- и поропласты получают из синтетических смол с использованием порообразователей (газо-образователей). В качестве основы используют феноло-формальдегидные, фенолофурфуролформальдегидные, мочевиноформальдегидные, кремнийорганические (силиконовые), эпоксидные, полиуретановые смолы, полистирол, поливинилхлорид, ацетат целлюлозы, полиэтилен и другие полимерные материалы [ПО, 111] . Порообра-зователями служат различные вещества органического и и неорганического происхождения, например карбонат аммония, бикарбонат натрия, диазоаминобензол. [c.114]

Для производства отечественных марок пенококсов используют главным образом пенопласты марки ФФ на основе фенолоформальдегидной смолы й марки ФК на основе продуктов совмещения фенолоформальдегидной смолы с нитрильным каучуком марки СКН-40, [c.114]

Необходимо отметить, что пенопласты, получаемые беспрессовым способом, отличаются значительной неоднородностью их пористой структуры и плотности. Так, для плиты пенопласта ФК-20 с рк = 0,2 г/см характерна повышенная плотность поверхностных слоев (0,2— 0,25 г/см ) и пониженная — средних слоев (0,14— 0,16 г/см ), причем это различие сохраняется и для пенококса, и пенографита. Для получения пеноматериалов с равномерной пористой структурой используют метод смешения полимера с эмульгатором [110] (например, пенопласт на основе мочевиноформальдегидной смолы— мипора), который по сравнению с физическим (разложение порообразователя тепловым воздействием) или химическим (газообразование в результате химической реакции) способами более предпочтителен. [c.116]

Карбонизацией пеноматериалов в промышленных обжиговых печах получают пенококсы ВК-900 и ВК-20-900. Процесс ведут в защитной среде (углеродистая засыпка). При необходимости пенококсы могут быть обработаны при более высоких температурах (до 2600°С), но такая обработка ухудшает механические свойства материалов и потому в производстве не принята. Результаты поиско-. вых работ [112, 113] показали, что полимеры из цепочек макромолекул без поперечных связей (линейные термопластичные полимеры, например полистирол, поливинилхлорид) или с небольшим их числом (полимеры со слабо выраженными термореактивными свойствами, например полиуретаны, эпоксидные смолы) при пиролизе практически полностью деструктируются, давая небольшой коксовый остаток, а полимеры с пространственным строением макромолекул (сетчатой структурой), отличающиеся жесткой структурой с большим числом поперечных связей (пенофенопласты, кремнийорганические пены и их модификации), дают достаточно высокий выход коксового остатка [ 55% (масс.)] , превращаясь в пенококсы. [c.116]

В качестве полимеров с сетчатой структурой, дающих при пиролизе пенококсы, использовали фенолофур-фуролформальдегидную смолу, индивидуальную и совмещенную с нитрильным каучуком [112, 113] . Было показано, что введение углеродных наполнителей (сажа, порошки коксов, графита) в исходное сырье несколько снижает усадку, которая в условиях равномерного обогрева при пиролизе одинакова во всех направлениях. При этом [c.116]

Характер пористой структуры образцов пенококса ВК-900 различной плотности изучали методом ртутной порометрии. Для пенококса с повышенной плотностью размер преобладающих пор на порядок больше по сравнению с пенококсом низкой плотности (рис. 21). Так, для [c.117]

Рис. 21. Интегральные кривые распределения объема пор по размерам для образцов пенококса ВК-900 с плотностью 0,172 (]), 0,190

Рис. 22. Микроструктура образцов пенококса ВК-900 плотностью 0,1 г/см (а, б) и 0,21 г/см (в, г).

Эти выводы о характере пористой структуры подтверждаются фотографиями микроструктуры образцов пенококса ВК-900 (рк=0,1 и 0,2 г/см ), полученными с помощью растрового электронного микроскопа высокого разрешения Квикскан (рис. 22). [c.119]

В ходе термической обработки пеноматериалов изменяется их кристаллическая структура, на что указывают данные рентгеноструктурного анализа для образцов с различной температурой обработки. Так, для пенококса ВК-900, прошедшего обжиг в промышленных условиях, характерна двухмерная упорядоченность структуры (аморфная или структура кокса), не содержащая кристаллитов с трехмерной упорядоченностью (структура графита) (рис. 23). Аналогичная картина отмечается и для пенококса ВК-40-800 на основе пенопласта ФК-40 (температура обработки 800 °С). При повышении температуры обработки протяженность слоев и размеры пакетов кристаллитов, а также их упорядоченность увеличиваются с одновременным уменьшением межслоево-го расстояния. Это наблюдали А. А. Северов и др. (1964 г.) при быстром нагревании монолитных образцов фенолоформальдегидной смолы, причем по сравнению с медленным нагреванием процессы перестройки кристаллической структуры сдвигаются в сторону более высоких температур (1100—1300°С). В результате нагревания до 2900 °С в скоростных условиях на рентгенограмме появ- [c.119]

Следует отметить, что характер пористой и кристаллической структур пенококса ВК-20-900 аналогичен структурам для ВК-900 (см. рис. 22а и рис. 23а, г). [c.121]

Однако если характер пористой структуры материала ВК-900 после термической обработки при 2300 °С не изменяется (пенографит ВГ-2300), то структура пенографита ВГ-20-2300 на основе пенококса ВК-20-900 существенно меняется поры [c.121]

Отмечаемое снижение пикнометрической плотности пенококса ВК-20-1000 (1,85 г/см ) до 1,58 г/см в результате обработки при 2500 °С объясняется ростом замкнутой (недоступной) пористости в ходе перестройки кристаллической структуры, как это было показано Киплингом и др. (1964 г.) для плохо графитирующихся материалов. Пенопласты на основе фенолоформальдегид-ных смол и получаемые из них пенококсы относятся к плохо графитирующимся материалам, дающим при термической обработке жесткий углерод (Франклин, 1951 г.). Исследования пористости образцов неграфити-рующегося углерода методом малоуглового рассеяния рентгеновских лучей [80, с. 94] показали, что они имеют в основном мелкие поры различного вида, которые при [c.122]

Исследование зависимости удельного электросопротивления пеноматериалов от температуры обработки и их плотности показало, что с ростом температуры электрическое сопротивление снижается, оставаясь еще достаточно высоким [(5,6—5,4)10 Ом-м]1 даже для температуры обработки 2500°С. Как было показано ранее [17], удельное электросопротивление весьма чувствительно к изменению макроструктуры материалов и, в частности, к кажущейся плотности. Это подтверждается и данными по зависимости удельного электросопротивления от кажущейся плотности для пенококса ВК-20-900, показывающими снижение электросопротивления с ростом плотности материала. [c.123]

Обработка пенококсов при 2100—2500°С приводит к их разупрочнению (материал теряет жесткость и ста ю-вится мягким, податливым ). Кроме того, нарупчегся зависимость Ос от рк (рис. 25). Объяснить это факт погрешностью измерения нельзя, так как ее ма> сималь-ное значение при определении Осш составляет 4 % [115], а разброс экспериментальных данных для образцов из одной плиты, полученных в идентичных условиях испытаний, достигает 50%. Это может быть объяснено только структурной неоднородностью пеноматериалов по высоте одной плиты, заключающейся в различной форме и размерах пор, и неравномерностью их распределения по всему объему материала. [c.123]

Из-за низкой прочности пенококсы не могут применяться в качестве теплоизоляции в устройствах с относительно большими внутренними и внешними механическими воздействиями, а также подвергаемых ударным нагрузкам, трению и т. д. Для придания пенококсам большей износостойкости и увеличения их прочности используют осаждение пироуглерода из газовой фазы , что увеличивает и химическую стойкость материала. Для этого же на внешнюю поверхность изделий наносят термопластичные или термореактивные смолы или их смеси с тонкоизмельченными углеродными материалами (сажа, коксы, графиты) с последующей сушкой и карбонизацией образовавшейся корки . Эту операцию иногда сочетают с термической обработкой в атмосфере углеводородных газов . Например , блок пенополиуретана с открытыми порами пропитали жидкой фенольной смолой, отверждали на воздухе 15 мин при 150 °С, затем карбонизовали по сложному графику подъема температуры до 1150°С и обрабатывали образцы в атмосфере метана в вакуумной печи при 2200 °С в течение 108 ч. Полученные пеноматериалы обладали аморфной структурой углерода подложки (пенококса) с открытыми порами и высокой термо- и химической стойкостью и коэффициентом удельной прочности, обеспечивавшимися материалом покрытия. [c.126]

Анализ макроструктуры и данных по пределу прочности при сжатии и среднему размеру преобладающих пор пенококсов позволил выявить зависимость между [c.124]

Рис. 25. Зависимость предела прочности при сжатии от кажущейся плотности и температуры обработки для пенококса и пенографитов

Рис. 27. Микроструктура межпоровой стенки пенококса ВК-900.

Следовательно, характер макроструктуры пенококсов определяет их поведение под действием возрастающей нагрузки. Так, при сжатии материала в нем возникают локальные перенапряжения, которые вызывают местные разрушения межпоровых стенок, появление новых и дальнейший рост ранее образовавшихся трещин и другие дефекты. Тогда даже в условиях действия постоянной или слегка возрастающей нагрузки при разрушении отдельных стенок пор происходит ее перераспределение на еще сохранившиеся стенки, что увеличивает удельную [c.125]

Для повышения прочности пенококсов в исходные полимерные композиции вводят порошки графита, металлов, окислов, карбидов или блоки пропитывают суспензией огнеупорного материала с последующей сушкой [c.126]

Однако введение в исходную смолу различных наполнителей все же не позволяет получать пеноматериалы повышенной прочности при высоких температурах. Для получения пеноматериалов, прочных при высоких температурах, предложено [116] пропитывать пенококс в вакуумной печи при 1800—2000 °С смесью 51+В. Для сохранения исходной структуры пенококса в системе В—81—С доля первых двух элементов должна составлять 300% от массы углерода. Плотность композиции регулируется как плотностью пенококса, так и степенью пропитки, с ростом которой концентрация В и 51 растет, а С — падает. Изучение композиции показало, что с ростом Рк возрастают ее Осж и теплопроводность (Я), причем при повышенных температурах (1200—1700 °С) % растет медленнее. Химическая стойкость, определенная по окислению на воздухе при 1000 °С, а также действием кислот и щелочей и их смесей при 20 °С и при кипячении по изменению массы (Ат%), достаточно высокая ( 2%), и только при [c.127]

Действии раствора HNO3+HF (1 1) Am=8%. При окислении на воздухе Ат стабилизируется через 1—3 ч, причем увеличение массы (с учетом выгорания непропитан-ных участков углерода) в результате образования на поверхности пор боросиликатной окисной пленки составляет 20—30% [116]. Таким образом, пропитка пенококса системой Si+B позволяет получать материал с низкими значениями рк и К, достаточно высокими прочностью и химической стойкостью в окислительных средах при нормальной и повышенных температурах. Материал может использоваться в качестве теплоизоляции и для фильтрования агрессивных сред при высоких температурах [116]. [c.128]

К высокопористым углеродным материалам следует также отнести пенококсы на основе углеродных микросфер (синтактические пены), углеродные материалы на основе волокон, прессованные сажи, пористый пироуглерод и материалы, связанные им, вспученный, или верми-кулярный, графит, пористый стеклоуглерод. [c.128]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология