Пенопласты на основе фенолоформальдегидных полимеров - Андрианов Р.А.
Скачать (прямая ссылка):
Таким образом, из исследованных порофоров наибольший практический интерес для вспенивания композиций на основе полимера СФ-121 представляют порофоры: гидразид СДО, ЧХЗ-23, ЧХЗ-18 и ЧХЗ-57. Но порофор ЧХЗ-57 токсичен, поэтому преимущество первых трех порофоров очевидно.
Влияние измельчения компонентов на вспениваемость наполненных композиций
В качестве наполнителя использовали рядовой (не рассеянный по фракциям) вспученный перлитовый песок с объемной насыпной массой порядка 100 кг/м3. Состав композиций: полимер —100 мае. ч., порофор ЧХЗ-57—2 мае. ч., вспученный перлитовый песок — 0—30 мае. ч.
На рис. 12 показана кинетика вспенивания композиций, содержащих различное количество рядового вспученного перлитового песка.
При введении в композицию 3 мае. ч. вспученного перлитового песка характер вспенивания в цилиндре меняется незначительно в сравнении со вспениванием композиций без перлита. Добавка 7—15 мае. ч. рядового вспученного перлитового песка приводит к уменьшению вспениваемости композиций, а 25—30 мае. ч. наполнителя снижает ее в 3—4 раза.
Степень измельчения полимера в значительной мере ска-го 25 зо 35 40 зывается на характере вспени-Х,МИН вания композиций. В работах Рис. 12. Кинетика вспенивания композиций [13, 41] особо подчеркивается на основе СФ-121, содержащих вспученный это для производства перлито-перлитовый песок, нас. ч.: / - без напол- пластбетоннЫХ ПЛИТ периодиче-
ИИТ6ЛЯ, ? — о* о — /, 4 — 1о, О — _ ^ и
ским способом из композиции на основе полимера СФ-010. При этом указывается, что благодаря измельчению частиц компонентов до удельной поверхности 5000 см /г удается ввести в композицию 30—60 мае. ч. вспученного перлитового песка из расчета 100 мае. ч. новолачного полимера СФ-010.
52
В э.той связи исследование вспениваемости композиций в зависимости от фракций применяемого полимера СФ-121 представляет практический интерес.
Для этой цели композиции готовят путем рассева компонентов и последующего их смешивания при соотношении компонентов (мае. ч.): СФ-121 (100) :ГМТА( 10)'.ЧХЗ-57(2). Рассев и смешение компонентов ведут на ситах, имеющих 121, 484 и 1600 отв/см2.
Как следует из рис. 13, с увеличением измельчения компонентов увеличивается и высота вспенивания композиции в цилиндре почти в 3 раза без изменения ее состава. Полученную зависимость в первую' очередь можно объяснить равномерным распределением компонентов в объеме композиции, отсутствием скоплений порофора и агрегирования полимера, что при смешении в обычных смесителях (шаровых мельницах, бегунах и др.) достигнуть трудно. Приготовление композиций путем многократного просеивания компонентов через сита и получение при этом частиц с одинаковыми размерами способствуют устранению указанных недостатков.
В разрезе образцы пенопласта имели исключительно равномерную однородную мелкозернистую структуру, тогда как образцы, полученные из того же полимера СФ-121 и композиции на его основе в том же
соотношении компонентов, но путем приготовления композиции обычным способом, обладали неоднородной структурой пенопласта. Хорошее вспенивание композиций при мелкой дисперсности компонентов можно объяснить одновременным, быстрым расплавлением полимера, при этом полнее используются газы от разложения порофоров. Для крупных фракций расплавление частиц полимера занимает более длительное время, и при этом имеют место большие потери газов. По этой же причине и образуется неравномерная структура пенопласта. Даже незначительное измельчение полимера (рассев через сито
^,мин
Рис. 13. Кинетика вспенивания фракционированных композиций: / — без рассева по фракциям; 2, 3, 4 — с рассевом через сито соответственно 121, 484, 160 отв/см2
53
121 отв/см2) способствует увеличению высоты вспенивания в 2,5 раза по сравнению с полимером, имеющим размер частиц 1—2 мм.
Дальнейшее измельчение полимера до частиц, проходящих через сито 484 отв/см2 и мельче, незначительно увеличивает высоту вспенивания композиции.
Следовательно, вспениваемость композиций увеличивается при измельчении частиц компонентов и приготовлении композиции уже при пятикратном просеивании ее через сито, имеющее 121 отв/см2.
Степень отверждения пенопластов
Температурный режим процесса и время термообработки (скорость прохождения ФНК) при производстве пенопластов методом непрерывного формования регулируются в зависимости от степени отверждения получаемых пенопластов. Отработка температурного режима для процесса непрерывного формования велась по данным •исследований степени отверждения новолачного полимера СФ-010 уротропином (соотношение 100:10) при температуре 160°С в зависимости от продолжительности термообработки. Отверждение полимера уротропином при данной температуре практически заканчивается за 30 мин. Отверждение вспененных полимеров было исследовано также при помощи дериватографии и инфракрасной спектроскопии.
В первых работах, посвященных температурным воздействиям на полимеры с использованием приборов, регистрирующих происходящие в нем тепловые процессы, изучались реакции между фенолом и формальдегидом методом ДТА. Процесс отверждения фенолофор-мальдегидных полимеров при нагревании исследовался методом ДТА при помощи пирометра конструкции академика Н. С. Курнакова. Методом ДТА было исследовано влияние влаги и пластификаторов на температуру размягчения новолачных фенолоформальдегидных полимеров, являющуюся одной из самых важных физико-химических и технологических характеристик аморфных стеклообразных веществ [112]. Было установлено, что температура начала отверждения новолачных полимеров, отличающихся молекулярными массами, практически одинакова и равна 120—130°С, однако конец отверждения передвигается в сторону более высоких температур с возрастанием молекулярной массы полимера. Полимеры с молекулярными массами от 400 до 700 показали окончание процесса отверждения (пик на термограмме) при 135—140°С, а с молекулярными массами от 700 до 1600 имели конечную температуру отверждения в пределах 155—160°С. Было замечено, что термограммы для нефракциониро-ванных по молекулярным массам полимеров близки по характеру термограммам для полимерных фракций с низкими молекулярными массами. По результатам указанных исследований был сделан вывод,
