Пенопласты на основе фенолоформальдегидных полимеров - Андрианов Р.А.
Скачать (прямая ссылка):
3) вспенивание композиции из полимера, газообразователя и от-вердителя нагревом ее до температуры разложения газообразователя с последующим отверждением полимера благодаря образованию трехмерной структуры. Этот способ применяется для получения пено-пластов на основе новолачных фенолоформальдегидных полимеров.
Химический метод заключается в том, что реакционная смесь, состоящая из мономеров или продуктов неполной полимеризации (или поликонденсации), при взаимодействии компонентов вспенивается с последующим отверждением полученного полимера. Для улучшения диспергирования газа в полимер обычно вводят слабые пенообразователи (эмульгаторы), изменяющие поверхностное натяжение жидкости на границах двусторонних пленок (например, эмульгаторы марок ОП-7, ОП-10, ВНИИЖ и др.). Для снижения объемной массы при недостаточном количестве газа, выделяющегося в ходе реакций поликонденсации (или полимеризации), в полимер дополнительно вводят жидкие или твердые газообразователи, которые испаряются или разлагаются при повышении температуры реакционной смеси благодаря теплоте реакции полимеризации (или поликонденсации).
По дисперсионному методу водный раствор термореактивных полимеров (мочевиноформальдегидных, фенолоформальдегидных и др.), смешанный с пенообразователем и катализатором, вспенивается быстроходными мешалками или продуванием через раствор какого-либо малорастворимого в воде газообразного вещества с последующим отверждением полимера в стенках ячеек пены. Качество получаемого вспененного материала во многом зависит от поверхностной активности пенообразователя, вязкости и прочности поверхностных слоев вспененных растворов. Особо важную роль играет стойкость пены, так как для перехода стенок пены из жидкой фазы в твердую требуются определенное, иногда длительное время и часто — повышенная температура.
Метод фриттования, хорошо известный в порошковой металлургии, позволяет получать изделия из пористых полимеров в виде плит, труб и т. д. По этому методу в форму загружают термопластичный порошкообразный полимер определенного гранулометрического состава. Форму закрывают и нагревают в течение 20— 40 мин при температуре, которая на 10—20°С выше температуры плавления полимера. Затем форму охлаждают и извлекают изделие. В полученных изделиях поры, образующие микроскопические открытые каналы, пронизывают всю массу материала, благодаря чему изделия имеют хорошие акустические показатели.
Метод поверхностного плавления заключается в том, что частицы
2. Зак. № 40
9
8
порошка термопластичного полимера спекаются в результате оплавления зерен на глубину 2—4 мкм. Изделия изготавливают следующим образом. Порошок загружают в форму, нагретую до температуры, в 1,5—2,0 раза превышающей температуру плавления полимера. Затем в зависимости от вида исходного полимера, толщины стенок, заданной объемной массы и однородности полученного пороПласта стенки формы в течение 40—300 с охлаждают до 40—80°С. После 2—4-минутной выдержки изделие охлаждается до комнатной температуры. Форму нагревают с помощью прямого или высокочастотного нагрева, охлаждают водой или воздухом. Из легкоплавких полимеров можно получить изделия практически любых размеров с любой толщиной стенок. Из полимеров с высокими температурами плавления можно вырабатывать только тонкостенные изделия. Этим методом изготавливают материалы на основе полистирола, полиэтилена, простых эфиров, целлюлозы и других полимеров.
Особенности синтеза резольных и новолачных фенолоформальдегидных олигомеров
Сырьем для получения полимеров обоих видов служат фенол и формальдегид. Реакцию конденсации полимеров описал в своих работах Байер еще в 1872 г. [2, 3].
При реакции в щелочной среде с нагревом до 70—80°С обра-" зуются оксибензиловые спирты [4, 5]. При образовании фенолоспир-тов многие реакции протекают параллельно: наряду с мономе-тилолфенолами получаются ди- и триметилольные производные, а также многоядерные продукты, в которых соединения ядер между собой осуществляются через метиленовые —СНг— и диметилен-эфирные мостики —СНг—О—СНг—- При конденсации оксибензило-вых спиртов образуются смеси метилольных производных полифенолов—резолы:
10
Отверждение резольных полимеров, т. е. дальнейшая их конденсация до образования трехмерных пространственных макромолекул, может быть осуществлено термическим воздействием ,или путем уменьшения рН. Реакция отверждения носит экзотермический характер и протекает с непрерывным выделением газообразных продуктов.
Новолачные полимеры получают конденсацией формальдегида с фенолом в присутствии кислого катализатора (соляной или щавелевой кислоты). Добавление небольшого количества основного катализатора* способствует быстрому переходу полимера в неплавкое и нерастворимое состояние [6].
Было установлено, что образование новолачных полимеров предшествует появлению диоксидифенилметана. В результате дальнейшей реакции их с формальдегидом и фенолом получается полимер [7], представляющий твердую, очень крупную массу в виде
чешуек или кусков, по внешнему виду напоминающую янтарь или канифоль. Цвет отдельных партий полимера от светло-желтого до красио-коричневого. При 60—90°С полимер переходит в жидкое состояние, хорошо растворяется в ацетоне, этиловом спирте и диме-тилформамиде.
