Список тематических статей

Пенопласты

Пенопласты - газонаполненные пластические массы ячеистой структуры. Пенопласты имеют строение отвердевших пен. Они содержат преимущественно замкнутые, не сообщающиеся между собой полости, разделённые прослойками полимера. Этим они отличаются от поропластов, пронизанных системой связанных каналов-пор, то есть имеющих губчатую структуру. Также пенопласты могут состоять из отдельных гранул (чаще всего пенополистирол).

Выделение пенопластов среди прочих газонаполненных пластмасс в отдельную классификационную группу по признаку изолированности ячеек-полостей достаточно условно, так как во многих пеноматериалах значительная их часть всё же соединена. Правильнее к пенопластам относить любой газонаполненный полимер, полученный путём вспенивания и последующего отверждения первоначально жидкой или пластично-вязкой композиции. При производстве пенопластов газ диспергируют в полимерном сырье полуфабрикате (растворе, расплаве, жидком олигомере, дисперсии) или создают условия для выделения газовой фазы непосредственно в объёме отверждаемого продукта. Технология производства пенопластов бывает основана на различных технологических приёмах вспенивания: механическое перемешивание или барботирование в присутствии пенообразователей; введение газообразователей (веществ, разлагающихся с выделением газа) или веществ, взаимодействующих с образованием газообразных продуктов; насыщение исходной смеси газом под давлением с последующим снижением давления; введение жидкостей, быстро испаряющихся с повышением температуры. В зависимости от состава композиции и условий её отверждения получают материал с преимущественно открытыми или замкнутыми ячейками.

Соответственно оборудование для изготовления пенопластов подразделяется на классы в зависимости от характеристик полимерной основы пенопласта и способа получения вспененного материала. Экструзионный (или экструдированный) пенопласт получают путем вспенивания полимера непосредственно в цилиндре и формующем инструменте экструдера. Изделия из пенополиуретана, как мягкого, так и жесткого, производители получают путем заливки в формы под давлением на специальных заливочных машинах ППУ. При литье пенополиуретановых изделий используется технология смешения двух компонентов сырья – полиола и изоцианата. Вспененные материалы можно получать и на обычном оборудовании для переработки пластмасс – экструзионных линиях и термопластавтоматах путем использования специальных добавок к сырью, порофоров.

Изделия из пористых материалы можно изготавливать также вымыванием из монолитной полимерной заготовки растворимого наполнителя, спеканием порошкообразных полимерных материалов, путём конденсационного структурообразования в растворах полимеров. Близки по свойствам к пенопластам газонаполненные пластмассы, полученные с применением полых наполнителей, например заполненных газом сферических микрокапсул.

Пенопласты можно приготовить из большинства синтетических и многих природных полимеров. Однако пенопласты промышленного назначения выпускают главным образом на основе полистирола (ПС), полиэтилена (ПЭ), поливинилхлорида (ПВХ), полиуретанов (ПУ), полипропилена (ПП), фенольных, эпоксидных, карбамидных и кремнийорганических смол. В качестве газообразователей применяют азосоединения, нитросоединения, карбонат аммония и др.; из легкокипящих жидкостей — изопентан, метиленхлорид, фреоны. Промышленность выпускает жёсткие и эластичные пенопласты с размером ячеек 0,02—2 мм (иногда до 3—5 мм). Они обладают чрезвычайно низкой кажущейся плотностью (0,02— 0,5 г/см2) и превосходными тепло- и звукоизоляционными свойствами. Водостойкость, механические и электрические характеристики пенопластов зависят от химической природы и рецептурного состава полимерной композиции, а также от особенностей структуры готового продукта.

Изделия из пенопластов обычно не требуют последующей обработки, из чего следует что и количество отходов пенопласта обычно невысоко. Это говорит об экологичности процесса и делает его еще более привлекательным для производителей.

Пенопласты широко применяют в самолётостроении и судостроении, в транспортном и химическом машиностроении, в строительстве зданий и технических сооружений как листовой тепло- и звукоизоляционный материал. Полистирольный пенопласт используется и как отделочный материал в строительстве, из него делают различные декоративные плитки, панели, молдинги, плинтусы. Постоянно растущие продажи стройматериалов обеспечивают существенный рост выпуска различных пенопластов как в России, так и за рубежом.

Пенопласты используют при изготовлении многослойных конструкций, различных плавучих средств (понтонов, лёгких лодок, бакенов, спасательных поясов и др.). Теплопроводность пенопласта крайне мала – это одно из основных свойств, определяющих его применимость в различных областях науки и техники. Прозрачность пенопластов для радиоволн и достаточно высокие диэлектрические и гидроизоляционные свойства обеспечивают этим материалам применение в радиотехнике и электротехнике. Пенопласты широко используются в технологии получения амортизирующих и демпфирующих прокладок, разнообразной тары и упаковки для оптических и других хрупких приборов и механизмов, электронной аппаратуры и др. изделий. Упаковочный пенопласт, как правило, представляет собой отформованный в соответствии с контурами упаковываемого продукта пенополистирольный материал. Огромный рынок эластичных пенопластов - производство мягкой мебели и тёплой одежды.