Полимерные пены и технологии вспенивания
Покупка
Тематика:
Технология полимерных материалов
Издательство:
Профессия
Пер., под ред.:
Чеботарь А. М.
Год издания: 2009
Кол-во страниц: 600
Дополнительно
Один из самых быстрорастущих секторов индустрии пластмасс впервые получает современное справочное издание, выпущенное на русском языке. В книге описаны основные виды полимерных пен, их свойства, способы производства и сферы применения. Для широкого круга специалистов полимерной отрасли и смежных отраслей (строительных материалов, транспортного машиностроения, спортивных изделий и др.)
Тематика:
ББК:
УДК:
ОКСО:
- ВО - Бакалавриат
- 18.03.01: Химическая технология
- ВО - Магистратура
- 18.04.01: Химическая технология
ГРНТИ:
Скопировать запись
Фрагмент текстового слоя документа размещен для индексирующих роботов.
Для полноценной работы с документом, пожалуйста, перейдите в
ридер.
Handbook of Polymeric Foams and Foam Technology
2nd Edition
Edited by
Daniel Klempner and Vahid Sendijarevic
With contributions by
R. M. Aseeva, K. Ashida, J. K. Backus,T. Baumann, R. Broos,
L. Domeier, С. V. Gupta, J. R. Harper, R. Herrington, P. T. Kelly,
D. Klempner, P. Knaub, R. F. Mausser,W. Nicholson, С. B. Park,
С. P. Park, J. H. Saunders, V. Sendijarevic, F. A. Shutov, K. W. Suh, D. Visco, F. Xing
HANSER
Hanser Publishers, Munich
Hanser Gardener Publications, Inc., Cincinnati
Клемпнер Д.
Полимерные пены
и технологии вспенивания
Перевод с английского
Под редакцией к.т.н. А. М. Чеботаря
Санкт-Петербург
2009
УДК 000.00
ББК35.710Нем
КОО
КОО Клемпнер Д.
П олимерньте пены и технологии вспенивания: П ер. с англ. / П од. ред. к .тл. А. М. Ч еботаря. — СП б.: Про фессмя, 2009. — 600 сир.
ISBN 978-5-93913-156-8
ISBN 3-446-21831-9 (нем.)
Одиниз самых быстр орастущих с ектор ов индустрии пластмас с впервые получает с о времени о е справочное издание, выпущжно е на рус ском языке. В книге описаны основные виды полимерных пж, их свойства, способы производства и сф ерыприменения.
Для широкого круга спщиалистов полимерной отрасли и смежных отраслей (строительных материалов, спортивных товаров, упаковки, транспортных средств ндр.).
УДК 000.00
ББК 35.71Нем
All right reserved. Carl Hans er Verlag, Munich
Все права ■защищены. Никакая часть дани ой книги и е может быть воспроизведена в какой быто ни было форме без письменного разрешения владельцев авторских прав.
Информация, содержащаяся в дани ойкните, получен а из источников, рассматриваемых издательством как надежные. Тем не менее, имея в виду возможные человеческие или технические ошибки, издательство не может гарантировать абсолютную точность и полноту приводимых сведений и не несет отв етственностиз а возможные ошибки, связанные с использованием книги.
ISBN 978-5-93913-156-8
ISBN3-446-21831-9(neM.)
© Carl Hanser Verlag, Munich, 2004
© Изд-во « Проф ec сия», 2009
Содержание
2.2. Фуид!мент!'ЮЬО‘Те прюпцшы фортгп(ров!юся пею>т..............................24
2.2.1. Ф о ртгоср о в 1кн е пузыря...........................................24
2.3. Р езу«ШТ!ТЫ НССЛеДОВ !Ю^1 ПО ОТДеJQ£Q>Urf ВНД!М пен ......................... 2 9
3. >Яченст!я структур! Н СВОЙСТВ! вспененньи полимеров ...............................3 5
3.2. Пористые и ячеистые слстет^т..................................................3 5
3.2.1 . Ст!ТНСГНЧе CKO е 3H!4eiffie понятия ячейки ........................... 3 5
3.3. Открыто- н з!крыто пористые вспененные пл!стм!ссы...........................40
3.3.2. Открытые ячейки н их плотность........................................41
3.4. Плотность вспененных потшмеров .............................................43
3.4.2. Плотность н р!змер ячеек..............................................43
3.4.3. Плотность н толщины стенок............................................45
3.5. Форм! ячеек вспененных полимеров............................................46
3.5.1. Р^одетпс форм ячеек...................................................46
3.5.3. Анизотропия форм ячеек................................................49
3.5.3.2. Влияние формы ячеек и! мех!ннческне свойств! .................50
3.6. ₽!змер ячеек вспенеюсьтс подлоге еров.........................................5 2
СОДЕРЖАНИЕ
3.6.2. Размер яче ек и число ячггк.............................................5 2
3.6.3. Р азмер ячг ек и т олщнна стенок........................................53
3.6.4. Мнкроячейкн............................................................54
3.6.5. Размер ячеек н физические свойства ......................................5 5
3.7. Модели ячеистой структуры и расчет механических свойств вспененных полимеров...............................................................5 5
3.7.1. Эластичные вспененные полимеры..........................................57
3.7.2. Жесткие вспененные полимеры.............................................53
3.3. Ячеистая структура и теплопрсводеость вспененных полимеров...................59
3.3.1. Теплопроводно отв полимерной фазы.......................................6 0
3.3.2. Теплопр ов одно отв газовой ф азы......................................60
3.3.3. Радиационная тепло пр оводе о отв.......................................63
3.3.4. К онв ектнв ная т еплопр ов одно отв....................................64
3.3.5. Влияние переменнвтх на теплопроводно отв................................64
3.9. Основнвте понятия.............................................................6 6
3.9.1. Три поколения полнмернвтх пен...........................................6 6
3.9.2. Шеств структурнвте уровней..............................................67
3.9.3. Количеств еннвте пар а метрвт ячеистой структурвт......................63
3.9.4. Технологические представления.........................................6 9
3.9.5. Преимущества вспененнвтх полимеров.....................................70
3.10. Литература...................................................................71
4. Эластнчнвте полнуретановвте вспененнвте материа лы................................7 3
4.1. Введение....................................................................7 3
4.1.1. Области применения.....................................................74
4.1.2. Рвтнкн сбыта ...........................................................7 5
4.2. Б азов ая химия..............................................................75
4.2.1. Ре акции по лнприсо единения...........................................73
4.2.2. Ре акции о бр азов ання газа...........................................30
4.2.3. Компоненты рецептурвт пенвт............................................31
4.2.3.1. Полнолвт........................................................32
4.2.3.2. Сополнмервт полиолов............................................37
4.2.3.3. Изо циан атвт...................................................33
4.2.3.3.1. Толуолвнвте нэоцнанатвт................................33
4.2.3.3.2. Метнлендеф еннлденэоцна иат............................3 9
4.2.3.3.3. Форполнмервт...........................................9 0
4.2.3.3.4. Инде к с нзоцна ната...................................91
4.2.3.4. Нап олннт ели...................................................91
4.2.3.5. Воде............................................................9 2
4.2.3.6. Поверхностно-актнвнвте вещества (ПАВ) .........................92
4.2.3.7. Каталнзаторвт...................................................9 3
4.2.3.7.1. К аталнэаторвт- амннвт.................................9 3
4.2.3.7.2. Каталнзаторвт замедленного действия...................94
4.2.3.7.3. Нелетучие каталнзаторвт................................94
4.2.3.7.4. Металл о органнче окне каталнзаторвт..................94
4.2.3.3. Добавки.........................................................9 5
4.2.3.3.1. Красители..............................................95
4.2.3.3.2. УФ-ста билнзаторвт.....................................9 6
4.2.3.3.3. Огнезащитные составвт..................................9 6
4.2.3.3.4. Б акте рис статические агенты.........................96
4.2.3.3.5. Пла стнфнцнрующне до б авкн.............................9 6
4.2.3.3.6. Аге нт вт, открвтвающне ячейки........................97
4.2.3.3.7. Антистатики...........................................97
4.2.3.3.3. Агенты, улучшающие совместнмоств компонентов пенвт (компатнбилнзаторвт)........................................97
4.2.3.3.9. Вспомогателвнвте пенообр аэующне агенты...............93
4.3. Морфолотня вспененнвтх материалов...........................................9 9
4.3.1. Обзор соврёменнвтх концепций...........................................9 9
СОДЕРЖАНИЕ
7
4.3.2. Модели образования эластичных вспененных матерналов...............107
4.4. Пслучайна эластичных вспаиаиных материалов...............................103
4.4.1. Обтггн^ на обходимые условия.......................................103
4.4.2. Вспаииваина в лабораторных условиях..................................10 9
4.4.3. Вспеиивайне в полутгромышлеиных масштабах.........................109
4.4.4. Пр омышленно е пр оиэв одеть о пен.................................110
4.4.5. Смешивающие головки...............................................111
4.4.6. Процессы промышленного масштаба ..................................113
4.4.6.1. Производство блочных материалов............................113
4.4.6.2. Процессы уделения вспомогательных вспенивающих материалов .116
4.4.6.3. Линни получения вспененных формовок........................117
4.5. Физические свойства вспененных материалов................................113
4.5.1. Плотно отв вспененного материала ..................................119
4.5.2. Несущая способность................................................119
4.5.3. Во эдух о пр о ниц а емо сть.......................................121
4.5.4. Размеры ячеек .....................................................122
4.5.5. Остаточная деформация при сжатии..................................12 3
4.5.6. И опыт а ння пара стяжение.........................................123
4.5.7. Раэдкр.............................................................124
4.5.3. Способность к упругой деформации...................................124
4.6. Блочные пены.............................................................124
4.6.1. Рецептуры блочных пен..............................................125
4.6.2. Р азр а ботка альтернативных в спеиив ающнх агентов............125
4.6.3. В спей еиные ма териалы с высокой не сущей спо со би о стью........126
4.6.4. Высокоупругне пены.................................................127
4.6.5. Воспламеняемость пены..............................................123
4.6.6. Пены без ВЯТ.......................................................129
4.6.7. Выделеиня..........................................................129
4.6.3. Повторное использование, утилизация отходов .......................130
4.7. Ф ормов айны е в олене иные мате риалы...................................130
4.7.1. Вспененные материалы, предназначенные дня изготовления сидений.....131
4.7.2. Комфортность сидений...............................................132
4.7.3. Динамическая усталость ............................................133
4.7.4. Запотевание и запах................................................134
4.3. Литература ..............................................................135
5. Жесткие пенополиуретаны......................................................144
5.1. Введение.................................................................144
5.2. Структура................................................................146
5.3. Химия....................................................................146
5.4. Реагенты.................................................................147
5.4.1. Изо циан а ты......................................................147
5.4.2. Полиолы............................................................143
5.4.3. Катализаторы.......................................................149
5.4.4. Стабилизаторы .....................................................150
5.4.5. П ено образов а тели..............................................15 0
5.4.6. Модификаторы горения ..............................................151
5.5. Рецептуры ...............................................................152
5.6. Получение пены...........................................................152
5.6.1. Блоки и листы .....................................................153
5.6.2. Заливка на месте ..................................................153
5.6.3. Напыление..........................................................154
5.7. Физика пены..............................................................155
5.3. Св ойства...............................................................15 5
5.3.1. Плотность..........................................................155
5.3.2. Механические свойства .............................................156
5.3.3. Стейк о сть к в о де, р а ств о ригелям и химика там...............156
СОДЕРЖАНИЕ
6.2.1. Ката -газаторы дга цнклотрнтгсернэацнн............................169
6.2.2. Кинетика н механизмы цнклотрнмернэацнн..............................17 3
6.2.3. Отно снтельная к ата -гатнче окая актив но оть.....................13 3
6.3. Получение модифицированных полннэоцнануратных вспененных матер налов.....137
6.3.1. Модифицированные уретаном полннэоцнануратные пены.................137
6.3.1.1. Факторы, влияющие на модификацию ..........................137
6.3.1.1.1. Полннэо цианаты...................................133
6.3.1.1.2. Полиолы...........................................190
6.3.1.1.3. Факторы, влияющие на устойчивость к воздействию температуры и пламени........................................19 0
6.3.1.1.4. Выбор катализатора...............................193
6.3.1.1.5. Вспенивающие агенты..............................193
6.3.1.1.6. ПАВ .............................................194
6.3.1.2. Получение пены............................................194
6.3.1.2.1. Модифицированный полнольный полннэоцнануратный оцененный материал на основе сорбита ........................195
6.3.1.2.2. Моднфнцнрованная этиленгликолем полннзоцнануратная пена........................................................19 5
6.3.1.2.3. Ламинированные вспененные материалы..............195
6.3.1.2.4. Изоцнануратные пены, модифицированные ароматическими сложными полиэфирами..........................196
6.3.1.2.5. Полннэоцнануратные пены модифицированные фенольными смолами...........................................196
6.3.1.3. Свойства пены..............................................197
6.3.1.4. Процессы производства......................................193
6.3.2. Полннзоцнануратные пены, модифицированные оксазогадоном............202
6.3.3. Модифицированные амидом полннзоцнануратные пены...................20 5
6.3.4. Модифицированные карбодниггадом полннзоцнануратные вспененные материалы.....................................................205
6.3.5. Моднфнцнр свайные нмндом полннзоцнануратные пены..................207
6.4. Области применения......................................................207
6.4.1. Плиты из пенс композитов..........................................203
6.4.2. Огнеупорные бесшовные изоляционные материалы......................203
6.4.3. Изоляция ялэтгтгй ................................................209
6.4.4. Изоляция химических и нефтехимических заводов.......................21 0
6.4.5. Оте ны многоэтажных до мов........................................211
6.4.6. Химически стойкие плоты...........................................211
6.4.7. Крнотехннка, нефтехимия, использование солнечной энергии..........211
6.4.3. Высоко упругие эластичные полиуретановые вспененные материалы......211
6.5. Литература..............................................................211
7. П огастнрольные и структурные пены...........................................216
7.1. Введение и общее описание...............................................216
7.1.1. Терминология......................................................217
СОДЕРЖАНИЕ
9
7.2. Химия и получение ........................................................213
7.2.1. Теория процесс! в спеннв алия.......................................213
7.2.1.1. Инициирование пузырьков......................................213
7.2.1.2. Рост пузырьков ..............................................219
7.2.1.3. Стабилизация пузырьков......................................22 0
7.2.2. Выбор пенообразователей............................................221
7.3. Свойства н ни связь со структурой ..........................................22 2
7.3.1. Методы испытаний.....................................................22 2
7.3.2. Свойства промышленных пр одуктов.....................................22 2
7.3.2.1. Ячейки ......................................................224
7.3.2.1.1. Геометрия...........................................225
7.3.2.1.2. Доля открытых яче ек..................................22 5
7.3.2.1.3. Состав газа.........................................225
7.3.3. Механические свойства ...............................................225
7.3.3.1. Жесткие вспененные полимеры..................................22 5
7.3.3.1.1. Ползучесть..........................................227
7.3.3.2. Структурные пены.............................................223
7.3.3.3. Эластичные вспененные полимеры...............................223
7.3.3.3.1. Поведение при сжатии................................22 9
7.3.3.3.2. Прочность и относительное удлинение при растяжении..230
7.3.3.3.3. Прочность на раэдагр..................................23 0
7.3.3.3.4. Уст ало сть пр н изгибе.............................231
7.3.4. Термические свойства.................................................231
7.3.4.1. Те пл опр св ода о сть.......................................231
7.3.4.2. Удельная теплоемкость........................................232
7.3.4.3. Коэффициент линейного термического расширения..................23 2
7.3.4.4. Максимальная температур а эксплуатации.......................23 3
7.3.4.5. Горючесть....................................................233
7.3.5. Влагостойкость.......................................................233
7.3.6. Электрические свойства...............................................234
7.3.7. Старение в окружающей среде..........................................234
7.3.S. Другие свойства......................................................234
7.4. Промышленное производство и переработка...................................235
7.4.1. Процесс производства ................................................235
7.4.1.1. В спеннв ающнеся композиции....................................23 5
7.4.1.1.1. Физическая стабилизация............................23 5
7.4.1.1.2. Химическая стабилизация.............................236
7.4.1.2. Процесс декомпрессионного расширения.........................236
7.4.1.2.1. Физическая стабилизация.............................236
7.4.1.2.2. Химическая стабилизация.............................237
7.4.1.3. Диспергирование..............................................233
7.4.1.3.1. Взбивание .....................233
7.4.1.3.2. Синга ктные в one неиные полимеры...................239
7.4.1.4. Другие методат...............................................23 9
7.4.2. Промышленные продукты и процессы.................23 9
7.4.2.1. Полистирол...................................................239
7.4.2.1.1. Экстрударсвайные полнстнрольиые плиты.................23 0
7.4.2.1.2. Экстрударсвайные полнстнрольиые листы...............241
7.4.2.1.3. Вспененные полнстирольиые плиты из бисера...........241
7.4.2.1.4. Полнстирольиые структурные пены.....................241
7.4.2.1.5. Вспенивающийся по лнстнр ол для за сыпкн............242
7.5. Применение...............................................................24 2
7.5.1. Амортизация.........................................................243
7.5.2. Тепловая изоляция....................................................243
7.5.2.1. Холодильная те хннка.........................................244
7.5.2.2. Строительство................................................244
СОДЕРЖАНИЕ
7.5.4. КОИСТруКЦНО >ЦЦ>Те ДеТа-ТШ...........................................24 6
7.5.5. ПрЮгСеИеЮСе В МОреПЛаВilGffi........................................24 6
7.5.6. Элактрнческая изоляция.............................................247
7<5.7 < Объемное эапо-тшеюге и укупорка...................................247
7.5.3. Другие обл а стн прюгсаиаюся.......................................247
7.5.9. Энергетические аспекты вспененной изо ляции........................243
7.5.10. Э кологня и базе па ено сть........................................252
7 < 5 < 10 < 2 < Выбр о сы в атмо оф spy.............................25 2
3. Вспененные по гшолефишг.......................................................253
3.2. Хиттшя и производство.....................................................25 9
3.2.1. Вспенивание фнзнческнмн гаэообр аэовата лямн........................26 2
3.2.1.1. Процаее вспаннвання........................................262
3<2<1<1<1< Выборполнмерного сырья.............................263
3<2<1<1<2< Выбор паноо бр азоват а ля..........................26 5
3<2<1<1<3< Новые пенообразовате-тпг...........................263
3<2 <1 <1 <4< Модификаторы пр синцаемс стн....................26 9
3.2.1.1.5. Пробламы углеводородных гаэообразователей .........271
3.2.1.1.6. Неорганические пенообразователи....................272
3.2.1.2. Перноднческнй процесс.......................................273
3.2.2. В спеиив а ине хнмнч е скнм пен о о бр азов а телем.................274
3.2.2.1. Поперечная ешквк!...........................................274
3.2.2.1.1. Реакции сшнвкн.....................................27 5
3.2.2.1.2. Поперечная сшивка с активаторами..............277
3<2<2<1<3< Ошнмальная стгшвка................................277
3.2.2.2. Химические гаэообраэователн................................232
3<2<2 <3< ВcneiGS аюсе и его регугосроваюсе ........................234
2<2<2<3<1< Регулирование плотности пенопласта................236
3<2<2<3<2< Регулнрсвише размера пор ..........................237
3.3. Со отношение структуры и свойств.........................................233
3<3 <1 < Свойства пр отгшшг л еюг ой продукцюг..............................29 2
3.3.2. Взаимозависимость структуры и свойств..............................293
3<3<2<1< В л налоге структурпараметров................................29 5
3.3.2.2. Структурные модели.........................................297
3<3< 2<3< Эмпнрнче ская корреляцня...................................29 9
3 <4 < Промышленные пр оизв одеть о и перера ботка ...........................301
3<4 < 1 < Экс-тру знойные проце осы.......................................301
3<4<1 < 1 < Прямая экструзия........................................301
3 <4 < 1 < 2 < Экструзия с накопите л jnroc..........................30 3
3.4.1. 3. Высокоскоростная (мгновенная) экструзия...................303
3.4.1. 4. Придание формы пенопластам................................304
3.4.1 <5. Сплавленные вспенеюоге стрешн.............................304
3.4.2. Процессы производства полиолефинового бисера дня формования.......30 5
3.4.2.2. Процесс 306
3.4.2.4. Процесс iSe&sw?............................................303
3.4.3. Процессы сшнвкн листов из полиолефинов.............................309
3.4.3.1. Проце осы р аднацнонной сшнвкн...............................30 9
3.4.3.2. Процессы химической сшнвкн.................................311
3.4.3.3. Ср авненн е д^ух пр оце ссов ................................31 3
СОДЕРЖАНИЕ
11
3.4.4. Процесс получения соединенных стержней из сшитых пенополноле фннов ....314
3.4.4.1. Компр асснонноа формование (прямо а прессов анне) ............314
3.4.4.2. ВХЬпроцесс....................................................315
3.5. Применение.................................................................31 6
3.5.1. Обработка............................................................316
3.5.2. Основные области применения..........................................317
3.5.2.1. Амортизационная упаковка .....................................313
3.5.2.2. Стр онтельство ...............................................319
3.5.2.3. Акустика......................................................319
3.5.2.4. Использование для изоляции и в промышленности................32 0
3.5.2.5. Использование в автомобилях...................................320
3.5.2.6. Спорт и досуг.................................................321
3.5.2.7. Сельское хозяйство и другие области использования.............321
3.6. Литература ...............................................................321
9. Вспененный ПВХ ...............................................................327
9.1. Вв едение...................................................................327
9.2. Характеристики ПВХ.........................................................32 9
9.2.1. Структуры ПВХ........................................................33 0
9.2.2. Структурные изменения при перера ботке................................331
9.2.3. Влияние плавления П ВХ на физические свойства .......................33 2
9.3. Технология составления рецептур...........................................33 2
9.3.1. Краткий обзор рецептур вспененного ПВХ................................332
9.3.2. Влияние ингредиентов рецептуры на процесс вспенивания и свойства пенопластов....................................................334
9.3.2.1. Смолы ПВХ ....................................................334
9.3.2.2. Стабилизаторы.................................................334
9.3.2.3. Вспениватели..................................................335
9.3.2.4. Нукленруюгцне агенты.........................................34 0
9.3.2.5. Смазки.......................................................34 0
9.3.2.6. Моди фнка торы удар ной в язко стн...........................341
9.3.2.7. Технологические добавки.......................................341
9.3.2.S. Наполнители...................................................343
9.3.2.9. Пла стнфнкаторы...............................................344
9.3.3. Использовайне в рецептуре пены регенерированного ПВХ..................344
9.3.4. Планирование эксперимента (2? О£) прн разработке рецептур пены.......34 6
9.4. Технология пер еработкн ...................................................343
9.4.1. Экструзия вспененного ПВХ.............................................343
9.4.1.1. Выбор пр оцесса экструзии....................................343
9.4.1.1.1. Процесс свободного вспенив а ння....................349
9.4.1.1.2. Проце сс вспенивания с интегральной оболочкой (Се£*£а).34 9
9.4.1.2. Влияние параметров процесса на морфологию пены................351
9.4.1.2.1. Плотность пены н размер ячеек........................352
9.4.1.2.2. Распределение ячеек по размерам (образование больших пор)....................................................354
9.4.1.2.3. Гладкость пев ерхно стн..............................354
9.4.1.3. Влияние вида экструзионного оборудования......................355
9.4.1.4. Новые разработкн экструзионного оборудования для пенопластов нэ жесткого ПВХ.........................................35 5
9.4.2. Литье вспененного ПВХ под давлением..................................357
9.4.3. Вспенивание ПВХ при атмосф ерном дав лении...........................353
9.4.4. Микропористые ПВХ пены..................................................35 9
9.4.4.1. Вспененный ПВХ н пенс образов ателн............................35 9
9.4.4.1.1. Перер аботка микропористых пен.........................36 0
9.4.4.1.2. Пернодцческнй процесс получения микропористой пены..361
9.4.4.1.3. Непрерывный процесс получения микропористой пены....36 2
9.4.4.2. Технология получения микропористых ПВХ пен.....................36 2
СОДЕРЖАНИЕ
9.4.5. Вспененные композиции ПВХ/даевесная мука...........................36 3
9.5. Анализ маханнческнх свойств и стандарты испытаний.......................364
9.5.1. Механнчеокна свойства ...........................................365
9.5.1.1. В лнянне плоти о стн п аиы................................365
9.5.1.2. Влияние га о метрик яче йкн...............................367
9.5.1.3. Влнянна на однородно стн ячаак................................36 9
9.5.2. Стандарты ASTM н LSО ................................................369
9.5.2.1. Стандарты ASTM................................................36 9
9.5.2.2. Стандарты LSО.................................................37 0
9.6. Литература .................................................................371
10. Эпсоссилныепены................................................................37 5
10.1. Вв едение.............................................................37 5
10.2. Химия и рецептуры эпоксидов............................................376
10.3. Агенты и пр оца осы в спеннв аиня.....................................37 3
10.3.1. Вспенивающие а ганты — инертные газы................................37 3
10.3.2. Вспаинв ающна агенты — инартныа жидкости............................37 9
10.3.3. Вспаинв ающна аганты — инартныа жидкости............................37 9
10.3.4. Расширяющиеся синтактныа наполнители................................330
10.3.5. -ii Взбитые it- эпоксиды............................................331
10.3.6. Эмульсин эпоксидов..................................................331
10.3.7. Неводные жидкие экстрагнруамыа порос бразоваталн и C1PS.............331
10.3.3. Твердые экстрагируемые поре образов а тели..........................332
10.3.9. Стереолитография....................................................33 3
10.4. Комбинации термореактопластов на основе эпоксидов и изоцианатов.......33 3
10.5. Трехфазные синтактные пены.............................................334
10.6. Армнр ованные волокнами пены...........................................335
10.7. Удаляемые пены.........................................................336
10.3. Применение.............................................................337
10.3.1. Автомо биле строе ине (также см. ниже применение в качестве клеев) .337
10.3.2. Инкапсуляция электронного оборудования..............................339
10.3.3. Адгезивы (клен).....................................................391
10.3.4. Восстановление зданий...............................................391
10.3.5. Дамбы, цистерны и мосты.............................................392
10.3.6. Расширяющиеся заполнители...........................................393
10.3.7. Спортивное оборудование.............................................393
10.3.3. Предметы индивидуальной защиты......................................39 3
10.3.9. Перера ботка и р ецнклннг термопластов .............................39 3
10.3.10. Заменители легкого ............................................394
10.9. Литература............................................................394
11. Латехсныепеныигубки............................................................397
11.1. Вв едение..................................................................397
11.2. Процесс Данлопа (Dtlnlop Pro сел?).........................................393
11.2.1. Ингредиенты оме он..................................................393
11.2.2. Примечаиня к процеосу проиэводства .................................401
11.2.3. Вспеннвайне.........................................................401
11.3. Процесс с заморажнв аинем..................................................404
11.3.1. Первоначальиый процесо с заморажнв аинем............................404
11.3.2. Обновленный процесс с заморажнв аинем...............................404
11.4. Губка ....................................................................405
11.4.1. Губчатая реэнна с открытыми ячейками................................405
11.4.2. Губчатая резина с закрытыми ячейками................................40 6
11.5. Литература................................................................403
12. Вспененные силиконы............................................................40 9
12.1. Истоки и создание .........................................................409
12.1.1. Истоки..............................................................40 9
12.1.2. Разработка вспененного силикона.....................................410
СОДЕРЖАНИЕ
13
12.1.3. Разработка тахнологнн получения пламегаоящей пены.......................411
12.2.1 . Ф о ртгпср ов авосе п ево>т...........................................41 2
12.2.2 . В слом огате львсые венгре дне вггы...................................412
12.2.2.2 . Полвсдкметвелснлоксаны с блокированными bbgcbcjdco вщевытгос групп а тин..........................................41 3
12.2.2.3 . П ев ер хне огне-актвеввсые вещества.........................413
12.2.2.5 . Пенообразователи.............................................414
12.3 . Взаимосвязь структуры и свойств..............................................415
12.3.1 . Осо бевено стн структуры..............................................415
12.3.2 . Фнзнчаскна свойства...................................................415
12.4 . Протатлтггл^тттгоs пронзво детьо н переработка...............................417
12.4.4 . Выбор о бору дев а воея...............................................41 9
12.5.3 . О со банк о стн снлвосон св ой пр о дукцвос...........................420
12.5.4 . О бла стн првпгсе невоея .............................................420
13. Вспененные матерна-ты из фторвер obieggk полюгсаров................................421
13.1 < История и введение...........................................................421
13.2. л£вП|П£я и фвсзвоеа получевоея пан..............................................42 3
13.2.1. Зар о дыша о бр азов авосе н р о ст пузырьков ..........................424
13.3. Свойства н вех взаимосвязь с ячеистой структурой..............................423
13.3.1. Фвсэвсческне свойства...................................................423
13.3.2. Тер мвсче окне свойства.................................................429
13 < 2 < 2 < 1 < Т апл опрев о ди о сть..................................42 9
13.3.3. Удельная теплоетгосость.................................................430
13.3.3.1. Коэффвецнент линейного термвсческого расшир евеня............431
13.3.3.2. Максима льная таппаратур а эксплуатации........................431
13.3.4. Электрвсческне свойства.................................................431
13.4. Промышланноа пр онзв одеть о н переработка....................................433
13.4.1. Вспаннвавене FEP- н .РЖ-смол............................................433
13.4.2. Вспаннванна фтор зла стомервсых смол (типа -iiBhtohi^) .................434
13.4.3. П о дв спевост; авосе .РТУ^-смоjo>t.......................................43 5
14. Вспененные котгшознты о драва оной мукой...........................................433
14.1.1. О си овы полимер во-ис ксьос озвет ов...................................433
14.1.2. Натур а-то-во-те в олокн а н вое св о йстъ а..............................44 0
14 < 1 < 2 < 1 < Твепы натур a jq-bq-tx в оло кон.......................44 0
14.1.2.2. Мнкр о стр уктур а на тур альвсых в оло кон....................441
14.1.2.3. Со ста вныа компе нанты натур альных в о локон.................441
14.1.2.4. Др ав а сныа в оло кна велн До ав а оная мука..................443
14.1.3. Вспананныа композиты пластнк/дзавасная мука.............................443
14.1.3.1. Вспаннв анна РТУС в пернодсческом процесса.....................444
14.1.3.2. Вспаннв анна РТУС в экструзионном процесса.....................444
14.1.3.3. В спаннв анна Р ТУС прн лвстье п од давла венам................445
14.2 . Основные проблемы в развитии РТУС-пен........................................445
СОДЕРЖАНИЕ
14.2.1 . Термическая деструкция натуральных волокон.....................446
14.2.2 . Со дер жанне влаги н эмиссия летучих из натур альных в о локон..44 3
14.2.3 . Диспергирование натуральных волокон н связь волокно-матрица....451
14.2.4 . Трудности переработки из-за повышенной вязкости................451
14.3 . Фазовые изменения в о вспененных РТУС..................................45 2
14.3.1 . Изменения фазов ой морфологии экструдата при микропористом вспенивании и мелкопорнстом вспенивании -РИ^С.............................45 2
14.3.2 . Образование раств ора полнмер/гаэ..............................454
14.3.3 . Нукле ацня яче ек..............................................454
14.3.4 . Контроль роста ячеек...........................................455
14.3.4.1 . Необходасмое количество вспенивающего газа.............456
14.3.4.2 . Минимизация диффузии в атмосферу.......................456
14.3.4.3 . Подавление коалесценции ячеек..........................456
14.3.4.4 . Подавление коалесценции и разрушения ячеек.............457
14.4 . Эксперименты н обсуждение............................................453
14.4.1 . Влияние эмиссии л етучнх из да ев е слой муки в о вр емя пр о це сса экструзии 453
14.4.1.1 . Поведение при вспенивании композитных пен с не сушеной древесной мукой....................................................45 9
14.4.1.2 . Поведение при вспенивании композитных пен с высушенной древесной мукой....................................................46 0
14.4.1.3 . Влияние темпер атуры сушки на морфологию ячеек...........46 2
14.4.2 . Эксперименты по вспениванию с переменным содержанием экстрактивных веществ...................................................463
14.4.2.1 . Влияние экстрактивных летучих на плотность пены и давление перера боткн...........................................464
14.4.2.2 . Влияние экстрактивных летучих на морфологию ячеек......464
14.4.3 . Важность температуры перер аботкн прн экструзии вспененных РТУС.46 6
14.4.3.1 . Влияние темпер атуры цнлнндаа на плотность пены........467
14.4.3.2 . Влияние температуры дегазации............................46 9
14.4.3.3 . Оценка количества летучих, используемых для вспенивания прн перер аботке в тандемной экструзионной системе..................47 0
14.4.4 . Вспенивание с р азлнчнымн ХВА..................................472
14.5 . Заключение..........................................................47 6
14.6 . Литература..........................................................47 6
15. Фенольные пенопласты......................................................47 9
15.1. Хнмня н п ено о бр азо в аюсе ..........................................47 9
15.1.1. Ф енольные см о-тш...............................................47 9
15.1.1.1. Продукты прнсоединения формальдегида ....................430
15.1.1.2. Продукты конденсации.....................................431
15.1.1.3. Вспененные смолы........................................431
15.1.2. Сшивка фенольных смол............................................432
15.1.3. Образование пены.................................................43 2
15 < 1 < 3 < 1 < Ом олы............................................43 3
15.1.3.2. Пов ерхностно-активные вещества (сурфактанты)...........433
15.1.3.3. Гаэообраэователн........................................433
15.1.3.4. Добавки.................................................434
15.1.4. Снижение коррозионной актив но стн фенольных пенопластов........435
15.2. Свойства н нх взаимосвязь со структурой................................435
15.3. Промышленное производство и переработка................................437
15.4. Прнменеюсе............................................................433
16. Огнестойкость полимерных пен...............................................490
16.2. Горение пенопластов ..................................................491
16.2.1. Горение с пламенем полимерных пен...............................492
16.2.2. Тлеющее горение полимерных пен..................................494
СОДЕРЖАНИЕ
15
16.2.3. Фильтрационное горение газов в полимерных пенах...................49 6
16.3. Методы испытаний и параметры классификации пожар о безопасно стн вспененных материалов.........................................................497
16.4. Последние достижения в разработке трудногорючих полимерных пен.........503
16.4.1. Разра ботка пен на основе термостойких по природе и трудно горючих полимеров..........................................504
16.4.2. Химичеокая и фнзнчеокая моднфнкацня полимерных пен..............506
16.4.3. Добавки дня повышения огнестойкости (антипирены) ................507
16.5. Литература...............................................................511
17. Сннтактные полимерные пены..................................................515
17.1. Вв едеине ..............................................................51 5
17.2. Полые сф ернческне наполнители.......................................51 6
17.2.1. Общие сведения..................................................516
17.2.2. Стеклянные мнкр о сф еры........................................516
17.2.3. Полимерные мнкро сферы..........................................517
17.2.4. Другие мнкросферы ..............................................513
17.2.5. Макро сферы.....................................................513
17.3. Технология получения синтактных пен....................................519
17.3.1. Общие положения.................................................519
17.3.2. Реология синтактных смесей......................................519
17.3.3. Композиции дня заливки и литья.................................52 0
17.3.4. Регулирование кажущейся вязкости...............................52 0
17.3.5. Коэффициент заполнения и упаковки мнкр о сфер ..................522
17.4. Производство синтактных пен............................................524
17.4.1. Эпоксидные сннтактные пены .....................................524
17.4.2. Олнгоэфирные сннтактные пены....................................525
17.4.3. Фенольные сннтактные пены.......................................525
17.4.4. Орга ио силиконовые сннтактные пены.............................526
17.4.5. Полннмндные сннтактные пены....................................52 6
17.4.6. Карбонизированные сннтактные пены...............................526
17.4.7. Сннтактные препреги.............................................523
17.4.3. Смешанные сннтактные пены.......................................523
17.5. Физические свойства синтактной пены....................................529
17.5.1. Прочностные свойства............................................529
17.5.1.1. Общие положения.........................................529
17.5.1.2. Влияние микро сфер .....................................530
17.5.1.3. Влияние связующего .....................................530
17.5.2. Абсор бцня в оды и стойко сть к гндр о статнче скому дав ленню..531
17.5.3. Термические свойства ...........................................533
17.6. Последние разработки и основные о бла стн применения...................534
17.6.1. Применение под водой и в суде стр оеннн..........................534
17.6.2. Применение в строительстве......................................537
17.6.3. Применение в ко смосе..........................................53 9
17.6.4. Другие области применения.......................................540
17.7. Литература.............................................................540
13. Вспенивающие агенты для полимерных пен.....................................543
13.1. Вв едеине.............................................................54 3
13.2. Классификация .........................................................543
13.3. Химические газе образов а тели.........................................545
13.3.1. Основные характеристнкн.........................................545
13.3.2. Неорганические газе образов ателн..............................54 5
13.3.2.1. Карбонат аммония........................................546
13.3.2.2. Карбоиаты щелочных металлов.............................547
13.3.3. Органические газе образов ателн.................................551
13.3.3.1. Типы агентов ...........................................551
13.3.3.2. Азо - и диазо со единения...............................551
СОДЕРЖАНИЕ
13.3.3.2.1. Аэоннтрнлы алнфатнче свой н алнцнвлнче свой серий ..55 2
13.3.3.2.2. 2,22 -Дналвовсн-2,22 -аэопропаны................554
13.3.3.2.3. Производные аз о днкар боновых кислот.............55 6
13.3.3.2.4. Днаэо а мнно бензол (ДАБ).......................553
13.3.3.3. N-Ннтроэосоедннення.......................................560
13.3.3.4. Сульф огнда азнды.........................................562
13.3.3.5. Азнды органнче свих внолот и их аналоги...................564
13.3.3.5.1. Карбазиды.......................................564
13.3.3.5.2. Сульфазнды......................................565
13.3.3.6. Производные три азина ....................................566
13.3.3.7. Производные три- и тетр азола.............................563
13.3.3.3. Сульфоннлсемнкарбаэнды.....................................569
13.3.3.9. Производные мочевины.......................................570
13.3.3.1 0. Производные гуанидина ...................................571
13.3.3.11. Эфиры.....................................................571
13.3.4. Гаэо о бр а зов ателн, воторые в ыде ляют га зы в р еэультате хнмнче овой р е акции между вомпоие игами...................................57 2
13.3.4.1. Смеон внолоти металлов.....................................572
13.3.4.2. Смесн органнче свнх внолот с неорганическими карбонатами...57 3
13.3.4.3. Смесн ннтрнтов н солей аммония............................574
13.3.4.4. Другие типы реагирующих смесей..............................57 5
13.3.5. Правтнчесвое рувоводство по выбору ХГО ...........................577
13.4. Фнзнчесвне гаэо о Бразов ателн и проблемы овружающей среды................530
13.4.1. Основные хар автернстнвн............................................530
13.4.2. Летучие жидкости....................................................531
13.4.2.1. Глобальные пр облемы: хлорфторуглеводоро ды (С'Р’С) н гидр охлор фтор углеводороды (JfCJ’C)................................53 2
13.4.2.2. Альтернатнвные ФГО — углеводороды н ffFC..................533
13.4.2.3. Альтернативные ФГО-смеон..................................534
13.4.2.4. Раэбор вонвретного случая: метод выбора гаэообраэовате ля с подходящим давлением паров.........................................534
13.4.2.5. Пены, полученные с помощью смесн R-24 5f а/в ода...........536
13.4.2.6. Другие смесн...............................................536
13.4.2.7. JfF С н гло б а.льне е потепл енне.........................536
13.4.3. Твердые гаэообраэов ателн ...........................................537
13.5. Газы.......................................................................537
13.6. Нувл е ато ры..............................................................533
13.7. Литература.................................................................533
Приложение ..........................................................................590
Переменные и символы, использованные в книге ..................................590
Бспомогательный указате ль...........................................................59 3
Предисловие
Использование полимерной пены в современной промышленности продолжает расти быстрыми темпами по всему миру Причины этого бурного роста многочисленны: легкийвес, превосходное с о отношение прочности ивеса, великолепные изолирующие свойств а, способность п оглощ ать эн ергию (включая удары, вибр ацию и звук) и сп о с обн о сть с оз дав ать ощущение ком-ф орта. П ены могут быть изготовлены пр актиче ски из лю б ого п олимер а, в с е, что н е о бхо димо — ввести газ извне или генерировать его внутри полимерн ой матрицы. Вабор полимеров, пригодных для использования в промышленности, зависит от их свойств, легкости изготовления, экономичности процесса. Полимерные пены включают широкий спектр материалов — от суперлегких (1,6 кг/м³) до почти монолитных (960 кг/м³). Главные области их применения — производств о мебели, транспортных средств, спальных принадлежи остей, ковровыхподгюжек, упаковки, текстиля, игрушек, касок, спортивных товаров, обуви, ударо-извукопоглощающих прокладок (в автомобилях, обувиит. п.), из ляпни, бытовых приборов, плавсредств, декоративных накладок, контейнеров под пищевые продукты и напитки, корпусов станков и т. п.
Пены обычно делят на гибкие, полужесткие и жесткие, их можно производить с любой желаемой жесткостью. В зависимости от области применения для их изготовления могут применять с амы е р азн о о бр азные пр оц е с сы. Типичными являются н епр ерывн о е изготовление блоков, заливка, формование, напыление, ламинирование.
После выхода в свет предыдущего издания книги были поставлены и во многом решены такие задачи, как поиск экологическиприемлемых вспенивающих агентов, горючесть, ликвидация твердых отходов. Однако важность этих проблем сохраняется, и они продолжают оставаться в фокусе многих исследований. Например, для пен разработан о множеств о пламегасителей, немногие из них содержат бром, иво многих местах запрещены из-за воздействия на здоровье человека. Ясно, что негорючесть продолжает оставаться важной проблемой, особенно в свете н овых з акон о дательных инициатив, тр е бующих с амоз атухаемо сти от ме б ельных п ен. Что кас а-ется вспенивающих агентов, несмотря нато, что многие хлорфторуглев о дор оды, разрушающие озоновый слой, были замещены такими вспенивателями, как диоксид углерода, углеводороды, частичн о фторир ов анные углев о дор оды, с охр аня ется н е о бхо димо сть в п оиске н овых материалов с нулевым воздействием на озоновый слой, не создающих парниковый эффект, с низкой воспламеняемостью и плохой теплопроводностью. Хотя прогресс в области вторичной пер ер а-б отки п ен виден, твердые отходы пр одолжают бр о с ать вьтэ ов н ауке и техн ологии.
ПРЕДИСЛОВИЕ
Книга охв атыв аат главные клас сы п олимерных пен, в н ей о б суждаютс я химия процессов, свойств апен и их взаимосвязь со структурой, методы изготовления, включая промышленные процессы, области применения. В первых трех глав ах рас смотрены фундаментальные аспекты п ен. Отдельные клас сы р ас смотр ены в глав ах с 4 п о 17 и включают в с е бя п олиур ет ан овые пены, полистирол, полиолефины, ПВХ, зп оксидные, мочевин о -формальдегидные пены, латексные резины, силиконы, ф терполимеры, синтактныепены. В по еле дней главе рассмотрены вспенивающие агенты.
Информация, изложенная в книге, должна заинтересовать и представителейпромышлен-н о сти, и академиче ских ученых, инжен ер ов, з анятых н аучными ис следов ания ми, прикладными и б аз овыми пр о блемами, пр онзв о дств ом п олимерных п ен лю бых тип ов. Кр оме того, сп еци-алисты п о маркетингу пении сходных мат ериалов для их пр онзв одств а тоже н айдут зту книгу очень ценной. Ее можно использовать и в качестве учебника по курсу ^Полимерные пены*.
Издатели надеются, что зта книга даст толчок творческой мы ели и поможет в разработке новых технологий, типов пены, процессов, областей применения.
Дэя иел Клемп мер и Вахи дСеяд иясаре ем *
1. Введение
Д.КЛЕМПНЕР
Ячеистые (пористые) пластики, или пенопласты, часто назьсваемые также полимерными пенами, вспененными илигубчатыми пластиками, обычно с о стоят минимум из двух фаз: твердой полимерной матрицы и газо о бразнойфазы, полученной с помо -щьюпено образ ователя. Твердых фаз может быть несколько, как в случае смес ейили сплавов полимер ов (как правило, гетерогганых).
Другие твердые фазымогут присутствовать во вспененном материале в виде волокнистых или любых других наполнителей. Наполнители могут быть неорганическими— типа стекла и керамики, металла или природных полимер о в. Пенымогут быть эластичными или твердыми в зависимо сти от того, ниже или выше температура стеклованиявспененной фазы комнатной температуры, что, в свою очередь, загасит от химического состава, степени Кристал лично сти и степени сшивки. Промежуточно е звено между эластичными и твердыми пенами—полужесткие или полуэластичные пены. Геометрия пор может быть открытой (туннели между ячейками) или закрытой.
Закрытоячеистые пяы жесткие и лучше по дходят для теплоиз о ляции, открыто -ячгастые—э ластичные и лучшепо дхо дят для пр о из во детва автомо бильных сидений, мебели, матрацев, дляакустической изоляции и т. п.
Пенопласты могут быть пр о изведены в очень шир оком диапаз о не плотно стей: от 1,6 кг/мэ до б о лее чем 960 кг/мэ [ 1 ]. ТЬккак механическая прочно сть в о сновномпр о -порциональнаплотно сти вспгаенного материала, требу емый диапаз он плотности обычно о пр еделяется о б ластью применения пены. Так жесткие пшы дляконструкционных целей требуют выс окой плотности, армирования волокном илитого и другого вместе, вто вр емя какпенынизкой плотно сти о бычно используются в пр оизводстветеплоизо -ляции. Эластичные пяы с низкойплотностью (около 30 кг/м*), как правило, идут на пр оизводство меб ели и авгомо бильных сццений, а эти же мат ер налы с несколько б о -леевыс окими значениями плотно сти используются дня изготовления по дложекков-рови виз детых, амортизирующих энергию удара.
Вспениваниеполимерных материал овможет осуществляться механическими,химическими или физическими методами. Вотнекоторыеиз наиб о лее шир око используемых [ 1]:
ВВЕДЕНИЕ • Термическо е разложение химических газ о образователей с о браз ованиемаз ота и/или диоксида углеродапод действием тепла извне или тепла экзо термиче-скойреакцииво время полимеризации. • Механическое введшие (взбивание) газов вполимерную систему (расплав, раствор или суспензию), которая отверждается катализаторами и/или теплом, и таким о браз ом газ оше пузырьки удерживаются в матрице. • И с пар ение низкокипящих жидко стей (типа фторзамещенных углеводородов илиметилшхлорида) внутри полимерной мае сы в р езультате экз о термической р еакции илипри подведении тепла. • Испар шиепод дейстшея экз отермического тепла, газ ов, выделяющихся во вре-мяпо лимеризации, как это пр оисходитв р езультате реакции из о цианата и во ды с о браз ованием диоксида углер ода. • Распнр шиегаза, раствор енного вполимерной мае се, по еле с брасывания давления в системе. • Введениемикр осф ер в полимернуюмас су Полые микро сф еры могут с о стоять из стеклянного или пластмас с ового бис фа. • Расшир ение наполненного газ ом бис ера под воздейстшем тшла или распнр е-ние этого бис ера в полимерной мае се теплотой, по лучшной в результате реакции (например, расшир ение полистир ольного бис ера в полиуретане илив эпо -ксидной смоле). По др о бно мето ды вспенивания рас смотр еныв главе 18. Пр оизводство пен может о существлятьсямножеством различных спо с о бов [ 1 ]: • Заливса (для произво дствамногокомпонентныхпенприменяются машины, где используегсяударное смешение). • Компрессионноепресс ование. • Реакционно е литьепо д давленная, обычно с использ о ванная ударного сманшия. • Вспенивание наместе заливкой из двух- или многокомпонентной головки. • Налылениепены. • Экструзия вепшенного бис ера или гранул. • Литье под давлшиемвепененного бисера илигранул. • Ротацнонноеформование вспенивающегося материала. • Вспшивание материала вз биванием воздуха или низ ко кипящего летучего рас -творителя (типа хлор дифторметана, R-22). • Нас лаиваниепен (пр оизводство вспененных дос ок). • Пр оизводство вепшенных композитов. • Пр оцес с о сажденияпен, вкоторомпо димерная фаза о бразу егсяполимеризаци-ейвжидкости, затем улетучивающшея. Подробнее основе формованияпенрассмотреныв главе 2, а конкретные спо со бы представленыв по следующих главах. Рынок применения пшопластов растет во вс еммир е. С еверная Америка, страны ЕС и Япо ния являются в едущими пр о из в о дителями и по тр ебит елями вс пененных материалов. Темне менее Во сточная Европа, Латинская Америка, особ енно Бразилия, Аргентина, а также Мексика иазиатские страны, такие как Тайвань, Южная Корея, Китай и Индия, быстро разшвают мощно стипо их производству. Эластичныеили полуэластичныевспеншные материалы (пенопласты) используются в пр оизводстве:
ВВЕДЕНИЕ 21 • мебели; • транспортных средств; • матрацш; • основы дня ковров; • упаковси; • текстиля; • игрушеки развивающих игр для детей; • материалов дня курток; • спортивных принадлежности; • амортизатор овударов и шбрации, гасителей звука; • опорныхплиг (подушен). Об ластиприменжия жестких пенопластов: • зданияи сооружался; • электроприборы; • резервуары/грубы; • транспортные средства; • упаконеа; • плавсредства; • мебель; • молдинги (декоративнее); • корпусамашин; • конташерыдтыпродуктовинапитков. Припроизводствепенопластов существуетнесколысо серьезныхпроблея. Эго вопросы воспламеняемости (горючести) пенопластов, утилизации отходов (включая способностьк биоразложению) илиихвторичной переработки там, где это возможно илиэкономически выго дно, ине в по с леднкю очер едь—пр об лема уменьшения пято -образователямиозонового слоя. Самыми с ерьезными пр о б лемами оказались горючесть и дымо о браз ование при сгорании большинства органических пен, особенно с учетом многочисленныхнегатив-ных публикаций в средствах мае с овой инф ормации. С одной стор оны, эти вопр о сы сталир епшъна предприятиях—изготоштеняхпогопластов, ас другой — было издано б о льшо е число ф едеральных, го судар ственных и местных инструкций и нормативов (типа различных строительных норм и правил использования жестких пен в строительстве или стандартов для использ ования эластичной пенье в автотранспортных средствах). Что бы с о блюсти эти нормы иправила, применяютсяраз личные способы. Самыми общими являются: • И спо льз ование до бавок, содержащее такиеэ леменгы, как фосф ор, галогены, азот (типа меламина) и соединения, которые действуют синергетически, такие как окись сурьмы игалогассо держащие со единоеия, комбинации фосфор-и бром-с о держащих со единенийи т. д. • Введошефункциональных групп, со держащих <=пламегасигели>, которые р еа-гируют с другими компонентами йены и становятся неотъемлемойчастью полимерной о сноы>е. • Испо льз ование <= огнезащитных»»- покрытий, например вспучивающихся. Однако этот метод часто неприемлем из-за того, что, еслипокрьпие повреждено или удалого, основнаяпенаможетгоретъ.
ВВЕДЕНИЕ • Модификация структуры основного полимера введением термо стойких структур, включая гетер оциклы,такиекакизоцианатураты, циклическмеимцдыи т. д, вомнотих случаях снижакщихгоркчестьпжы. При оценкегорючести пенучитываютмножество других очжь важных факторов, например образование дыма, которыйчасто представляет б Члыпую опасно сть, чая сам огонь. Большинство людей погибает от дыма (прежде вс его угарного газа), а не от огня. К сожалению, многие из используемых «пламегасителей» содержат галогеныи усиливают дымо образование. Как следствие, возникает ограничение вддимо сти и выходы и знаки выхода из помещения становятся нераз личимы. С лед о вательно, р ешая эту пр о б лему, горючесть и вьщеление дыма нужно рас сматривать с о внести о. Огромныйростиспользования вспенжныхматериаловза прошлые три десятилетия с оздал также с ерьезнуюпро блемуперераб откм отходов. Было разработано множеств о методов использования таких отходов. Термопластичные пенопласты мо гут быть пер еработаны термоформованием, или литьем под давлением, или частичным во с становлением с о отвегствующего мономера( ов) термическим разложением. Для частичного во с становления компонентов вспеношыхр еакгопластов, особ енно пято -по лиур етано в, нс польз овались пир олиз или гидр олиз пар ом, спиртами, аминами алифатических амино спиртов и т. п. Отходыпенопластовтакже пнроко применялись вкачестве наполнителя, эластичный пжополиур етан после пр опитки связующей смолойипользовался как о снова дня ковриков. Удалоше отходовиих пер еработкавсе еще остаются важнейшимизадачами. Проблемаумжьшения озонового слояфтор-ифторхлоруглводородами, исполь-з овавшимися ранее в некоторых потах типа твердых полиур етанов, была главным о б -разом решена за счет использования вспенивающих агентов двуокисиуглер ода, утле-водоро довинепо лностыо фторир ованныхуглево дор одов (Н FC's). В книге представлжы осношыепо ложения, а также пер вдовью концепциипр отв -во дствапо лимерных пен. Каждый из о сновныхтипов пены рас сматривается в отд ель -ной главе. 1.1. Литература KfempntrD., Frisch К. С. Polymeric Foam. New York: Hanser, 1991.