Пенопласты на основе ПВХ. Виды. Свойства
Поливинилхлорид представляет собой термопластичный полимер, который содержит до 56% связанного хлора, что обеспечивает его пониженную горючесть по сравнению с полистиролом. Это свойство сохраняется и у вспененного поливинилхлорида. Кроме того, в отличие от полистирола поливинилхлорид может пластифицироваться при помощи различных пластификаторов, что позволяет получать на его основе пенопласты различной упругости— от жестких до эластичных.
Пенопласты на основе поливинилхлорида и его сополимеров можно получать как прессовым, так и беспрессовым методами. В качестве газообразователей обычно используют порофор, углекислый аммоний и бикарбонат натрия.
Прессовый метод. Приготовление композиции осуществляют следующим образом.
В начале в отдельных аппаратах с мешалкой приготавливают раствор порофора в метилметакрилате, который в пропорции 1:3 смешивают с частью поливинилхлорида.
Затем все компоненты композиции загружают в шаровую мельницу в следующем порядке: углекислый аммоний, бикарбонат натрия; поливинилхлорид и смесь поливинилхлорида с раствором порофора в метилметакрилате. Продолжительность обработки смеси в шаровой мельнице составляет 20-24 ч при постоянном охлаждении водой.
Полученную композицию просеивают и помещают в закрытые металлические емкости, в которых она хранится при температуре не выше 35°С.
Заготовки прессуют при температуре 160-180°С и удельном давлении 15-18 МПа.
В процессе прессования заготовок из композиций на основе поливинилхлорида происходят более сложные физико-химические процессы, чем при прессовании из полистирола. Кроме сплавления полимера в однородную массу и разложения газообразователя происходит полимеризация метилметакрилата и частичное отщепление СН от поливинилхлорида с образованием двойных связей или пространственного полимера. Поэтому правильное соблюдение рецептуры и режимов прессования имеет решающее значение для качества получаемого продукта.
Окончательное вспенивание заготовок осуществляют в паровых камерах, как правило, в ограниченных формах, соответствующих по форме и размерам получаемым изделиям. Температура вспенивания составляет 98-105°С, а продолжительность — 60-120 мин в зависимости от размеров заготовок.
Бесспресовый метод.Процесс изготовления пенопласта состоит из следующих операций: перемешивания всех твердых компонентов (полимеров и газообразователя) в шаровых мельницах; получения из смеси при добавлении к ней метилметакрилата листов путем вальцевания; нагревания листов до температуры 100-110°С в ограничительных формах в среде глицерина или в камерах с электрообогревом; вспенивания заготовки в ограничительной перфорированной форме (кассете), размеры которой соответствуют размерам выпускаемых изделий.
Вспенивание осуществляют при нагревании заготовки до 130-135°С в течение 90 мин. В процессе нагревания полимерная основа композиции размягчается и вспенивается в результате разложения газообразователя. После охлаждения кассеты до температуры 25-30°С ее разнимают и извлекают готовое изделие.
Свойства. Пенопласты ПВХ-1 выпускаются со средней плотностью 50-130 кг/м3, а ПВХ— 130-220 кг/м3. Они характеризуются прочностью при изгибе соответственно 1,5-2,8 и 3,0-6,5 МПа, а при 10%-ном сжатии — 0,4-0,9 и 0,8-4,5 МПа. Теплопроводность этих материалов в зависимости от средней плотности находится в пределах 0,026-0,052 Вт/(м°С), рабочая температура — от —60 до + 60°С. Материалы горючи, но при удалении источника пламени они затухают.