Пенопласты

Пенопласты, газонаполненные пластические массы ячеистой структуры. П. 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. Выделение П. среди прочих газонаполненных пластмасс в отдельную классификационную группу по признаку изолированности ячеек-полостей условно, так как во многих пеноматериалах значительная их часть всё же соединена. Правильнее к П. относить любой газонаполненный полимер, полученный путём вспенивания и последующего отверждения первоначально жидкой или пластично-вязкой композиции. В производстве П. газ диспергируют в полимерном полуфабрикате (растворе, расплаве, жидком олигомере, дисперсии) или создают условия для выделения газовой фазы непосредственно в объёме отверждаемого продукта. Используют различные технологические приёмы 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.

Пористые материалы можно получать также вымыванием из монолитной полимерной заготовки растворимого наполнителя, спеканием порошкообразных полимерных материалов, путём конденсационного структурообразования в растворах полимеров (см. Дисперсная структура). Близки по свойствам к П. газонаполненные пластмассы, полученные с применением полых наполнителей, например заполненных газом сферических микрокапсул.

П. можно приготовить из большинства синтетических и многих природных полимеров. Однако П. промышленного назначения выпускают главным образом на основе полистирола, поливинилхлорида, полиуретанов, полиэтилена, 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 П. 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 П. зависят от химической природы и рецептурного состава полимерной композиции, а также от особенностей структуры готового продукта. Основные свойства некоторых П., выпускаемых в СССР, приведены в таблице.

П. широко применяют в самолёто- и судостроении, в транспортном и химическом машиностроении, в строительстве зданий и технических сооружений как тепло- и звукоизоляционный материал. Их используют при изготовлении многослойных конструкций, различных плавучих средств (понтонов, лёгких лодок, бакенов, спасательных поясов и др.). Прозрачность П. для радиоволн и достаточно высокие диэлектрические и гидроизоляционные свойства обеспечивают этим материалам применение в радио- и электротехнике. Из П. делают амортизирующие и демпфирующие прокладки, разнообразную тару для оптических приборов, электронной аппаратуры и др. изделий. Эластичные П. используют в производстве мягкой мебели и тёплой одежды.

Свойства пенопластов

Полимерная основа

Марка

Кажущаяся

Плотность

кг/м3

Макс. рабо чая темп-ра,

ºС

Прочность, Мн/м2 (кгс/см2)

Тангенс угла

диэлектрич.

потерь

Электрич.

прочность,

кв/мм

Водопо глощение,

%

при растяжении

при сжатии Полистирол

Поливинилхлорид

Полиуретан

Эпоксидная смола

Феноло-формальдегид ная смола

Кремнийорганическая смола

ПС-1 ПХВ-1 ПУ-101 ПЭ-1   ФК-20

 

К-40

60-220

70-130

50250

90-220

 

190-230

 

200-400

65

60

130-150

110

 

120-130

 

250-300

0,7-4,2 (7-42)

1,9-2,0(19-20)

-

-

 

2,0(20)

 

0,6(5,8)

0,5-3(5-30)

0,4-1 (4-10)

1-1,9 (10-19)

1-2,5 (10-25)

 

0,8 (8)

 

0,8-1,4 (8-14)

0,0012-0,003

0,015

0,0015

0,0043

 

0,010

 

0,002

3-6

3,9

-

3,5

 

-

 

2,5

0,4-0,6

2,0-2,5

0,3

1,3-2,3

 

1,5

 

10

Лит.: Романенков И. Г., Физико-механические свойства пенистых пластмасс, М., 1970; Справочник по пластическим массам, под ред. М. И. Гарбара [и др.], т. 2, М., 1969, с. 155; Энциклопедия полимеров, т. 2, М., 1974, с. 549.

Л. А. Шиц.