Пеноэпоксид своими руками
Добавил пользователь Дмитрий К. Обновлено: 18.09.2024
Как уже указывалось ранее, использование в качестве отвердителей пеноэпоксидов аминов способствует уменьшению усадки, поскольку взаимодействие амина с эпоксидным олигомером происходит без выделения каких-либо веществ. Технологическая усадка пеноэпоксидов весьма незначительна, что является одним из существенных достоинств этих материалов. [46]
При полном отверждении поглощение в аналитической области обусловлено наложением на полосу 910 см 1 других полос поглощения эпоксидной смолы. Остальные компоненты пеноэпоксида в аналитической области заметно не поглощают. [47]
Различают пенополиэпоксиды следующих марок: ПЭ-1, ПЭ-2и самозатухающий. Объемный вес пеноэпоксидов марок ПЭ-1 и ПЭ-2 100 - 200 кг / ж3, коэффициент теплопроводности 0 04 - 0 05 ккал / м ч град при температуре 20 С, предел прочности при сжатии 8 - 30 кг / еж2, водопоглощение за 24 часа 0 1 %, предельная температура применения 100 - 140 С. Пенополиэпоксид самозатухающий имеет объемный вес 70 - 300 кг / ж3, коэффициент теплопроводности 0 04 - 0 06 ккал / м - ч - град при температуре 20 С, предел прочности при сжатии 3 - 40 кг / еж2, предельная температура применения 160 С. [48]
Различают пенополиэпоксиды следующих марок: ПЭ-1, ПЭ-2 и самозатухающий. Объемный вес пеноэпоксидов марок ПЭ-1 и ПЭ-2 100 - 200 кг / м3, коэффициент теплопроводности 0 04 - 0 05 ккал. [49]
Машина МИЗЭП-1 разработана специально для заливки пеноэпоксидов . [50]
Вспенивание композиции массой 100 г начинается через 30 с после смешения. Исследование влияния ПАВ, отвердителя, растворителя и температуры на свойства пеноэпоксидов данной рецептуры показало, что содержание отвердителя в системе почти не сказывается на величине кажущейся плотности пенопласта, но заметно влияет на прочность материала: чем меньше концентрация отвердителя, тем выше прочностные показатели пенополиэпоксида. Изменение содержания ПАВ и растворителя очень сильно влияет как на - кажущуюся плотность, так и на прочность материала, особенно при небольших концентрациях. Повышение температуры исходной композиции до 110 С приводит к заметным изменениям кажущейся плотности и прочности. Отверждение при более высоких температурах нецелесообразно, так как наряду с повышением прочности появляются трещины и происходит коробление. [51]
О влиянии отвердителей на процесс вспенивания и макроструктуру эпоксидных пенопластов известно очень мало. Так, согласно данным [22, 109], более важным фактором, влияющим на макроструктуру пеноэпоксидов , является не вязкость системы, а скорость вспенивания, которая резко зависит от типа отвердителя. [52]
Неионогенные ПАВ - полигликоле-вые эфиры алкилфенолов ( ОП-7, ОП-10) также широко используются при получении пеноэпоксидов . [53]
Пенопласта на основе эпоксидных смол считаются одними из наиболее химически стойких пеноматериалов. Они почти не поглощают бензин и нефть даже при повышенных температурах. Пеноэпоксиды нестойки к действию кетонов. [54]
В последние годы были получены эпоксидные пенопласты с высокой температурой размягчения и стойкостью к действию высоких температур. Такие материалы могут быть получены различными путями. Один из них, наиболее простой состоит в подборе оптимальных режимов отверждения вспененных материалов. Так, в частности, показано [94], что температура стеклования пеноэпоксидов растет при повышении температуры и увеличении продолжительности доотверждения. [55]
В основе способа их получения лежат два принципиально различных метода. Пенопласты ( ПП), получаемые этими методами, различаются как по своим свойствам, так и по технико-экономическим особенностям. Преимущество второго метода заключается в том, что он не требует больших температур и давлений, отличается простотой технологии и позволяет получать пенопласты на месте их применения. К пенопластам, получаемым этим методом, относятся пенополиуретаны, фенольные пенопласты, пеноэпоксиды , пенокарбамиды. [56]
Холодильные шкафы обеспечивают хранение при температуре 1 - 3 С продуктов, предназначенных для продажи в течение рабочего дня. Рабочий запас продуктов в холодильных шкафах составляет 40 - 50 % от количества продуктов, продаваемых задень, и, таким образом, шкаф должен пополняться два-три раза в течение рабочего дня. Естественно, что такие шкафы должны загружаться только ранее охлажденными продуктами. Объем шкафа подбирают из расчета нагрузки 50 - 70 кг продуктов на 1 м2 площади полок шкафа. Располагаться шкаф должен в торговом помещении непосредственно возле рабочего места продавца. Каркас шкафа изготовляют из деревянных брусков / ( рис. 11.10) и обшивают с внутренней стороны оцинкованной сталью или алюминием 2, а с наружной стороны - листовой сталью 4, которую затем окрашивают белой краской. Между наружной и внутренней обшивками находится теплоизоляционный материал - пенополи-стирол или пеноэпоксид . [57]
Холодильные шкафы обеспечивают хранение при температуре 1 - 3е С продуктов, предназначенных для продажи в течение рабочего дня. Рабочий запас продуктов в холодильных шкафах составляет 40 - 50 % от количества продуктов, продаваемых задень, и, таким образом, шкаф должен пополняться два-три раза в течение рабочего дня. Естественно, что такие шкафы должны загружаться только ранее охлажденными продуктами. Объем шкафа подбирают из расчета нагрузки 50 - 70 кг продуктов на 1 м2 площади полок шкафа. Располагаться шкаф должен в торговом помещении непосредственно возле рабочего места продавца. Каркас шкафа изготовляют из деревянных брусков / ( рис. 11.10) и обшивают с внутренней стороны оцинкованной сталью или алюминием 2, а с наружной стороны - листовой сталью 4, которую затем окрашивают белой краской. Между наружной и внутренней обшивками находится теплоизоляционный материал - пенополи-стирол или пеноэпоксид . [58]
Медленное начало реакции
При использовании указанных активаторов не удается оценить отдельно характер действия вспенивающего агента; указанное действие следует рассматривать совместно с действием ускорителей и других добавок.
Таким образом становится возможным использовать различные марки азодикарбамица, предлагаемые потребителям, при температурах переработки, равных 165 - 220°С. Поэтому азодикарбамид можно применять для вспенивания таких термопластов, как полистирол, полифениленоксид, полиэтилен высокой плотности и полипропилен.
Его применение в упаковке, используемой в пищевой промышленности, разрешено управлением по контролю за качеством пищевых продуктов, медикаментов и косметических средств (при министерстве торговли США).
Производные гидразина и гидразин образуют другую важную группу соединений, обеспечивающих образование азота и используемых для вспенивания термопластов. Так, например, для полиацеталей, в частности, рекомендуется использовать дифенокси-4,4-цисульфо-гидразид. В данном случае выход газообразных продуктов можно повысить введением малых количеств азодикарбамида и двууглекислого натрия.
Тригидразинотриазин, отличающийся более высокой температурой деструкции (235°С), целесообразно использовать для вспенивания акрилонитрилбутадиенстирольного пластика, поликарбоната и полиамида 6.
Из числа вспенивающих агентов с высокой температурой деструкции можно также назвать:
- п-толуолсульфонилсемикарбазид, который рекомендуется применять для полиэтилена высокой плотности, полипропилена, акрилнитрил-бутадиенстирольных пластиков и для полиамидов.
- 5-фенилтетразол рекомендуется использовать для линейных полиэфиров и поликарбонатов [7].
В табл.3 приводятся характеристики указанных вспенивающих' агентов.
Таблица 3 - Химические вспенивающие агенты, используемые для литья термопластичных пеноматериалов.
Температура деструкции, °С
Азодикарбомид (включая модифицированные соединения)
Полистирол, АБС пластик, полифениленоксид, полиэтилен высокой плотности, полипропилен
При литье АБС пластиков необходима предварительная сушка.
полиэтилен высокой плотности, полипропилен, АБС пластик, полиацеталь
Дифенокси-4,4-дисульфогидразид (при необходимости модифицированный введением азодикарбонамида и двууглекислого натрия)
АБС пластик, поликарбонат, полиамид 6
Продукты разложения содержат аммиак
Бикарбонат натрия (при необходимости в смеси азодикарбонамидом и лимонной кислотой)
Полиэтилен, полиамид 6
Выделение углекислого газа и воды, выход газообразных продуктов включает пары воды.
Если, кроме того, обратиться к требованиям характеристик "идеального" химического вспенивающего агента, то из их анализа становится очевидным, что "идеальное" сочетание вспенивающего агента с термопластом следует определить экспериментальным путем. Действительно, трудно прогнозировать характер влияния продуктов реакции, образующихся в присутствии, например, остаточных количеств катализатора, фракций инициатора или остаточных мономеров. Указанные продукты часто обуславливают протекание побочных реакций, которые нежелательны и способствуют коррозии литьевых форм, а также выделяют неприятные запахи и изменяют окраску готовых изделий.
Коррозия может быть вызвана за счет действия аммиака и (или) металлорганических соединений, образующихся при взаимодействии циануровой кислоты со сталью, из которой выполнены формы. Аммиак также вызывает неприятный запах, в то время как изменение окраски - следствие протекания побочных реакций инициаторов полимеризации с эластомерными соединениями, красителями, и, например, с изоциануровой кислотой.
Действительно, только двууглекислый натрий может представлять определенный практический интерес, хотя его применение ограничено (см. табл.3). Другие соединения, например, соли аммония, гидриды, оксалаты или перекиси, которые использовались ранее, в настоящее время не применяются, несмотря на их низкую стоимость [9].
В области химических вспенивающих агентов наблюдаются в основном три следующих тенденции:
- Расширение и улучшение существующих композиций, подобных маточной смеси;
- Разработка специальных составов для полимерных материалов конструкционного назначения;
- Способы введения агентов в гранулят, обеспечивающие решение всех имеющихся в настоящее время проблем.
Области применения
В основном химические вспенивающие агенты используются для переработки поливинилхлорида (более 50% потребления азодикарбонамида), эластомеров и полиолефинов. Использование вспененных конструкционных термопластов в настоящий момент невелико, но исследователи предсказывают существенный рост использования таких материалов, особенно при вторичной переработке конструкционных пластмасс.
Жесткие полиуретановые пены в основном используются для теплоизоляции, например в холодильниках, морозильных камерах, теплоизоляции зданий, грузовиках-рефрижераторах с продукцией, водонагревателях, термосах и т. д. Следовательно, жесткие полиуретаны вносят большой вклад в энергосбережение. Полиуретановые пены с высокой плотностью с закрытыми ячейками являются влагостойкими, и могут использоваться для увеличения плавучести морских судов. Преимущество состоит в том, что пена не будет разрушаться при проколе и сохранит свою плавучесть даже после многих циклов загрузки-выгрузки судна [11].
Большая часть гибкой полиуретановой пены производится для амортизации, это включает мебель, упаковку и транспортировку. В интерьере используется полиуретановая пена для подкладки ковра, постельных принадлежностей, домашней мебели. Транспортная индустрия использует его в сидениях для самолётов, поездов, велосипедов и автомобилей. Он также используется для других применений в автомобилях, таких как звукоизоляция и вибрационное уплотнение. Другие применения включают одежду, игрушки, электронику и другие применения для защиты или смягчения ударных нагрузок.
Наиболее известным применением полистирольной пены являются белые полистирольные чашки, которые идеально подходит для горячих напитков из-за хороших теплоизоляционных свойств пены. Пенополистирол также используется для целей упаковки, в основном для пищевых контейнеров, одноразовых блюд и картонных коробок. Ударопрочный полистирол может также использоваться в конструкционных приборах вместо жестких материалов, таких как дерево и металл. Широкое применение вспененные материалы находят и в строительной отрасли [14].
Наиболее эффективно применение вспенивающих агентов для повышения производительности процесса производства пенопластов. Одним из самых передовых направлений в создании эффективных непрерывные процессов производства пенопластов является использование в технологических линиях такого высокопроизводительного оборудования как экструдеры, литьевые машины, каландры. Это оборудование успешно работает в промышленности пластических масс и перерабатывает основную долю всех выпускаемых термопластов. Очевидно, что применение указанного оборудования при производстве пенопластов откроет широкие перспективы для развития этой отрасли промышленности. Особенно больше возможности открываются при использовании для производства пенопластов экструзионного оборудования. Экструдеры наиболее производительные и широко применяемые машины при производстве самых разнообразных изделий из термопластов, таких как пленки, листы, трубы, профильные и кабельные изделия, волокна и т. д. Они устанавливаются в технологические линии с высокой степенью автоматизации, обеспечивая непрерывность и высокую эффективность процесса. Кроме того, во многих случаях конструкция экструзионного оборудования может обеспечить проведение процессов, необходимых для получения пенопластов.
В настоящее время в нашей стране и за рубежом имеется лишь малый опыт использования экструдеров для производства тех или иных видов пенопластов. Однако, следует отметить, что широкий размах исследовательских работ, ведущихся в этом направлении, а также их результаты позволяют утверждать, что экструдеры получат широкое распространение в технологических линиях для производства изделий из этих материалов. Некоторые фирмы приступили к серийному изготовлению экструзионного оборудования, специально предназначенного для производства определенных видов изделий из пенопластов [13].
Рассматривая множество способов переработки вспененных материалов, следует отметить, что правильный выбор вспенивателя можно сделать только после внимательного рассмотрения всех предъявляемых к нему требований. В процессе переработки необходимо учитывать скорость разложения вспенивателя, время пребывания материала в экструдере и зависимость вязкости полимера от температуры [12].
Как уже указывалось ранее, использование в качестве отвердителей пеноэпоксидов аминов способствует уменьшению усадки, поскольку взаимодействие амина с эпоксидным олигомером происходит без выделения каких-либо веществ. Технологическая усадка пеноэпоксидов весьма незначительна, что является одним из существенных достоинств этих материалов. [46]
При полном отверждении поглощение в аналитической области обусловлено наложением на полосу 910 см 1 других полос поглощения эпоксидной смолы. Остальные компоненты пеноэпоксида в аналитической области заметно не поглощают. [47]
Различают пенополиэпоксиды следующих марок: ПЭ-1, ПЭ-2и самозатухающий. Объемный вес пеноэпоксидов марок ПЭ-1 и ПЭ-2 100 - 200 кг / ж3, коэффициент теплопроводности 0 04 - 0 05 ккал / м ч град при температуре 20 С, предел прочности при сжатии 8 - 30 кг / еж2, водопоглощение за 24 часа 0 1 %, предельная температура применения 100 - 140 С. Пенополиэпоксид самозатухающий имеет объемный вес 70 - 300 кг / ж3, коэффициент теплопроводности 0 04 - 0 06 ккал / м - ч - град при температуре 20 С, предел прочности при сжатии 3 - 40 кг / еж2, предельная температура применения 160 С. [48]
Различают пенополиэпоксиды следующих марок: ПЭ-1, ПЭ-2 и самозатухающий. Объемный вес пеноэпоксидов марок ПЭ-1 и ПЭ-2 100 - 200 кг / м3, коэффициент теплопроводности 0 04 - 0 05 ккал. [49]
Машина МИЗЭП-1 разработана специально для заливки пеноэпоксидов . [50]
Вспенивание композиции массой 100 г начинается через 30 с после смешения. Исследование влияния ПАВ, отвердителя, растворителя и температуры на свойства пеноэпоксидов данной рецептуры показало, что содержание отвердителя в системе почти не сказывается на величине кажущейся плотности пенопласта, но заметно влияет на прочность материала: чем меньше концентрация отвердителя, тем выше прочностные показатели пенополиэпоксида. Изменение содержания ПАВ и растворителя очень сильно влияет как на - кажущуюся плотность, так и на прочность материала, особенно при небольших концентрациях. Повышение температуры исходной композиции до 110 С приводит к заметным изменениям кажущейся плотности и прочности. Отверждение при более высоких температурах нецелесообразно, так как наряду с повышением прочности появляются трещины и происходит коробление. [51]
О влиянии отвердителей на процесс вспенивания и макроструктуру эпоксидных пенопластов известно очень мало. Так, согласно данным [22, 109], более важным фактором, влияющим на макроструктуру пеноэпоксидов , является не вязкость системы, а скорость вспенивания, которая резко зависит от типа отвердителя. [52]
Неионогенные ПАВ - полигликоле-вые эфиры алкилфенолов ( ОП-7, ОП-10) также широко используются при получении пеноэпоксидов . [53]
Пенопласта на основе эпоксидных смол считаются одними из наиболее химически стойких пеноматериалов. Они почти не поглощают бензин и нефть даже при повышенных температурах. Пеноэпоксиды нестойки к действию кетонов. [54]
В последние годы были получены эпоксидные пенопласты с высокой температурой размягчения и стойкостью к действию высоких температур. Такие материалы могут быть получены различными путями. Один из них, наиболее простой состоит в подборе оптимальных режимов отверждения вспененных материалов. Так, в частности, показано [94], что температура стеклования пеноэпоксидов растет при повышении температуры и увеличении продолжительности доотверждения. [55]
В основе способа их получения лежат два принципиально различных метода. Пенопласты ( ПП), получаемые этими методами, различаются как по своим свойствам, так и по технико-экономическим особенностям. Преимущество второго метода заключается в том, что он не требует больших температур и давлений, отличается простотой технологии и позволяет получать пенопласты на месте их применения. К пенопластам, получаемым этим методом, относятся пенополиуретаны, фенольные пенопласты, пеноэпоксиды , пенокарбамиды. [56]
Холодильные шкафы обеспечивают хранение при температуре 1 - 3 С продуктов, предназначенных для продажи в течение рабочего дня. Рабочий запас продуктов в холодильных шкафах составляет 40 - 50 % от количества продуктов, продаваемых задень, и, таким образом, шкаф должен пополняться два-три раза в течение рабочего дня. Естественно, что такие шкафы должны загружаться только ранее охлажденными продуктами. Объем шкафа подбирают из расчета нагрузки 50 - 70 кг продуктов на 1 м2 площади полок шкафа. Располагаться шкаф должен в торговом помещении непосредственно возле рабочего места продавца. Каркас шкафа изготовляют из деревянных брусков / ( рис. 11.10) и обшивают с внутренней стороны оцинкованной сталью или алюминием 2, а с наружной стороны - листовой сталью 4, которую затем окрашивают белой краской. Между наружной и внутренней обшивками находится теплоизоляционный материал - пенополи-стирол или пеноэпоксид . [57]
Холодильные шкафы обеспечивают хранение при температуре 1 - 3е С продуктов, предназначенных для продажи в течение рабочего дня. Рабочий запас продуктов в холодильных шкафах составляет 40 - 50 % от количества продуктов, продаваемых задень, и, таким образом, шкаф должен пополняться два-три раза в течение рабочего дня. Естественно, что такие шкафы должны загружаться только ранее охлажденными продуктами. Объем шкафа подбирают из расчета нагрузки 50 - 70 кг продуктов на 1 м2 площади полок шкафа. Располагаться шкаф должен в торговом помещении непосредственно возле рабочего места продавца. Каркас шкафа изготовляют из деревянных брусков / ( рис. 11.10) и обшивают с внутренней стороны оцинкованной сталью или алюминием 2, а с наружной стороны - листовой сталью 4, которую затем окрашивают белой краской. Между наружной и внутренней обшивками находится теплоизоляционный материал - пенополи-стирол или пеноэпоксид . [58]
Предлагаем трехкомпонентные эпоксидные вспенивающиеся системы ЛПЭ-100 и ЛПЭ-200 для производства конструкционной пены низкой плотности. Пенопласт изготавливается путем смешивания компонентов при 20 °С. Плотность регулируется в пределах 30-100 кг/м3 для ЛПЭ-100 и 100-300 кг/м3 для ЛПЭ-200 путем снижения или увеличения количества вспенивателя. Получаемые пенопласты могут быть окрашены добавлением совместимого с эпоксидами пигмента.
| Параметры системы | ЛПЭ-100 | ЛПЭ-200 |
| Рекомендуемые соотношения компонентов смола/отвердитель/вспениватель | 100/25/20 | 100/40/10 |
| Температура формы, °С | 20 | 20 |
| Плотность расширенного материала (при указанном соотношении) при 20 °С, кг/м 3 | 70-100 | 130-150 |
| Коэффициент объемного расширения при 20 °С, свободное вспенивание | 5-6 | 4-5 |
| Прочность при сжатии (при указанном соотношении), МПa | 0.2 - 0.4 | 1.0 - 1.5 |
| Время полного вспенивания, мин. | 30 | 30 |
| Время полного отверждения, час. | 24 | 24 |
Изображения микроструктуры пены, полученные при помощи РЭМ JSM-35CF
Представленные системы могут применяться для:
- моделирования
- теплоизоляции полостей
- заполнения пустот конструкций
- локального уплотнения, увеличения прочности
В настоящее время в нашей компании ведутся разработки 2-х компонентных и самозатухающих пен.
Примеры получаемых структур пен в зависимости от соотношения компонентов
Читайте также: