|
|
Пенопласты на основе полиолефинов
еще не получили широкого применения в строительстве, но благодаря своим
свойствам являются весьма перспективными.
К полнолефинам относятся полиэтилен, полипропилен и
полиизобутилен. Эти полимеры имеют линейное строение макромолекул и обладают
высокой химической стойкостью, эластичностью, низкой морозостойкостью,
хорошей водостойкостью, высокими электроизоляционными свойствами и т. д. Эти
свойства сохраняются и у вспененных полиолефинов.
Производство пенополиолефинов начато сравнительно недавно
и главным образом для целей электроизоляции. Но сравнительно низкая стоимость
сырья и целый ряд положительных свойств открывают широкие возможности
применения их в строительстве.
Наиболее распространенным в смысле производства и
применения является пенополиэтилен, но также получены и выпускаются (в
небольшом объеме) пенополи- пропилен и пенополиизобутилен. В СССР выпускаются
пенополиэтилеиы двух основных типов: для электроизоляционных целей объемным
весом у0~500 кг/м3 и для щелей теплоизоляции и герметизации с у0 около 30
кг/м3 :и выше [36, 69] ( 75).
Пенополиэтилен можно изготовлять различными способами:
прессовым, экструзионным, литьем под давлением, автоклавным, спеканием,
вспениванием при полнощи ионизирующего излучения и др. [20, 314].
При прессовом способе в качестве газообразователей
применяют порофор ЧХЗ-21 (8 вес. ч. на 100 вес. ч. полимера) с добавками,
снижающими температуру его разложения до 160°С, порофор-18, а также и
минеральные газообразователи [112, 140, 227, 314]. Для снижения стоимости
материалов и улучшения физико-механи- 'чсских свойств в композицию можно
вводить наполнители '(например, сажу). Для лучшего соответствия температур
переработки полиэтилена и разложения газообразо- вателя в него вводят вулканизирующие
полимеры или (органические перекиси для сшивания молекул полиэти- .лена
одновременно со вспениванием. Для сшивания полиэтилена применяют следующие
органические пере- жиси: перекись дикумила в количестве 0,003 г. эквивалент ;на 100 г -полиэтилена и 2,5-диметил-'2,5-ди (третичный (бутил перекиси) -гексан
(0,008 г. э) для разветвленного полиэтилена, а для линейного —
2,5-диметил-2,5-ди(третичный бутил перекиси)-гексан-3. Прессовым способом
можно получать пенополиэтилен объемным весом от 60 кг/м3 и выше с равномерной
замкнутой структурой и 30 кг/м3 с частично разрушенной ячеистой структурой.
Методом экструзии пенополиэтилен можно получать двумя
путями: прямой экструзией и экструзией с последующим вспениванием. При прямой
экструзии покрытые газообразователем гранулы полиэтилена подаются в
экструдер, где композиция нагревается до температуры разложения
газообразователя и выдавливается через головку под давлением. Материал
вспенивается в момент выхода его из головки. Пенополиэтилен, получаемый -
этим методом, имеет объемный вес от 400 кг/м3 и выше. При прямой экструзии в
качестве газообразователей можно применять легкокипящие жидкости [121, 158].
Экструзия с последующим вспениванием отличается тем, что
материал при .выходе из экструдера вспенивается неполностью и после цикла
охлаждения подвергается последующему вспениванию путем нагрева до
температуры размягчения полиэтилена. Это дает возможность
упростить конструкцию головки экструдера и получать материал с меньшим
объемным весом (до 100 кг/м3) [112]. Для снижения объемного веса материала в
этом способе часто используют «сшивание» полиэтилена.
Метод литья изделий из пенополиэтилена под давлением
аналогичен описанному в гл. I. Для экструзии и литья под давлением в СССР
выпускается полиэтилен с порообразующнми добавками (МРТУ 6-05-1001-69) в виде
гранул полиэтилена высокого давления размером 3— 6 мм с насыпным объемным весом 45 кг/м3.
Автоклавным способом пенополиэтилен получают нагревая его
с летучими жидкостями (например, 1,2'-ди- хлортетрафторэтаном) до получения
гелеобразного расплава, который затем экструдируется в зону пониженного
давления и охлаждается [158, 314]. Пенополиэтилен объемным весом 50 кг/м3
можно получить насыщая его газом (N2 или С02) под давлением (~30 кгс/см2) и
при 160°С с последующим снятием давления и охлаждением [6, 64].
Спеканием полиэтилена с водорастворимыми твердыми
веществами, например NaCI, крахмалом, тальком и др. (с последующим их
вымыванием [149, 314]), получают материалы объемным весом 400—600 кг/м3. В
СССР этим способом изготовляют пористый полиэтилен малой газопроводности (ТУ
В-125-68). - -
При действии на полиэтилен ионизирующего излучения
выделяется водород, который вспенивает материал, но для получения
пенополиэтилена этот способ используют очень редко.
Пенополиизобутилен [95, 137, 208, 209] и пенополи-
пропилен [228, 258, 271] можно получить всеми описанными способами. Но
следует учитывать, что при изготовлении пенополипропилена газообразователь в
нем диспергируется плохо.
Полиолефины, а следовательно, и пенопласты на их осионс,
принадлежат к легкосгораемым материалам, что является их большим недостатком.
Однако эти материалы можно превратить в трудновоспламепясмые. Введение хлора
в полиолефины ингибирует их пиролиз; совместное применение сурьмы и хлора
подавляет пламя; бром выполняет обе этн функции [257]. Для придания
негорючести иолполефипам в композицию добавляют трехокпсь сурьмы и твердые
хлор- пли бромсодсржащпе вещества. Каплепадение можно приостановить, добавляя
лигнинсодержащие вещества или «сшивающие» агенты. Применяются также
хлорпарафнны, октабромфе- нил и другие вещества [107, 108, 219, 223, 229,
230].
В промышленном масштабе для строительных целей
пенополиэтилен выпускается в США и Японии. В США фирма «Pittsburg Corning
Corp.» выпускает жесткий пенопласт на основе полиэтилена под названием
«Foamtha- пе» объемным весом 20—30 кг/м3, который применяется для
теплоизоляции стен, потолков, а также в качестве среднего слоя навесных
панелей. Особенно рекомендуется этот материал для изоляции холодильников, так
как он может эксплуатироваться в интервале от —200 до +93°С [292].
В Японии фирма «Тоуо Ravon Со» производит листовой
пенополиэтилен с фирменным названием «Тогау PEF», который получают вспенивая
в 5—10 раз полиэтиленовые листы, «сшитые» за счет облучения. Материал имеет
100% закрытых пор и сохраняет достаточно высокую прочность при растяжении и
жесткость в широком диапазоне температур (от —100 до +80°С). Выпускаются
также жесткие и гибкие пенопласты на основе сополимера этилена с
винилацетатом.
При использовании невоспламеняющихся композиций
полиэтилена получают пенопласты с пониженной горючестью. Применяется
пенополиэтилен как теплоизоляционный, строительный и конструктивный материал
[262, 264].
Имеются сообщения о промышленном выпуске пено-
полипропилена, изделия из которого могут выдерживать температуру 100°С не
размягчаясь и сохраняя высокие механические свойства [283].
Имеются также сообщения о выпуске пенопластов на основе
полиметилметакрилата [6, 28], протеинов [6], поликарбонатов [116, 218],
виниловых эфиров [247], полисульфонов {181], смешанных эфиров [113, 114],
фторопластов [6, 89], полиамидов [278], полнимидов [279, 285], полиэфиров
[224, 279], ацетата целлюлозы [28,318] и др.
|