Теплоизоляционные пластмассы

1. Теплоизоляционные пластмассы

2.

Теплоизоляционные пластмассы —
высокопористые газонаполненные материалы,
получаемые различными способами из
синтетических смол либо из материалов,
изготовленных с применением синтетических
смол.

3. Материалы для изготовления теплоизоляционных пластмасс.

Для изготовления теплоизоляционных
пластмасс применяют термопластичные и
термореактивные полимеры (смолы),
газообразующие (вспенивающие) вещества,
отвердители, а также добавки, улучшающие
свойства материалов (например,
пластификаторы, придающие материалам
пластичность; катализаторы, ускоряющие
химические процессы образования пластмасс).

4.

Газообразующие вещества, создающие
пористое строение газонаполненных
пластмасс, бывают твердые, жидкие и
газообразные.
К твердым газообразователям относятся
органические вещества (порофоры).
Жидкими газообразователями служат
легкокипящие жидкости (бензол, ксилол,
толуол, фреоны), которые вспенивают полимер
при нагревании их до температуры кипения.
К газообразным вспенивающим веществам
относятся азот, воздух, инертные газы.

5. Способы изготовления теплоизоляционных пластмасс.

Теплоизоляционные пластмассы изготовляют
прессовым, беспрессовым способами, способом заливки и
напыления на изолируемую поверхность.
Прессовый способ состоит из следующих операций:
смешивания смолы с газообразователями и другими
компонентами, прессования полученной массы в прессформах при повышенной температуре (120—180 °С) и
давлении 12—20 МПа и вспенивания полученной заготовки
в свободном состоянии (без пресс-форм) при нагревании
паром, водой или горячим воздухом до температуры 85—
120 °С (в зависимости от вида полимера и марки
материала, которую хотят получить).
Беспрессовый способ включает в себя смешивание
смолы с газообразователем, отвердителем и другими
компонентами и тепловую обработку смеси в формах для
размягчения полимера и разложения газообразователя,
вспенивания массы и ее отверждения.

6.

Способ заливки заключается в смешивании
массы, состоящей из смолы, газообразователя,
отвердителя и других компонентов, заливке ее в
форму, вспенивании за счет разложения
газообразуюших веществ вследствие повышения
температуры смеси за счет теплоты, выделяемой
при химической реакции, и отверждении массы.
При способе напыления компоненты смешивают
в специальной машине и эту массу наносят тонким
слоем на изолируемую поверхность. Нанесенная
масса вспенивается за счет выделения
газообразующих веществ. Газообразующие вещества
выделяются в результате нагревания
композиционной смеси в процессе химической
реакции, происходящей в ней. Затем масса
застывает в виде пористого материала.

7. Классификация пластмасс

В зависимости от характера пористости
теплоизоляционные пластмассы подразделяются
на ячеистые или пенистые (пенопласты) и
пористые (поропласты).
Пенопласты, получаемые вспениванием
исходной пластмассы, имеют вид застывшей
пены. Ячейки пенопластов не сообщаются между
собой и заполнены воздухом или газом.
Поропласты отличаются от пенопластов тем,
что имеют сообщающиеся между собой полости,
которые заполнены газом. Практически в
материалах одновременно присутствуют
замкнутые и открытые поры.

8. Основные свойства пластмасс.

В зависимости от вводимых компонентов и способа
получения средняя плотность их может колебаться от 10 до
250 кг/см3, соответственно и теплопроводность изменяется от
0,035 до 0,064 Вт/(м-К).
Теплоизоляционные пластмассы могут изготовляться
жесткими и эластичными.
Пластмассы всех видов дают значительную деформацию
при сжатии. Поэтому различают предел прочности при сжатии
у жестких пластмасс (пенополистирола марок ПС-1 и ПС-4,
фенолоформальдегидных марок ФРП-1,ФФ и др.) и предел
прочности при 10 %-ном сжатии у деформирующихся
пластмасс (пенополистирол марки ПСБ, эластичные
пенополиуретаны). Предел прочности при сжатии зависит от
вида пенопласта, структуры, средней плотности и находится в
пределах от 0,02 до 3 МПа. Предел прочности при изгибе
примерно в тех же пределах.

9.

Теплоизоляционные пластмассы с
закрытыми порами обладают меньшим
водопоглощением, паро- и
воздухопроницаемостью, чем волокнистые
материалы. Поэтому пластмассы в основном
применяют для изоляции поверхностей с
отрицательными температурами.
Большинство пластмасс относится к группе
сгораемых материалов, и только часть из них
— к группе трудносгораемых (ФРП-1, ПСБ-С;
пеноизол, пенополиуретан ППУ-ЗС —
самозатухающий материал).

10. Пенопласты на основе полистирола (пенополистирол)

Пенопласты на основе полистирола
(пенополистирол) изготовляют прессовым
способом (ПС), беспрессовым способом (ПСБ),
экструзионным способом, а также литьем под
давлением.
Сырьем для изготовления пенопластов марок ПС
служит эмульсионный полистирол марки Б (в виде
порошка) и порофоры, а для изготовления пенопласта
вида ПСБ—суспензионный, состоящий из отдельных
гранул.
Полистирольные пенопласты имеют в основном
закрытые поры. Такие пенопласты стойки к действию
пресной и морской воды, кислот, щелочей, спиртов, но
нестойки к действию органических растворителей
(бензола, бензина и других нефтепродуктов).

11.

Полистирольные пенопласты выпускают в виде
плит марок ПС-1, ПС-4 (ТУ 6-05-1178—78) и ПСБ,
ПСБ-С (ГОСТ 15588—70*), а также и криволинейных
элементов (скорлуп) для трубопроводов (ТУ 49
РСФСР 219—86).
Размеры плит видов ПСБ и ПСБ-С (мм): длина—от
900 до 2000 с интервалом 50; ширина — от 500 до
1200 с интервалом 50; толщина — 25, 33, 50, 100.

12.

Размеры скорлуп для изоляции
трубопроводов СК (мм): внутренний диаметр—
27, 40, 59, 78, 91, 110, 135, 161, 221, 275;
наружный диаметр— 125, 156, 175, 200, 215,
245, 270, 300, 375, 435; длина — 500... 1000.

13. Таблица  1 -  Показатели физико-механических свойств плит из полистирольных пенопластов в зависимости от марок

Таблица 1 - Показатели физико-механических свойств плит
из полистирольных пенопластов в зависимости от марок

14. Пенопласты на основе поливинилхлорида

Поливинилхлорид — термопластичный полимер,
содержащий до 56,8% связанного хлора, что
обеспечивает его пониженную горючесть по
сравнению с полистиролом и позволяет отнести его к
группе трудносгораемых и трудновоспламеняемых
материалов.
Пенопласты на основе поливинилхлорида
изготовляют прессовым (жесткие пенопласты ПХВ-1,
ПХВ-2, эластичные ПВХ-Э) и беспрессовым (жесткий
пенопласт ПВ-1) способами. В качестве полимера
используют латексные поливинилхлориды марок ПВХЛ5, ПВХ-Л7 и т. д., в качестве газообразователей —
порофор ЧХЗ-57, углекислый аммоний и бикарбонат
натрия. Чтобы изготовить эластичные пенопласты,
вводят пластификаторы.

15.

Пенопласт ПХВ
(ТУ 6-05-1179—83)
Пенопласт эластичный
ПВХ-Э (ТУ 6-05-1269—75)
Пенопласты на основе
полиуретанов
(пенополиуретаны)
Полиуретановый
эластичный поропласт
ППУ-Э (ОСТ 6-05-407—75)

16. Пенопласты на основе фенолоформальдегидных смол

Фенолофомальдегидные смолы — наиболее
распространенные и дешевые полимеры.
Пенопласты, изготовленные на их основе,
отличаются повышенной тепло- и огнестойкостью
по сравнению с остальными. В основном
относятся к группе трудносгораемых материалов;
являются химически стойкими материалами.
Пенопласты на основе
фенолоформальдегидных смол изготовляют
беспрессовым способом и способом заливки.

17. Пенопласты, получаемые беспрессовым способом

Такие пенопласты изготовляют из смеси,
состоящей из новолачной
фенолоформальдегидной смолы, отвердителя
(уротропин), газообразователя (порофор ЧХЗ57) и наполнителей (стекловолокно,
алюминиевая пудра и др.). Беспрессовым
способом получают изделия из пенопластов
марок ФФ, ФС-7-2.