поиск











Rambler's Top100

Справочник > Свойства материалов
Поропласты. Общие сведения и классификация

Газонаполненными (ячеистыми) пластмассами принято называть органические высокопористые материалы, получаемые из синтетических смол. Их часто называют пенопластами или поропластами, а также газонаполненными ячеистыми пластмассами.
Газонаполненные пластмассы - это двухфазные системы, состоящие из полимерной матрицы и относительно равномерно диспергированной газовой фазой.
Они подразделяются на жесткие, полужесткие и эластичные (в зависимости от прочности и модуля упругости). Так, к жестким материалам, наиболее широко используемым в строительной теплоизоляции относятся изделия, имеющие R(cж) - предел прочности при сжатии при 50%-ной деформации более 0,15 Мпа, эластичные - менее 0,01 Мпа (полужесткие занимают промежуточное положение).
В зависимости от вида полимера поропласты подразделяют на термопластичные - на основе полимеров с линейной структурой (полистирол, поливинилхлорид, полиэтилен, полипропилен и др.), термореактивные - на основе полимеров с пространственной структурой (фенолформальдегидные, мочевиноформальдегидные, ненасыщенные полиэфиры, эпоксидные, полиуретановые и др.).
Специфические особенности газонаполненных пластмасс определяют техническую направленность и экономическую эффективность их применения в различных областях промышленности. Благодаря низкой средней плотности, высоким тепло- и звукоизоляционным свойствам, повышенной удельной прочности, а также ряду ценных технологических и эксплуатационных свойств пенопласты не имеют аналогов среди традиционных строительных материалов.
Удельная прочность, или коэффициент конструктивного качества (к.к.к.), у этих материалов значительно выше, чем у прочих.
Однако большинству газонаполненных пластмасс свойственны определенные недостатки, существенно ограничивающие возможность их применения: пониженные огнестойкость, теплостойкость и температуростойкость (t<200 град.C).
Кроме того, процессы деструкции ("старения") этих материалов, биостойкость в процессе длительной эксплуатации до конца не изучены.
Структура полиуретановых и эпоксидных поропластов тонкодисперсная и относительно равномерная. Для фенольных пенопластов характерна вытянутость ячеек в направлении вспенивания, что определяет анизотропию их свойств, причем ориетация пор усиливается при снижении плотности пенопластов.
Характер структуры пенопластов может изменяться даже при незначительных колебаниях технологических режимов и рецептур исходных вспенивающихся композиций. Характер пористой структуры и размер ячеек регулирования введением поверхностно-активных веществ (ПАВ) в исходную композицию. Используя различные типы ПАВ, можно получать, например, пенополиуретаны с преимущественно закрытой или сообщающейся пористостью.
Соотношение числа открытых и закрытых пор в структуре пенопласта определяет его физико-механические свойства, которые улучшаются с увеличением содержания закрытых ячеек. В таблице представлено соотношение закрытых и открытых пор в структуре поропластов различных марок.
Преобладающую замкнутую ячеистую структуру имеют полистирольные и поливинилхлоридовые поропласты, жесткие пенополиуретаны и кремнийорганические пенопласты. Фенолоформальдегидные и мочевиноформальдегидные поропласты характеризуются преобладанием в структуре открытой пористости. Ячеистая структура голубого экструзионного пенополистирола при 25-кратном увеличении изображена на рисунке.


Содержание открытых и закрытых пор в структуре поропластов.


В условиях длительно приложенных статических напряжений у поропластов развиваются деформации ползучести, снижающие формостабильность материала. При использовании поропластов в элементах конструкций значительные деформации недопустимы, поэтому в качестве критерия сопротивляемости поропластов действию статических напряжений принимается характер и величина деформирования материала во времени. Деформируемость поропластов зависит от величины и длительности действия приложенных напряжений. При больших нагрузках (0,4 - 0,45 от предела прочности при сжатии) ползучесть интенсивно развивается во времени.
Характеристикой ползучести поропластов при длительном действии напряжений служит модуль деформативности, равный отношению деформаций, полученных в начале нагружения образцов, к полным деформациям, возникающим под действием длительной нагрузки. С повышением температуры скорость развития деформаций ползучести поропластов резко возрастает. Комплексное воздействие атмосферных факторов в сочетании с длительно действующими напряжениями также заметно влияет на длительную прочность и ползучесть поропластов.
Высокую атмосферостойкость показывают полистирольные и поливинилхлоридные поропласты. Фенольные поропласты характеризуются пониженной атмосферостойкостью в условиях напряжённого состояния.
Условия эксплуатации теплоизоляционных материалов в строительных конструкциях определяются типом конструкции и районом строительства. Периодическое увлажнение (попеременное увлажнение и высушивание) наиболее интенсивно снижает прочностные и упругие характеристики поропластов (до 40 % в зависимости от вида полимерной основы). Циклическое замораживание - оттаивание также снижает прочность поропластов. Так, после 25 циклов испытаний снижение прочности при сжатии немодифицированных полистирольных поропластов составляет 13 - 15 %, поливинилхлоридных - 2 - 15 %, фенольных - 22 %.


Copyright © АПЕКСОФТ, 2007.