При слове «реактопласт» у многих возникает ассоциация с черными хрупкими патронами для электролампочек. С фенолформальдегидными пресспорошками и волокнитами, когда-то многотоннажными, а теперь морально устаревшими.
Прочность, жесткость, трудновоспламеняемость — характерные качества металла. Электроизоляционные свойства и стойкость к коррозии — характерные качества пластмасс. Как совместить эти характеристики в одном материале? Как укоротить производственную цепочку, уменьшить количество технологических операций и, соответственно, затраты на оборудование?
Решением проблемы является использование полимерных композиционных материалов, армированных стекловолокном.
Существует много способов совместить полимерную термореактивную матрицу и стекловолокно. В большинстве способов стекловолокнистый армирующий материал остается неподвижным относительно формы, а связующее течет относительно наполнителя. В стекловолокнистых прессовочных материалах стеклянное волокно растекается вместе со связующим по форме под действием давления.
В 70-х годах 20 века, благодаря разработкам химиков в Европе и США появились тестообразные и листовые термореактивные полимерные компаунды на основе ненасыщенных полиэфирных смол, упрочненные стекловолокном, формующиеся в закрытой нагретой форме. Эти материалы получили название — BMC, DMC и SMC (сокращение от англ. bulk moulding compound, dough moulding compound и sheet moulding compound). В России за ними закрепились названия: «полиэфирные премиксы» и «полиэфирные препреги». Эти названия не совсем точны, но они характеризуют технологию изготовления похожих по составу материалов: премиксы получают смешением, препреги — пропиткой. [1]
Рассмотрим так же газонаполненные реактопласты — пенополиуретаны и пенофенопласты.
Пенополиуретан (ППУ) синтезируют из двух низкомолекулярных продуктов, вступающих в реакцию полиприсоединения. В случае если исходные мономеры бифункциональны, то образуется линейный (эластичный) пенополиуретан. При более высокой функциональности получают «сшитый» (жесткий) пенополиуретан. Компоненты для получения пенополиуретана (вода, катализаторы, эмульгаторы, газообразователи, антипирены, красители) смешиваются одновременно (одностадийным способом) или последовательно (преполимерным способом). В обоих случаях процесс состоит из четырех этапов:
1) образование преполимера — небольших молекул˸ OCN — -R-NCO;
2) продольное ʼʼсшиваниеʼʼ молекул преполимера в линейный полимер, происходящее с помощью воды, реагирующей с концевыми группами —NCO. При этом выделяется углекислый газ С02;
3) вспенивание реакционной массы под действием выделяющейся угл
4) отверждение вспененного полимера, происходящее в результате образования поперечных сшивок, возникающих по тому же механизму. [2]
Пенополиуретан производят на автоматических установках непрерывного действия. В быстроходном смесителе приготавливают смесь компонентов, которую подают на ленту пластинчатого транспортера с боковыми стенками, движущегося со скоростью 3...5 м/мин. Вспенивание и приобретение начальной прочности полимера происходит в течение 2... 5 мин. Далее пенополиуретановую массу разрезают на пластины и подают в камеру отверждения, где производится тепловая обработка или инфракрасное облучение. Промышленные линии получения блочного эластичного пенополиуретана имеют длину до 125 м; ширина получаемых изделий — до 2 м, высота — до 1,5 м. Эластичный пенополиуретан выпускают в виде полотнищ и лент. Наиболее распространенным представителем эластичного пенополиуретана является поролон. Эластичные пенополиуретаны характеризуются практически 100 %-й открытой пористостью. Марки эластичного пенополиуретана˸ ППУ-Э, ППУ-ЭМ, ППУ-ЭТ. Жесткий пенополиуретан выпускают в виде плит, блоков и скорлуп. Он отличается легкостью обработки, высокой механической прочностью, устойчивостью к воздействию химических и биологических факторов. Пористость жестких пенополиуретанов преимущественно замкнутая. Водопоглощение по объёму составляет 2... 5 %. Температура эксплуатации — от -60 до +170 "С. Жесткие плиты имеют среднюю плотность 60...200 кг/м3 и прочность при сжатии 0,2... 2,5 МПа.
Фенолоформальдегидные пенопласты получают:
1) на базе термопластичных (новолачных) смол беспрессовым способом;
2) на базе термореактивных (резольных) смол заливочным способом.
Плотность пенофенопласта составляет 16... 160 кг/м3, прочность при сжатии — от 0,1 до 0,7 МПа. Водопоглощение его незначительно благодаря малому содержанию открытых ячеек. Пенофенопласт отличается высокой химической стойкостью и термостойкостью. При нагревании он не размягчается и не плавится, длительно выдерживает температуру до 130 °С, а кратковременно — до 200 "С. Пенофенопласт трудногорюч и самозатухаем. При его обугливании образуется огнестойкий слой пористого графита. Коэффициент теплопроводности пенофенопласта с плотностью 40... 100 кг/м3 при 20°С составляет0,028...0,031 Вт/(м ■ К). При низких температурах (до -180 °С) не наблюдается изменения его механических свойств.
Пенофенопласты выпускают преимущественно в форме плит или блоков и применяют главным образом при изготовлении трехслойных панелей типа «сандвич». Смесь из фенольной смолы, газообразователя и отвердителя перемешивают в бетоносмесителе и заливают в форму, где проводят вспенивание и отверждение. Продолжительность вспенивания и отверждения при 25ºС составляет 1 ч. В форму вкладывают листы наружного покрытия, с которыми вспенивающийся фенопласт легко соединяется. При этом пенофенопласты часто готовят с наполнителями из керамзита͵ вспученных пород, пеностекла и др. [3]
Модификация реактопластов добавляет механические и химические свойства, что благотворно влияет на расширение применения данных материалов в промышленности.
Литература:
- http://www.oborudka.ru/article/183.html
- http://www.progress-pk.ru/
- http://msd.com.ua/fenoplasty/vspenivanie/
