42748 Polimery Spienianie 1

I

Kairu ra irietn«diiuuinnuuczaine11 momechanikl

Instytut Mechaniki i Podstaw Konstrukcji Maszyn

-MATERIAŁY NIEMOTA LOWE” „TWORZYWA I KOMPOZYTY POLIMEROWE

ĆWICZENIE nr 7

|| 30.Z,

Metody spieniania tworzyw sztucznych SYNTETYCZNE TWORZYWA POROWATE

Syntetycznymi tworzywami porowatymi nazywa się otrzymane sztucznie, bardzo lekkie tworzywa o strukturze komórkowej. “ i    •-*    ■ tych materiałów jest budowa komórkowa i wynikająca stad mała gęstość pozorna. Właściwości

' rzc materiałów izolacyjnych, dźwiękochłonnych, tapicerskich, opako-

!|j. Największe znaczenie praktyczne zyskały rodukowane są również tworzywa porowate

Jiwiają stosowanie ich w charakterze

_i filtra—*—‘^—¹— -

tworzywa porowate wytwarzane

filtracyjnych, konstrukcyjnych materiałów rdzeniowych itp. Największe znaczenie praktyczne zyskały zanc z poliuretanów, polistyrenu, polichlorku winylu). Produkowane są również tworŹM| z polietylenu, polipropylenu, kopolimerów styrenu, politctrafluoroetylcnu, silikonów oraz z żywic fenolowych, d i poliestrowych. Zależnie od struktury komórek rozróżnia się dwa podstawowe typy syntetycznych tworzyw porowatych

1 - tworzywa piankowe p porach ymlmfoyrh ₍

2 - tworzywa gąbczaste o pnr*^    między sobą, imiąkliwe i cajsjfl elastyczne, 1_

Tworzywa porowate mogą mieć zatem strukturę pośrednią (mieszaną), tj. zawierać jednocześnie pory otwarte i zamknięte. W zależności od zachowania się podczas ściskania w temperaturze pokojowej, rozróżnia się dwa rodzaje syntetycznych tworzyw >. porowatych: sztywne i elastyczne. Podział ten nie jest całkowicie ścisły, gdyż istnieją tworzywa o właściwościach pośrednich, tj, s^Niłólelaslyczne czy półszty wne, o różnym stopniu elastyczności.

sl ⁷ Właściwości poszczególnych tworzyw porowatych są ściśle owiązane z rodzajem polimeru i zastosowaną metodą spieniania. Tworzywa te odznaczam się najmniejszą gęstością spośród ogólnie stosowanych materiałów konstrukcyjnych, jak również najmniejszym przewodnictwem cieplnym spośród znanych materiałów termoizolacyjnych. Poważną wadą wiciu tworzyw porowatych jest niewielka wytrzymałość mechaniczna, co uniemożliwia stosowanie tych materiałów w przypadku działania "^kszych obciążeń. Znane są jednak i takie tworzyW3“ porowate, które przy niskiej gęstości wykazują stosunkowo wysoką /trzy małość mechaniczną.

Spienianie tworzyw sztucznych jest procesem polegającym na rozprężeniu gazu wewnątrz uplastycznionego lub ciekłego tworzywa, które zostaje następnie zestalone. Proces spieniania może przebiegać w wyniku:

•    mechanicznego lub pneumatycznego mieszania tworzywa z gazem;

•    wprowadzenia gazu spieniającego do tworzywa przed jego ostatecznym uformowaniem;

•    wydzielenia się gazów w tworzywie, stanowiących produkt reakcji komponentów un produktem termicznego rozkładu poroforów chemicznych wprowadzonych uprzednio do Metoda mieszania polega na bezpośrednim wprowadzeniu gazu

utytych do jego wytwarzania lub będących > do tworzywa.

do lepkiej, uplastycznionej ^wicy przez pneumatyczne mieszanie lub mechaniczne ubijanie,-na przykład przy użyciu mieszadła szybkoobrotowego. Ubita piana jest poddawana następnie utwardzaniu. Metodę tę stosuje się głowi

mocznikowych.

POROWATY POLISTYREN

;łównie do spieniania żywic

To tworzywo można otrzymać kilkoma metodami, z których najważniejszą technicznie jest metoda oparta na polimeryzacji

*i lub niskowrzących cieczy. W charakterze tych ostatnich stosuje się głównie eter naf-__    . .    .    . icptan *tp- W wyniku polimeryzacji otrzymuje się nieporowaty polistyren w postaci

granulek. Tą metodą otrzymany (nasycony poroforem lub niskowrzącą cieczą) polistyren jest produktem handlowym, który ■

monomeru w obecności poroforów chemicznych I towy i niskowrzące węglowodory jak pentan, heptan in granulek. Tą metodą otrzymany (nasycony porofon przechowywać przez kilka miesięcy.

Przetwórstwo granulek na wyroby gotowe prowadzi się najczęściej w dwóch etapach;

/ - ekspandowanie wstanę,

2 - ekspandowanie końcowe połączone z formowaniem gotowych wyrobów.

Ekspandowanie wstępne polega na ogrzaniu granulek do temperatury 95-100°C za pomocą gorącej wody lub pary I ogrzewania granulki polistyrenu miękną, zaś zawarta w nich substancja poruszająca rozprężając się nadaje im strukturę porowatą^ ć ątcpuK przy tym maksymalnie czterdziestokrotny wzrost objętości tworzywa z jednoczesnym wytworzeniem równomiernych - /ęłioreK o    j    . .    ....

iiifkunastu

perforowany    ...    !

tworzywo piankowe o zamkniętych porach. Porowaty polistyren można kleić i dąc piłą lub rozgrzanym drutem'oporowym.l właściwości mechaniczne porowatego polistyrenu są dość dobre, pomimo ze ponad 95%    —1

stanowi przestrzeń wypełniona gazem. Wytrzymałość na ściskanie i udamość są lepsze od anHHHip!PHMHMNVNMMPi porowatych o tej samej gęstości pozornej. Polistyren porowaty jest odporny na działanie wilgoci. Odznacza się również dobrymi właściwościami elektrycznymi, małym przewodnictwem cieplnym i matą gęstością pozorną, wadą tego tworzywa jest palność i nie

można

Podczas

bjętości geometrycznej tworzywa

samogasnący

Że względu na mak przewodnictwo cieplne i małą gęstość pozorną polistyren porowaty ma szerokie zastosowanie jako materiał

Samogąsnącc odmiany porowatego polistyrenu ,są stosowane w okrętownictwie Odporność na działanie wody omawianego tworzywa umożliwiła stosowanie go do produkcji lekkich elementów pływających, jak boje. pasy i koła ratunkowe, pły waki itp. Tworzywo to jest również stosowane jako matenał opakowaniowy i izolacyjny różnych ^^^O^pośrszechnego użytku

grenie do spieniania jest niskowrzacy węglowodór (pentan lub heptan). Postacią wipian - produkcji ZCH Oświęcim) są twarde, białe granulki o średnicy 0.3-5 mm, I pozornej co najmniej 15-25 kg/m³

POROWATY POLICHLOREK WINYLU

głosowanej metody, spieniania porowaty PVC można, otrzymywać w postaci piankowej lub gąbczastej, tj. z porami hSSHHm SB ^otw*^rl>tni. Przez dodatek odpowiednich zmiękczaczy można poza tym regulować twardość tego tworzywa.

otrzytnującw lenjposob zarówno materiały sztywne, jak i elastyczne!

|    §H||J *«tod otrzymywania porowatego PVC, z których najważniejsze są

¹' *^nm^^ldotiiWw^{,WCem W}^^^c‘^ow^^{n w} z nich jest ujednorodniona kompozycja: PVC, zrr

rofora i

dwie: 1 - ciśnieniowa, ziniękczacza, stabilizatora, po-