Получение полимерных теплоизоляционых материалов с применением повышенного давления
Полимерные теплоизоляционные материалы с применением повышенного давления можно получить четырьмя способами:
1) прессованием смеси полимера и газообразователя при повышенной температуре и давлении с последующим вспениванием размягченной композиции в пресс-форме или вне пресса (прессовый метод);
2) выдавливанием через нагретое сопло или щель размягченного полимера, насыщенного под давлением газами, газообразными продуктами разложения порофоров или парами низкокипящих жидкостей (экструзионный метод);
3) впрыскиванием под давлением в холодную форму размягченной композиции, насыщенной газами или низкокипящими растворителями (литье под давлением);
4) насыщением размягченной полимерной композиции газами или низкокипящими растворителями под давлением с последующим вспениванием массы путем снижения давления (автоклавный метод).
Прессовый метод, являющийся наиболее распространенным, включает (рис. 46) в основном три основные операции: смешивание полимера с газообразователями и другими компонентами, входящими в композицию; прессование композиций и вспенивание заготовок.
(рис. 46) Технологическая схема производства пенопластов прессовым методом: 1 — бункер-циклом для полимера; 2 — сито-бурат; 3 — шлюзовой затвор; 4 — бункер для газообразователей; 5 — бункер для просеянного полимера; 6 — автоматический дозатор полимера; 7 — то же, газообразователя; 8 — шнек; 9 — шаровая мельница с приводом; 10 — бункер для композиции; 11 — бункер-циклон для композиции; 12 — вибросито; 13 — бункер; 14 — автоматический дозатор для композиции; 15 — автопогрузчик с подвижным бункером; 16 — пресс; 17 — автокар для перевозки заготовок; 18 — камера вспенивания; 19 — автокар с готовыми плитами|
Смешивают полимер с газообразователями и другими компонентами для получения жестких пенопластов в шаровых мельницах, снабженных рубашками охлаждения. Процесс продолжается в течение 6—24 ч до получения однородной мелкодисперсной смеси.
При смешивании компонентов, образующих пасту, для получения эластичных пенопластов исходные вещества смешивают в смесителе лопастного типа. Полученную пасту перед прессованием подвергают созреванию (желируют), т. е. выдерживают в емкостях при 25—30° не менее двух суток.
Прессуют композиции на гидравлических прессах в пресс-формах закрытого типа (рис. 47) двух основных видов: поршневых (а) и телескопических (б). B процессе прессования под влиянием повышенной температуры (120—180°) и давлении 120—200 кГ/см² частицы полимера сплавляются в монолитную массу.
(рис. 47) Схема пресс-форм закрытого типа: а — поршневая; б — телескопические; 1 — плиты пресса; 2 — плиты обогрева и охлаждения; 3 — матрица; 4 — съемное днище матрицы; 5 — композиция; 6 — крышка; 7 — рамка замка
Несколько позже разлагается газообразователь, и выделившиеся газы частично растворяются в полимере, образуя насыщенный раствор; оставшийся избыток газа равномерно распределяется в растворе, образуя мельчайшие элементарные ячейки.
Для полного прогрева заготовки ее выдерживают при температуре прессования. Время выдержки, зависящее от толщины заготовки, составляет 1—2 мин на 1 мм ее толщины.
Для получения пенопласта с малой объемной массой применяют такой технологический прием, как подвспенивание заготовки в пресс-форме в конце выдержки. В этом случае объемная масса пенопласта понижается без увеличения содержания газообразователя в рецептуре.|
Подвспенивание происходит при плавном спуске давления пресса, в результате чего под давлением газов в пресс-форме поднимается пуансон, увеличивая высоту заготовки. В зависимости от высоты подвспенивания объемная масса в пресс-форме может снизиться на 30—50%. После выдержки заготовки охлаждают до комнатной температуры и извлекают из пресс-формы.
При проведении операции вспенивания заготовки вторично нагревают при 85—120° до размягчения полимера. В зависимости от вида полимера заготовки нагревают паром, водой или горячим воздухом. Под влиянием возрастающего давления газа в заготовке увеличиваются имеющиеся ячейки и вследствие снижения растворимости газа в полимере образуются новые ячейки. Поэтому заготовка в свободном состоянии увеличивается в размерах, в основном сохраняя форму, подобную первоначальной.
Так как при прессовании невозможно создать идеальные условия для равномерного обогрева всех участков заготовки и герметичности пресс-форм, вспененные плиты пенопласта получаются с несколько изогнутой формой. Для устранения этого дефекта заготовки вспенивают в камерах, снабженных гидравлическим приспособлением для выпрямления.
Преимуществом прессового метода является его универсальность, поскольку почти любому термопластичному полимеру можно придать пенообразное состояние и получать материалы с повышенными физико-механическими показателями (прочностью, малым водопоглощением и т. д.). Однако существенный недостаток этого метода заключается в сложности технологического процесса (громоздкие прессы, сложные пресс-формы) и отсутствии поточности производства, что в целом повышает стоимость материала и служит серьезным препятствием для массового развития этого метода.
3484 всего просмотров, 0 просмотров за сегодня
