Что такое пенополистирол
Пенополистирол как тепло-и звукоизоляционный материал применяют для устройства трехслойных панелей для стен и плит покрытий жилых, общественных и промышленных зданий .
Жестким пенопластом считают материал с системой изолированных, не сообщающихся между собой ячеек, заполненных газом или смесью газов. В строительстве большое применение находят пенопласты получаемые на основе термопластичных и термореактивных полимеров, эластичной, жесткой, пенистой и пористой структуры. Промышленность производит различные виды жестких пенопластов, такие как пенополистирольные, пенополиуретановые и поливинилхлоридные.
Пенополистирол как тепло-и звукоизоляционный материал применяют для устройства трехслойных панелей для стен и плит покрытий жилых, общественных и промышленных зданий. Трехслоные панели изготовляют клееными, в качестве наружных слоев используют стеклопластики, алюминий, асбестоцемент и другие материалы, а для приклеивания применяют фенолформальдегидные, эпоксидные, карбамидные и другие клеи. Пенополистирол можно получить несколькими способами : беспрессовым ( из гранул), прессовым, автоклавным и другими. Большое распространение получили прессовые и бесперссовые способы получения пенополистирола.
Прессовый метод
Прессовым методом пенополистирол марки ПС-1 изготовляют на основе эмульсионного полистирола марок Б или В. В качестве порообразователя применяют порофор ЧХЗ-57, причем на 100 частей полистирола берут 2…5 частей по массе порофора. Производство пенопласта прессовым методом начинают, смешивая полимер с газообразователем в шаровой мельнице, снабженной рубашкой охлаждения, в течении 12…24 часа до получения однородной смеси.
Приготовленную композицию прессуют на гидравлических прессах в закрытых пресс-формах при температуре 120…180°С и давлении 12…20 МПа. При этом частицы полимера сплавляются в монолитную массу а газообразователь разлагается . Выделяющиеся газы частично растворяются в полимере, образуя насыщенный раствор, а избыток газа распределяется равномерно в нем в виде мельчайших ячеек. После выдержки заготовка охлаждается и извлекается из пресс- формы.
Опрессованные заготовки вспениваются при температуре 100…105°С в среде насыщенного водяного пара. Пенопласт выпускают в виде прямоугольных плит длиной 1,0…1,2 м, шириной 500 мм и толщиной 5,0…8,0 мм. Пенопласт можно получить с различной плотностью, например 60…220 кг/м³ в зависимости от количества вводимого в смесь газообразователя.
Беспрессовый метод
Беспрессовый метод получения пенополистирола заключается в вспенивании не отдельного блока ( заготовки) а небольших гранул с последующим их спеканием ( склеиванием) . Технологический процесс производства пенополистирола ( смотри рисунок-1) осуществляется в следующем порядке: Пенистый полистирол полученный полимеризацией стирола суспензионным способом в присутствии инициатора и легколетучего порообразователя (изопентана), подвергают предварительному вспениванию путем нагрева гранул до 100°С в кипящей воде, паром или смесью пара с воздухом.
Рисунок-1. Технологическая схема производства пенополистирола
1-тара с полистиролом; 2-вентиляторы высокого давления ; 3- калорифер; 4-приемный бункер; 5-воздухопровод; 6-циклон; 7-бункер, расположенный над шнеомашиной; 8-шнекомашина; 9-бункер для вспученного полистирола; 10-объемный дозатор; 11-форма; 12-рольганг; 13- тельфер; 14-запарочная вагонетка ; 15-автоклав; 16-камера охлаждения; 17-готовая продукция.
Следующим процессом является подсушивание вспененных гранул на открытом воздухе и выдерживание их в течении 24 ч. Окончательное вспенивание производят несколькими способами:
〉 В формах при действии пара;Вв автоклавах при давлении 0,12…0,15 МПа в течении 10…15 минут;
〉 В формах, которые проходят через посты загрузки, прогрева, остывания и извлечения изделий;
〈 Между движущимися непрерывными лентами, образующими прямоугольный канал для вспенивания;
〈 Методом совмещенного формования в массивной форме , в которую подают острый пар и другие.
Пенополистирол изготовляют в виде прямоугольных плит размером 1000 х 700 х 100 мм, плотностью 30…200 кг/м³, теплопроводностью 0,031…0,054 Вт/(м·°С), водопоглощением не более 3% по объему, пределом прочности при 10%-ном линейном сжатии 0,13…0,7 МПа.
Жесткий пенополивинилхлорид
Жесткий пенополивинилхлорид используют главным образом в качестве тепло-и звукоизоляционного материала для среднего слоя трехслойных панелей стен и плит покрытий жилых и промышленных зданий. Жесткий пенопласт ПХВ-1 изготовляют прессовым методом на основе поливинилхлоридного полимера марки М, смеси газообразователей порофора ЧХЗ-57, углекислого аммония и бикарбоната натрия.
Состав пенопласта ПХВ-1 следующий (частей по массе): поливинилхлорид-100; метилметакрилат-25, порофор ЧХЗ-57-0,3…0,8; углекислый аммоний -10…16 и бикарбонат натрия-8. Метилметакрилат вводят в первой стадии прессования для повышения текучести. К концу прессования он в основной массе полимеризуется и его пластифицирующее действие прекращается.
В процессе вспенивания заготовки низкомолекулярной полиметакрилат и небольшое количество мономера способствует получению пенопласта с малой плотностью. Технология получения пенопласта ПХВ-1 аналогична технологии получения пенополистирола , изготовленного прессовым методом. Технологические параметры следующие: смешивание -18…20 часов; прессование при температуре 160…170°С и удельном давлении 15…18 МПа.
При получении пенопласта плотностью менее 70 кг/м³ применяют вспенивание, которое производят в паровой камере в формах, имеющих конфигурацию и размеры изделия. Для охлаждения используют воду. Пенополивинилхлорид выпускают в виде прямоугольных плит длиной и шириной не менее 500 мм и толщиной 45…70 мм, плотностью 60…200 кг/м³, пределом прочности при сжатии 0,2…1,0 МПа и очень малым водопоглощением, температуропроводностью 0,035…0,052 Вт/(м·°С).
Пенополиуретан
Пенополиуретан получают в результате сложных реакций, протекающих при смешивании исходных материалов (полиэфира, диизоцианата и воды) в присутствии катализаторов и эмульгаторов. Жесткие пенополиуретаны изготовляют по непрерывному или периодическому беспрессовому методу. Технологический процесс производств апенополиуретана периодическим методом состоит в следующем. Приготовляют две смеси при температуре 50…80°С:
Одну -из полиэфира, эмульгатора, катализатора и воды; другую из изоцианата и замещенного изоцианата. Смеси затем выдерживают при температуре 28…35°С. К полиэфирам с добавками приливают изоцианаты и смесь перемешивают в смесителе в течении 0,5…2,5 мин. В результате реакции увеличивают температуру смеси на 7…10°С и объем смеси начинает возрастать. Приготовленную смесь заливают в формы, где она окончательно вспенивается. Далее смесь прогревают от 80…150°С в течение 4…6 ч, и полимер полностью отверждается.
Пенополиуретан выпускают в виде прямоугольных плит длиной и шириной не менее 450…550 мм и толщиной до 69 мм, плотностью 30…200 кг/м³, прочностью при сжатии до 3,5 МПа, теплопроводностью 0,032…0,058 Вт/(м·°С).
Пенополиуретан применяют для среднего слоя трехслойных ограждающих конструкций ( панелей стен и плит покрытий), в виде скорлуп для изоляции трубопроводов, холодного и горячего водоснабжения. Предельная температура применения 150…160°С.
*****