ПЕНОПОЛИСТИРОЛЫ
,
жесткие пенопласты, получаемые из полистирола, ударопрочного полистирола
и разл. сополимеров стирола. Имеют гл. обр. закрытые поры.
Для вспенивания эмульсионного
(преим. порошкообразного) полистирола применяют порофоры, напр. азодикарбонамид,
сульфонилгидразиды, нитрозосоед., карбонаты и гидрокарбонаты аммония, щелочных
и щел.-зем. металлов. Порообразователи, применяемые для вспенивания суспен-зионного,
т.наз. "бисерного" (диаметр гранул 0,2-3 мм), полистирола с мол.
м. преим. 35-45 тыс.: изопентан, петро-лейный эфир, хладоны, др. легкокипящие
в-ва, вводимые в кол-ве до 10% обычно на стадии полимеризации стирола. Кроме
того, во вспениваемую композицию м. б. добавлены антистатики, красители (пигменты),
антипирены (напр., 1,2-дибромбензол, тетрабром-n-ксилол или хлорпарафины
в сочетании с Sb2O3).
Получение. Обычно бисерный
полистирол сначала под-вспенивают при 95-105 0C (преим. водяным паром
давлением 0,12-0,18 МПа) до увеличения объема в 10-30 раз, затем сушат,
выдерживают на воздухе до достижения в ячейках атм. давления (стадия "вызревания")
и дополнительно вспенивают за неск. минут сухим паром (0,07-0,15 МПа) при 100-120
0C в перфорир. форме, где частицы свариваются в единый агломерат.
Возможно также конвейерное, периодич. кассетное или автоклавное формование из
бисерного полистирола блоков (листов) и профильных изделий.
Аналогичные изделия м.
б. получены также экструзией расплава полистирола, насыщенного хладоном (т.
кип. от — 40 до 20
0C) или смесью хладонов, используя спец. экстру-деры или термопластавтоматы
(с червячной пластикацией и самозапирающимся соплом). Подобную технологию, а
также литье под давлением композиций, содержащих порофоры, применяют наиб. часто
для получения частично вспененных П. конструкц. назначения.
Не утратили пром. значения
малопроизводит. "прессовые" способы: в формах поршневого типа или
на гидравлич. прессах при 160-180 0C под давлением 10-20 МПа формуют
монолитную или подвспененную заготовку из эмульсионного полистирола, содержащего
порофор, к-рую после экспозиции на воздухе в течение не более 3 сут вспенивают
на 3-5 ч, нагревая в перфорир. кассете или форме водяным паром или горячим воздухом
при 85-140 0C (иногда под небольшим вакуумом). Пену фиксируют охлаждением
до комнатной т-ры.
П. легко режутся горячей
проволокой, сверлятся, фрезеруются, дублируются с разл. облицовочными материалами.
Свойства. П., изготовленные
из бисерного полистирола, полидисперсны, т. к. имеют ячейки (диаметром 40-150
мкм), чередующиеся с пустотами (полостями), локализованными в межгранульном
пространстве. Их кажущаяся плотн. 0,01-0,04 г/см3. В отличие от экструдированного
прессовые П. (кажущаяся плотн. 0,1-0,5 г/см3) изотропны и содержат
88-96% замкнутых ячеек; они заметно превосходят бисерные аналоги по мех. св-вам
(напр., их sраст выше почти в 2 раза) и поглощают за 28 сут
1-5% по объему воды, тогда как водопоглощение др. видов П. может достигать 20%.
Паропроницаемость П. из бисерного полистирола не выше 200 г/(м·ч·Па), а аналогов,
полученных прессованием,-на порядок ниже.
Миним. теплопроводность
[0,02-0,025 Вт/(м·К); возрастает при увлажнении до 0,027-0,036] имеют замкнутоячеис-тые
П. с кажущейся плотн. 0,02-0,04 г/см3. Увлажнение и периодич. (циклич.)
замораживание П. отражается негативно и на их прочностных показателях. П. можно
длительно эксплуатировать при т-рах до 70 0C; при этом их
и снижаются
на 30-50%. В пламени П. быстро загораются; горение сопровождается каплеобразованием
и выделением густого дыма; добавлением в П. антипиренов получают самозатухающие
модификации.
П. стойки в морской воде,
р-рах щелочей и к-т (за исключением HNO3), в спиртах, но разрушаются
в кетонах, ароматич. и галогенсодержащих углеводородах, эфирах.
Применение. П.-теплоизоляционные
(утепление кровли и междуэтажных перекрытий, изоляция трубопроводов и морозильных
установок) и конструкц. материалы (тара и упаковка для пищ. продуктов, напр.
яиц, пром. изделия -телевизоры и др., газифицируемые, т.е. выплавляемые, модели
для литья металлов). Гранулированные П.-макросфе-рич. наполнители для синтактич.
и др. пенопластов, а также материал, используемый для структурирования почв.
Прессовый П. получен впервые
в 1944 (США), бисерный-в 1952 (там же).
Лит.: Павлов В.
А., Пенополистирол, M., 1973; Энциклопедия полимеров, т. 2, M., 1974, с. 564-67.
См. также лит. при ст. Пенопласты.
Ю. С. Мурашов.
|