ПЕНОПОЛИУРЕТАНЫ
,
пенопласты, полимерная матрица к-рых включает уретановые, мочевинные,
изоциануратные и др. характерные для полиуретанов структуры. Эластичные
П. (поролон)-типичные поропласты; наиб. содержание открытых ячеек имеют губки
из т. паз. сетчатых (ретикули-рованных) П. В структуре жестких и полужестких
П. преобладают замкнутые ячейки.
Для получения П. применяют
в заданных соотношениях компоненты, образующие уретаны,-гидроксилсодержащие
простые (реже-сложные) полиэфиры и орг. ди- и(или) по-лиизоцианаты, в т.ч. блокированные.
При изготовлении эластичных П. порообразователем служит обычно вода, к-рая реагирует
с группами NCO изоцианата с выделением СО, (р-ция ускоряется третичными аминами).
Порообразо-ватели жестких П.-гл. обр. CCl3F, CHCl2F, CHClF2,
CClF3 (часть хладонов иногда заменяют на CH2Cl2).
Для обеспечения надлежащих скоростей вспенивания и отверждения во вспениваемую
композицию добавляют аминные и(или) ме-таллоорг. катализаторы, низкомол. спирт
и(или) амин (регу-лятор роста цепи). Ячеистую структуру образующегося П. регулируют
с помощью неионогенных (преим. кремнийорг.) ПАВ. Кроме того, во вспениваемую
композицию м.б. добавлены
антипирены, молотое или рубленое стекловолокно, пигменты или красители (неокрашенные
П. бесцветны).
Получение. Исходные компоненты
при произ-ве заливочных П. смешивают (со скоростью до 12000 об/мин) в головках
спец. машин низкого (не выше 2 МПа) или высокого (до 20 МПа) давления. Образующиеся
заливочные композиции вспениваются в форме или межстенной полости "сэндвич-конструкции"
за неск. минут или секунд.
Ок. 50% всех эластичных
П. изготовляют в виде "бесконечной" полосы, к-рую на выходе с конвейера
режут на блоки (плиты) шириной и толщиной соотв. до 2,5 и 1,5 м, отверждаемые
дополнительно в течение неск. часов при 60-100 0C. Изделия др. профиля
изготовляют из блоков раскроем, реже-вырубкой. Однако профильные изделия предпочитают
получать в одну стадию вспениванием композиций в формах. В отличие от блочных
такие П. наз. формованными. С целью увеличения доли сообщающихся ячеек эластичные
П. подвергают циклич. сжатию и(или) вакуумированию (этот же эффект достигается
при разгерметизации формы в момент достижения пеной определенной степени отверждения).
Для придания сетчатой структуры эластичные П. обрабатывают щелочью либо разрывают
стенки ячеек с помощью направл. взрыва.
Эластичные гидрофильные
П. получают взаимод. воды с "макроизоцианатом", синтезированным
с использованием полиолов, содержащих 60-90% первичных групп ОН. Совместно с
водой в исходную композицию в зависимости от назначения П. могут быть введены
(до 100% от массы полиурстана) моющее ср-во, инсектицид, гербицид, удобрение,
антибиотик, душистое B-BO, битумный, керамич. или др. наполнитель, антипирен.
Нек-рые эластичные П. можно
формовать при т-ре выше 100 0C под давлением ок. 50 МПа или сваривать
при термообработке.
Жесткие П. получают вспениванием
заливочных или напыляемых композиций. Крупные полости заполняют обычно в неск.
приемов (метод послойного формования) для уменьшения давления пены на стенки
формы. При нанесении жестких П. (слой толщиной в неск. мм) на открытые потолочные,
вертикальные и фасонные пов-сти используют высокоактивные напыляемые композиции.
Свойства. Кажущаяся плотн.
0,015-0,045 г/см3. П. на основе сложных полиэфиров отличаются повыш.
устойчивостью к термоокислит. деструкции и хим. стойкостью; аналоги на основе
простых полиэфиров эластичнее и обладают более высокой гидролитич. устойчивостью
и морозостойкостью (сохраняют гибкость при т-рах до -4O0C). Относит,
удлинение П. возрастает, а ,
модуль упругости и термостойкость уменьшаются с увеличением функциональности
исходных реагентов. Эластичные формованные П. имеют меньшие остаточную деформацию
после циклич. сжатия и относит. удлинение, чем блочные П.
Введение ароматич. структур
в макромолекулу П. способствует повышению термостойкости и жесткости, а изо-циануратных
и карбамидных звеньев в жесткие П.-увеличению огнестойкости и формоустойчивости
при повыш. т-рах (негативный эффект - увеличение хрупкости П.).
Применение. Эластичные
П.-амортизирующий (матрацы, сидения автомобилей, мягкая мебель, коврики, упаковка),
фильтрующий и сорбирующий жидкости материал. Жесткие П. [теплопроводность 0,017-0,03
Вт/(м·К)] применяют преим. для теплоизоляции строит. конструкций, холодильников,
трубопроводов. В целом почти во всех областях, в к-рых используют пенопласты,
применяют и П.
Ок. 25% мирового произ-ва
П. приходится на долю США (уровень потребления в 1986 св. 1,058 млн. т, в т.ч.
эластичных П.-ок. 595 тыс. т).
Пром. произ-во П. на основе
сложных полиэфиров впервые освоено в Германии (1944, жесткие П.; 1952, эластичные
П.), аналогов на основе более дешевых простых полиэфиров-в США (1957).
Лит. см. при статьях Пенопласты, Полиуретаны. Ю. С. Мурашов.
|