Газонаполненные пластмассы. 
Материаловедение и технология материалов

Газонаполненные пластмассы представляют собой гетерогенные системы, состоящие из твердой или упругоэластической фазы — связующего и газообразной фазы — наполнителя.

В зависимости от макроструктуры газонаполненные пластмассы делятся на поропласты и пенопласты. В поропластах полимерная основа образует систему ячеек с частично разрушенными перегородками, сообщающихся между собой. Газообразная фаза в такой системе может циркулировать. В пенопластах полимерная основа образует систему замкнутых изолированных ячеек, заполненных газом.

Поропласты (губчатые материалы) эластичны, их объемная масса составляет 25—45 кг/м³. Получают поропласты, вводя в состав композиций вещества, способные выкипать при нагреве или вымываться водой, что и приводит к образованию пор. Поропласты выпускают в виде блоков с пленкой на поверхности. Они отличаются высокой способностью поглощать звуки (70—80%) на технических частотах.

Пенопласты — жесткие материалы, имеют малую объемную массу от 20 до 300 кг/м³. Замкнутая, ячеистая структура придает им Свойства пластмасс с порошковым наполнителем.

Таблица 103

хорошую плавучесть и высокие теплоизоляционные свойства. Коэффициент теплопроводности низкий — от 0,003 до 0,007 Вт/(м • К).

Термопластичные пенопласты на основе полистирола, поливинилхлорида, полиэтилена и других материалов получают их вспениванием в состоянии высокоэластической деформации, т. е. при температуре, превышающей температуру стеклования на 10—20°С. При этом происходит некоторая ориентация макромолекул, что приводит к получению более прочных пенопластов. Их термостойкость не превышает 60 °C, так как при 70—80°С развиваются релаксационные процессы и связанная с ними усадка пенопласта.

Термореактивные смолы — фенолформальдегидная, эпоксидная, кремнийорганическая и др. — быстро переходят при нагреве в вязкотекучее состояние с малой эластичностью и по мере увеличения пространственных связей быстро затвердевают, образуя пространственно сшитые макромолекулы. Формование изделий из термореактивных смол и их вспенивание выполняют на начальной стадии отверждения, когда молекулы смолы способны к вязкому течению.

Пористая структура получается введением в состав смол газообразователей — порофоров: минеральных ((МН₄)С0₃, NaHC0₃) и органических (азодинитрил диизомасляной кислоты, полиизоцианаты и др.).

Свойства пенопластов зависят от их плотности и химического состава полимерной основы (рис. 10.11).

Наиболее распространенными и прочными являются пенополистирол (ППС) и пенополивинилхлорид (ППВХ), способные работать при +60°С. Фенолкаучуковые (ФК) пенопласты имеют рабочую температуру 120— 160 °C. Наличие в их составе алюминиевой пудры (ФК-20-А-20) повышает рабочую температуру до 200—250°С.

Пенопласт К-40 на кремнийорганической основе кратковременно выдерживает температуру 300 °C. Свойства некоторых пенопла;

Рис. 10.11. Зависимость предела прочности при растяжении (сплошные линии) и сжатии (штриховые линии) пенопластов от их плотности.

Таблица 10.4

Физико-химические свойства газонаполненных пластмасс.

стов приведены в табл. 10.4. Пенопласты нашли широкое применение в качестве теплоизоляционного материала в конструкциях холодильников, контейнеров, рефрижераторов и др. Они часто используются для заполнения внутренних полостей конструкций и тем самым повышают удельную прочность, жесткость и вибропрочность силовых элементов.

• [1] При частоте тока 50 Гц.
• [2] При частоте тока 50 Гц.
• [3] При частоте тока 10(' Гц.
• [4] При частоте тока 10(' Гц.