ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Применение газов для вспенивания синтетических смол и каучуков из "Основы произвоства газонаполненных пластмасс и эластомеров" Пары некоторых жидкостей могут быть использованы для вспенивания высокомолекулярных веществ. [c.40] На рис. И сопоставлены давления, развиваемые различными жидкими вспенивателями, рекомендуемыми для получения губчатой резины. Все эти жидкости развивают значительно меньшее давление, чем твердые газообразователи, и, следовательно, вспенивающей силе уступают большинству рассмотренных выше газообразователей. Однако, применяя некоторые жидкости в виде паст с наполнителями или твердыми газообразователями (бикарбонаты натрия и аммония), можно получать довольно однородную по структуре губчатую резину. [c.40] При получении пенистых пластмасс из жидкой или пастообразной смеси полимеров с мономерами в случае сравнительно невысокой температуры кипения мономера (до 100— 120°) ячеистая структура материала может создаваться вследствие испарения части мономера с последующей его полимеризацией. Имеются указания на целесообразность использования водного раствора летучих оснований (аммиак, метиламин) для вспенивания при производстве ячеистых и пористых материалов на основе глифталевых, феноло-формальдегидных смол и ряда других продуктов поликонденсации. [c.41] Использование легкокипящих жидкостей для вспенивания высокомолекулярных веществ при изготовлении изделий ответственного назначения менее перспективно, чем применение твердых газообразователей. При использовании воды или спирта, вследствие чрезвычайной трудности равномерного смешения смолы со вспенивателем, не удается получить материал с достаточно равномерной ячеистой или пористой структурой. Кроме того, наличие в композиции воды или спирта в большинстве случаев ухудшает некоторые физические свойства материала (водостойкость, диэлектрические свойства). При вспенивании с помощью растворителей затрудняется получение материала с удовлетворительными теплостойкостью, твердостью и другими механическими свойствами, так как большинство применяемых жидкостей в той или иной степени пластифицирует полимер. [c.41] Применение газообразных веществ позволяет значительно упростить технологию получения ячеистых и пористых пластмасс и эластомеров, а также улучшить водостойкость, диэлектрические и теплоизоляционные свойства вспененных материалов. В большинстве случаев принцип получения ячеистых или пористых пластмасс и эластомеров с применением газов состоит в насыщении размягченного высокомолекулярного вещества инертным газом при повышенных давлениях с последующим вспениванием материала путем повышения температуры и снижения давления. Возникающая при этом ячеистая или пористая структура фиксируется вулканизацией или отверждением. [c.41] Чем больше растворимость (сорбция) газа и чем меньше диффузия его через пленки полимера при вспенивании, тем условия более благоприятны для образования равномерной микроячеистой структуры, содержащей минимальное количество открытых пор. [c.42] Диффузия газа через стенки ячеек полимера (особенно в случае эластомеров) может привести к усадке материала и изменению его физико-механических свойств. [c.42] В первой стадии процесса газ практически полностью поглощается пленкой, и десорбция с противоположной стороны пленки не наблюдается. Далее скорость диффузии газа через пленку нарастает до тех пор, пока в последней стадии процесса скорость прохождения газа через пленку не станет постоянной. [c.42] Таким образом, коэффициент проницаемости Р зависит от коэффициента сорбции (или растворимости) а и коэффициента диффузии О газа через высокополимер. [c.43] Уравнения (3) и (4) показывают, что с повышением температуры проницаемость и диффузия ускоряются. [c.43] Впервые связь между газопроницаемостью Р и структурой высокополимеров была изучена С. А. Рейтлингером , который показал, что изменение длины цепи макромолекулы полимера не оказывает существенного влияния на проницаемость пленок высокополимеров для водорода. Большое влияние на газопроницаемость оказывает форма цепей, размеры и полярность боковых групп и прочность межмолеку-лярных связей высокополимеров. Экспериментально было установлено, что уменьшение плотности упаковки вследствие разветвленности молекул полимера приводит к повышению проницаемости, диффузии и сорбции из-за ослабления межмолекулярного взаимодействия. Большие меж-молекулярные расстояния благоприятствуют сорбции, а большая свобода колебательных движений отдельных участков цепей увеличивает проницаемость и ускоряет диффузию сорбированного газа в высокомолекулярном соединении. [c.43] Из табл. 5, составленной по данным С. А. Рейтлингера, видно, что менее плотная упаковка -полиизопрена и разветвленная структура молекул полибутадиеновых каучуков сказываются в значительном повышении проницаемости, диффузии и сорбции водорода, в то время как более плотная упаковка транс-полиизопрена и в особенности полиэтилена и полиизобутилена обусловливает сравнительно низкие значения Р, О и а. [c.43] В соответствии со сказанным находятся данные других-авторов , показавших, что введение в молекулу полимера полярных групп (—ОН, —ЫНСО, —СООН) резко снижает газопроницаемость. Так, например, весьма малой газопроницаемостью обладают поливиниловый спирт (см. табл. 6), гидратцеллюлоза , белки . [c.47] Ларопроницаемость пленок различных полимеров изучалась А. А. Берлиным и К. П. Лесиной (табл. 7), а также рядом других исследователей . Данные, приведенные в табл. 7, показывают, что с уменьшением величины боковых групп и повышением их полярности снижается паропрони-цаемость высокомолекулярных соединений. Аналогичные результаты получены и другими авторами . [c.47] Проницаемость, сорбция и диффузия сильно зависят от природы газа. Из всех газов, применяющихся в технологии губчатой резины, наименьшая проницаемость наблюдается для азота (табл. 8). Растворимость азота более чем в 3 раза превышает растворимость водорода, хотя проницаемость резины по отношению к водороду в 6 раз больше, чем для азота. Для двуокиси углерода проницаемость в 18 раз и растворимость в 28 раз выше, чем для азота. Значительной проницаемостью и растворимостью в резине обладает аммиак, для которого эти показатели выше, чем для азота, соответственно в 50 и 266 раз. Проницаемость резины по отношению к воздуху близка к ее проницаемости по отношению к азоту, в то время как по отношению к кислороду и инертным газам (Не, Аг) она несколько больше (см. табл. 8). [c.48] В последнее время в связи с развитием технологии пенопластических масс, консервирующих пленок, лаковых покрытий и т. п. усиливается интерес к изучению проницаемости, диффузии и сорбции газов различными высокомолекулярными соединениями 39. [c.49] Изучение диффузии газов в полистироле при различных давлениях и температурах показало, что азот всегда диффундирует значительно медленнее водорода. Этилен имеет еще меньший коэффициент диффузии (табл. 9). [c.50] Подводя итог сказанному, можно отметить, что проницаемость пленок высокополимеров для газов зависит главным образом от строения молекул полимера, в частности от величины и полярности боковых групп, физического состояния полимера, а также от природы газа или пара и от температуры и давления, при которых протекает процесс вспенивания. Чем больше жесткость цепи и силы межмолекулярного взаимодействия, тем в меньшей степени, при заданных температурах и давлениях, полимер проницае1М для газообразных веш еств. [c.51] Учитывая, что процесс вспенивания термопластичных высокополимеров протекает в условиях, когда газопроницаемость велика, и принимая во внимание, что повышенное значение коэффициента газопроницаемости будет снижать стабильность пены, можно утверждать, что эта константа имеет очень большое значение для правильного выбора типа вспе-ниваюш его веш,ества. [c.51] В тех случаях, когда требуется получить материал с микроячеистой структурой, необходимо применять такие газы, которые обладают наименьшей величиной проницаемости через пленки вспениваемого полимера. [c.51] Вернуться к основной статье