ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Пенопласты на основе фгаодоюпиртов и ниэкоконцевгарироваиных оли гомеров из "Пенополимеры на основе реакционноспособных олигомеров" Фенолоспирты представляют собой полидисперсную водорастворимую смесь первичных продуктов конденсации фенола с формальдегидом, состоящую из moho-, ди- и триметилолпроизвод-ных фенола [180—182]. Фенолоспирты, используемые для получения пенопластов заливочного типа, должны удовлетворять тем же требованиям, что и резольные смолы, т. е. должны обладать высокой реакционной способностью, низкой вязкостью, иметь высокую концентрацию и содержать малые количества свободного фенола и формальдегида. [c.159] Высокая реакционная способность фенолоспиртов позволяет легко регулировать процессы поликонденсации и отверждения и согласовывать во времени процессы вспенивания и отверждения. [c.159] Растворимость фенолоспиртов может служить надежным параметром для качественной оценки их реакционной способности и обусловливает продолжительность процесса вспенивания и свойства получаемого пенопласта [326]. В самом деле, при увеличении продолжительности реакции конденсации (50 °С, мольное соотношение формальдегида и фенола равно 1 5 катализатор —1,5% NaOH) резко меняются вязкость, содержание метилольных групп и растворимость фенолоспиртов (рис. 4.4). Анализ полученных данных показывает, что в процессе конденсации фенола с формальдегидом при 50 °С имеются два резко разграниченных периода. Первый—присоединение фенола к формальдегиду с образованием простейших фенолоспиртов. В этот период вязкость и плотность возрастают незначительно, причем смесь сохраняет безграничную растворимость в воде. Второй период — олигоконденсация— характеризуется снижением растворимости и уменьшением содержания метилольных групп вследствие их взаимодействия с оставшимся в системе фенолом, что приводит к образованию более сложных фенолоспиртов. [c.159] Растворимость фенолоспиртов существенным образом влияет и на процесс пенообразования и свойства пенопластов. Так, при вспенивании фенолоспиртов с растворимостью 1 0,1 получаются материалы с кажущейся плотностью 100 кг/м и равномерной мелкоячеистой структурой, в то время как использование фенолоспиртов с растворимостью 1 10 приводит к получению пенопластов с кажущейся плотностью 20—25 кг/м и рыхлой крупноячеистой структурой. [c.161] Изменение растворимости фенолоспиртов в интервале от 1 0,1 до 1 2,0 приводит к резкому изменению процесса формирования макроструктуры, характеризующегося скоростью нарастания температуры и кратностью вспенивания (рис. 4.6). При дальнейшем увеличении растворимости до 1 10 четкой зависимости процесса пенообразования от растворимости не прослеживается из-за высокой скорости этого процесса. При этом разница между началом и концом пенообразования (см. рис. 4.7, кривые и 4) составляет 0,5—0,7 мин, чего явно недостаточно для формирования качественной макроструктуры. Так же быстро процесс пенообразования протекает при использовании фенолоспиртов с растворимостью до 1 2. [c.161] Как уже упоминалось, не только кинетика процесса пенообразования, но и свойства получаемых пенопластов зависят от растворимости исходных фенолоспиртов. Чем ниже растворимость, тем меньше кратность пены, тем выше кажущаяся плотность пенопласта (рис. 4.7). Тяжелые пенопласты обычно получаются в том случае, когда исходные фенолоспирты имеют большую вязкость и невысокую растворимость. Это приводит к тому, что процесс нарастания вязкости опережает процесс нарастания давления газа в системе и, следовательно, к уменьшению кратности пены. Наоборот, при малой скорости отверждения возрастает газопроницаемость стенок ячеек, в результате чего увеличивается усадка пенопласта. При вспенивании высоковязких растворов фенолоспиртов образуются пенопласты с высокой кажущейся плотностью и неравномерной структурой, поскольку скорость процесса вспенивания выше скорости увеличения давления газа. Было показано, что использование фенолоспиртов с вязкостью б-Ю — 15-103 МПа-с и концентрацией 85—90% дает возможность получать достаточно качественные пенопласты. [c.161] Содержание Пйв, масс. ч. [c.162] При использовании газообразователя в количестве 0,2—0,4% (масс.) влияние кислотного числа отвердителя на кажущуюся плотность пенопласта сказывается не так заметно, по-видимому, за счет того, что при малом количестве газообразователя он весь вступает в реакцию. Характерно, что легкие пенопласты на основе фенолоспиртов нельзя получить при введении большого количества газообразователя [более 1% (масс.)], поскольку в этом случае резко снижается скорость реакции отверждения из-за недостаточного количества отвердителя в системе (большая часть отвердителя расходуется на взаимодействие с большиаМ количеством газообразователя). Поэтому для получения легких пенопластов рекомендуется в качестве исходного сырья использовать более реакционноспособные фенолоспирты или резольные олигомеры. [c.163] Введение неионогенных ПАВ (например, ОП-10) в количестве до 10% (масс.) существенно не влияет на процесс вспенивания фенолоспиртов (рис. 4.9). Однако дальнейшее повышение содержания ПАВ в системе невозможно, поскольку в результате пластифицирующего эффекта нарушается соотношение скоростей процессов вспенивания и отверждения. [c.163] Оптимальная температура композиции, при которой следует проводить процесс вспенивания, составляет 20—25°С (рис. 4.10). При более высоких температурах из-за высокой скорости экзотермического процесса образуется рыхлая крупноячеистая структура при температурах композиции ниже 20°С процесс пенообразования заметно замедляется и получаются пенопласты с более высокой кажущейся плотностью [184]. [c.163] Пенопласты на основе фенолоспиртов имеют достаточно высокие показатели при р = 60 кг/м разрушающее напряжение при сжатии составляет 230 кПа, ударная вязкость 0,1 кДж/м , коэффициент теплопроводности — 0,034 Вт/ (м К). [c.163] Другим, весьма перспективным и экономически эффективным способом получения фенольных пенопластов является способ, основанный на использовании низкоконцентрированных фенольных смол. [c.163] Полученные предварительные результаты показали со всей очевидностью, что для решения поставленной задачи необходима соответствующая модификация резола. Модифицирующий агент должен при этом выполнять, по крайней мере, две функции загустителя (повышение вязкости исходного резола) и сорбента воды. [c.164] Для низкоконцентрированного полупродукта резольной смолы ФРВ, на котором остановили выбор авторы [185], в качестве исходного для вспенивания такими модифицирующими добавками были выбраны водорастворимые (исходя из особенностей смолы ФРВ) соединения— крахмал, поливиниловый спирт и метилцеллюлоза. Эти добавки обеспечивают повышение вязкости исходного резола, однако эффективность их действия далеко не одинакова. Наиболее предпочтительным агентом является метилцеллюлоза, повышающая вязкость резола в сотни раз при добавлении в количестве уже 2% (масс.). Кроме того, пенопласты на основе резолов, модифицированных метилцеллюлозой, отличаются исключительно однородной ячеистой структурой, которая сохраняется даже при исключении из рецептуры ПАВ (ОП-7). [c.164] Непосредственно после изготовления пенопласт имеет влажность выше равновесной и поэтому нуждается в сушке. В процессе многочасовой сушки (20—50 ч при 23 °С) свойства пенопласта не изменяются и он не растрескивается. [c.165] По сравнению с пенопластом ФРП-1 данный материал имеет следующие преимущества низкая вязкость исходной смолы низкие давление и температура в процессе вспенивания отсутствие запаха формальдегида. Кажущаяся плотность пенопласта составляет 20—60 кг/м предельная рабочая температура 150°С, кратковременно (5—10 мин) материал выдерживает нагревание до 450 °С. [c.165] Вернуться к основной статье