Ячеистая (пористая) структура полимерных теплоизоляционных материалов создается при их изготовлении с помощью газо - или пенообразующих веществ (пено - и газообразователей). От правиль­ного их выбора при получении пенопластов во многом зависят каче­ство материалов, технологические параметры переработки компози­ций в пенопласты и способ получения материалов.

Газообразователи (их еще называют вспенивающими вещества­ми) по агрегатному состоянию подразделяют на твердые, жидкие и газообразные. По механизму процесса газовыделения твердые и жидкие газообразователи можно классифицировать следующим об­разом: газообразователи, выделяющие газообразные продукты вследствие необратимого термического разложения; обратимого термического разложения; химического взаимодействия компонен­тов; термической десорбции (выделение ранее поглощенных га­зов) — адсорбенты; кипения или снижения давления (легкокипя - щие жидкости).

По химической природе газообразователи можно разделить на органические и неорганические.

Газообразователи должны удовлетворять следующим требова­ниям: 1) температурный интервал максимального (наиболее интен­сивного) газообразования должен находиться вблизи температуры полного размягчения данной полимерной композиции; 2) газообра- зователь должен хорошо распределяться в полимерной компози­ции; 3) газообразователь и продукты его разложения не должны оказывать влияния на скорость отверждения полимера; 4) терми­ческое разложение газообразователя должно протекать равномерно и постепенно с выделением газа в количестве, близком к теоретиче­скому; 5) разложение газообразователя не должно сопровождаться выделением теплоты, способной вызвать деструкцию полимера; 6) при температурных режимах переработки полимерных компози­ций в поропласты газообразователь и продукты его разложения не должны вступать в реакцию с полимером или вызывать коррозию технологического оборудования; 7) газообразователи должны быть доступными, дешевыми и устойчивыми при транспортировании и хранении; 8) газообразователи и продукты их разложения не долж­ны быть токсичными

К газообразовагелям, выделяющим газ вследствие необратимого разложения, относят различные органические вещества (порофо-

V It

Ры), которые при нагревании до данной определенной температу­ры разлагаются с выделением газов N2, С02, NH3 и др. По хими­ческому строению порофоры можно разделить на следующие груп­пы: азосоединения (R—N = N—R'); сульфонилгидразиды (R—S02NH—NH2); нитрозосоединения (R—N(NO)—R'); азиды кислот (R—CON3) и некоторые другие соединения.

Эти вещества хорошо измельчаются и совмещаются с полимера­ми. Однако они имеют и существенный недостаток — токсичность продуктов разложения. Кроме того, они сравнительно дороги и мо­гут снижать теплостойкость пенопластов ввиду пластифицирования полимера продуктами разложения.

В СССР для производства пенопластов наиболее широко приме­няют порофоры ЧХЗ-57 (азоизобутиронитрил), ЧХЗ-21 (азодикар - бонамин), 5 (парауретиланфенилсульфонилгидразид), 18 (динитро - зопентаметилентетрамин). Кроме них применяют порофоры ДАВ, 254, БСГ, ДФ-4 и др.

К газообразователям, выделяющим газ вследствие обратимого термического разложения, относят неорганические вещества — кар­бонаты. Их основными преимуществами являются дешевизна, до­ступность, а также то, что продукты их разложения не оказывают пластифицирующего действия на полимер и, следовательно, на теп­лостойкость пенопластов. Их главный недостаток —плохое совме­щение с полимером, что затрудняет их равномерное распределение в композиции. Широкое применение для производства пенопластов получили карбонат аммония и бикарбонат натрия. Следует отме­тить, что технический карбонат аммония разлагается очень бурно, что является причиной образования крупнопористой структуры пенопластов. Вспенивающая способность бикарбоната натрия не­высока, поэтому для получения пенопластов часто применяют смесь этих двух газообразователей.

В качестве газообразователей, выделяющих газ в результате химического взаимодействия компонентов, наиболее широко при­меняют тонкодиспергированные металлы, стоящие в ряду напряже­ния выше водорода (Al, Zn, Mg, Fe). При взаимодействии с мине­ральными кислотами (H2S04, Н2Р04, НС1) они выделяют газ (водо­род). Используя эти реакции, вспенивают фенолоформальдегидные композиции. Для получения пенопластов используют и другие газо­образователи. Например, при производстве эпоксидных полимеров применяют полиэтиленполиамин в сочетании с ГКЖ-94.

Газообразователи, выделяющие ранее поглощенные газы вслед­ствие термической десорбции, представляют собой адсорбенты. К их числу относят активированный уголь, силикагель, циолиты, активи­рованные глины и т. д. Скорость адсорбции и количество поглощен­ного газа зависят в первую очередь от химической природы адсор­бента и структуры его поверхности, а также от давления и темпера­туры, при которых протекает адсорбция. Так как адсорбция газов всегда сопровождается выделением теплоты, то при последующем нагревании газ будет выделяться из адсорбента (десорбция). Поэ­тому при прочих равных условиях выгодно насыщать адсорбент при возможно более низкой температуре. Чем ниже температура адсорб­ции, тем больше газа поглотит адсорбент и тем больше он его выде­лит при нагревании, т. е. тем выше вспенивающая способность адсорбента.

Все рассмотренные выше газообразователи по своему фазово­му состоянию относят к твердым вспенивающим веществам.

Жидкие вспенивающие вещества представляют собой легкоки - пящие жидкости, не растворяющие вспениваемые полимеры: бен­зол, изопентан, ксилол, толуол, четыреххлоридный углерод, спир­ты, фреоны различных марок,- При нагревании до температуры кипения или при снижении давления окружающей среды эти веще­ства, переходя в газообразное состояние, вспенивают полимерные композиции. Температуры кипения этих жидкостей находятся в пределах 10. 140СС

Жидкие газообразователи менее перспективны для получения пенопластов, чем твердые вещества, так как при их использовании снижается теплостойкость полимерных композиций вследствие их пластифицирующего воздействия. Наиболее широкое применение получили изопентан (температура кипения 27,85°С) при производ­стве полистирольных пенопластов и фреоны (температура кипения от 9,25 до 47,6°С) при получении пенополиуретанов и пенополи - эпоксидов.

В качестве газообразных вспенивающих веществ в производст - стве пенопластов чаще всего применяют азот, воздух, инертные газы и реже диоксид углерода. Применение кислорода нецелесооб­разно, так как при этом может происходить окислительная деструк­ция полимеров.

Механизм вспенивания полимера заключается в следующем. По­лимер насыщают газом под давлением. Последующее снижение давления и повышение температуры приводит к вспениванию по­лимера. Образующаяся при этом ячеистая или пористая структура фиксируется отверждением при соответствующей температуре в случае применения термореактивных полнмероа или снижением температуры в случае использования термопластов.

На процесс вспенивания полимерных композиций и устойчи­вость образовавшейся ячеистой структуры окашваюг влияние сле­дующие факторы: растворимость raia в размягченном полимере при соответствующих температуре и давлении; уменьшение растворимо­сти газа в полимере при повышении температуры и снижении внеш­него давления; разность между давлением іаза, заполняющего ячейки материала, и давлением окружающей^среды: диффузия газа через тонкие стенки ячеек и десорбция его с~поверности материала при вспенивании и в условиях эксплуатации; физико-химические и механические свойства вспененною полимера при температуре вспенивании и ікснлуаіаппп

Чем больше расіноримогіь (еорбцнн) іаіа и чем меньше его диффузия черс» пленки полимера при вспенивании, тем легче полу-

■ і ■ чить равномерн}Ю мелкопористую структуру с преимущественно замкнутыми порами. Диффузия газа через стенки пор может приво­дить к усадке материала до его отверждения.

Полимеры с неплотной упаковкой молекул вследствие их развет - вленности характеризуются повышенной проницаемостью, диффу­зией и сорбцией. Наличие в молекуле полимера полярных групп резко снижает газопроницаемость пленок. Природа газа, температу­ра и давление оказывают существенное влияние на растворимость газа в полимере и, следовательно, на процесс вспенивания

Пенообразующие вещества представляют собой поверхностно - активные вещества, облегчающие диспергирование газа в жидкости (растворе, суспензии) за счет снижения ее поверхностного натяже­ния, а также повышающие стойкость технических пен за счет обра­зования в адсорбционных слоях высоковязких пространственных структур, значительно замедляющих утончение и разрыв пленок пены.

В качестве пенообразователей в производстве пенопластов мож­но применять как низкомолекулярные (мыла, соли сульфокислот и др.), так высокомолекулярные (белки, пектины, сапонины и др.) вещества. При растворении этих веществ происходит гидратация их полярных групп, которые прочно связываются с молекулами жид­кости электростатическими силами притяжения. Концентрируясь в поверхностном слое на границе раздела фаз, эти силы понижают поверхностное натяжение жидкости и способствуют воздухововле - чению и диспергированию воздуха (газа) в жидкости, т. е. увеличе­нию поверхности раздела фаз.

Каждый пенообразователь характеризуется строго определенной оптимальной температурой пенообразования. которая, в свою оче­редь, находится в непосредственной связи с его молекулярной мас­сой. Вещества с большей молекулярной массой могут образовывать пену при более высокой температуре, чем их низкомолекулярные гомологи.

Весьма существенное влияние на ценообразование и свойства пен оказывает концентрация пенообразователя в жидкости, кото­рая также для каждого его вида имеет свой оптимум. Этот оптимум для низкомолекулярных пенообразователей соответствует неполно­му, а для высокомолекулярных — полному насыщению адсорбцион­ного слоя. Это происходит потому, что ннзкомолекулярные пенооб­разователи при неполном насыщении адсорбционного слоя не впол­не ориентированы и их углеводородные цепи, переплетаясь, упрочняют оболочки воздушных ячеек.

Высокомолекулярные пенообразователи располагаются на по­верхности раздела фаз длинными цепеобразными молекулами, по­лярные группы которых направлены в сторону жидкой фазы. Ввиду того что макромолекулы полимера образуют сплошную защитную студнеобразную пленку, увеличение концентрации таких пенообра­зователей даже выше значений, соответствующих полному насыще - нию адсорбционных слоев, не приводит к уменьшению стойкости пены.

В настоящее время для получения пенопластов используют син­тетические поверхностно-активные вещества — продукты нефтепе­реработки и нефтех імического синтеза. Как правило, это вещества анионоактивного класса, применяемые в производстве' моющих средств. Они образуют стойкие пены и характеризуются весьма высокой кратностью. К ним относят: сульфанолы — смесь натрие­вых солей алкнлбензосульфокнслот; вещество «Прогресс» — смесь натриевых солен сернокислых эфпрон вторичных спиртов; вещество «Эффект» — триэтаноламиновая соль лаурплсульфата; пенообразо­ватель ПО-1 и другие модификации — нейтрализованный керосино­вый контакт на основе сульфокислот.

Получение газонаполненных пластмасс с при­менением повышенного давлення. Способ производства пенопластов с применением высокого давления включает четыре разновидности прессовый, экструзионныи, автоклавный методы и литье под давлением. Все эти разновидности применяют при произ­водстве пенопластов из термопластичных смол. Они основаны на том, что прн нагревании выше температуры стеклования эти поли­меры приобретают эластомерные (резиноподобные) свойства и спо­собность к обратимой упругоэластичной деформации. Термоплас­тичные полимеры вспенивают в состоянии высокоэластической деформации при температуре, на Ю...20°С превышающей темпера­туру стеклования. При этом получают наиболее прочные пеноплас­ты за счет некоторой ориентации молекул. Однако теплостойкость этих пенопластов невысока, так как уже при температуре 70...80°С по мере диффузии газов из ячеек пенопласта наблюдается усадка пенопласта.

Прессовый способ является наиболее распространенным. Он за­ключается в выполнении трех основных операций: смешивания по­лимера с газообразователем и другими компонентами, входящими в композицию; прессования композиции; вспенивания заготовок. Принципиальная технологическая схема получения пенопластов прессовым способом приведена на рис. 13.2.

Для получения пенопластов из твердых композиций Смешивание компонентов производят в шаровых мельницах, снабженных рубаш­ками охлаждения. Процесс совместного помола продолжается 6...24 ч до получения однородной тонкодисперсной смеси. В шаро­вых мельницах вместимостью более 1 м3 лучше применять фарфоро­вые или диабазовые шары вследствие значительного выделения теплоты от трения металлических шаров.

При приготовлении композиций в виде паст исходные вещества смешивают в смесителях лопастного типа. Полученную пасту под­вергают анревапию (желированию) путем выдерживания ее в ем­костях при температуре 25. ЗО С не менее 2 сут. Прессуют компози­ции на іпдравлическнх прессах в пресс-формах закрытого тина.

В процессе прессования под влиянием повышенной температуры (120...180°С) и давления (12. 20 МПа) частицы полимера сплавля­ются в монолитную массу. Несколько позже разлагается газообра­зователь, и выделившиеся газы частично растворяются в полимере, образуя насыщенный раствор. Частично (избыток газа) равномер­но распределяется в полимере в виде мельчайших элементарных

Рис. 13.2. Технологическая схема производства пенопластов прессовым Методом: І — бункер-циклон для полимера; 2 — сито-бурат; 3—шлюзовой затвор; 4 — бункер для просеянного полимера; 5 — автоматическое дозирующее устройство для поли­мера; Є — бункер для газообразователей; 7 — то же, для газообразователя: о ■ шнек; 9— шаровая мельница с приводом; 10 — буикер для композиции; //— бун­кер-циклон для композиции; 12 — вибросито; 13— бункер - 14 — автоматический до­затор для композиции; 15 — автопогрузчик с подвижным бункером; 16 — пресс. 17— автокар для перевозки заготовок; 18 — камера вспенивания; 19 — автокар с готовы­ми плитами

Пузырьков. С целью полного прогрева заготовки ее выдерживают при температуре прессования. Продолжительность выдерживания зависит от толщины заготовки и составляет 1...2 мин на 1 мм тол­щины.

Горячее прессование оказывает решающее влияние на равномер­ное распределение газа в заготовке и на размер элементарных яче­ек. Быстрый подъем температуры, неравномерный обогрев пресс - формы, недостаточное давление пресса — все это существенно ухуд­шает качество пенопласта и может привести к браку.

Большую роль при получении пенопластов с малой средней плот­ностью играет такой технологический прием, как подвспенивание заготовок в пресс-форме в конце выдержки после достижения вы­равнивания температуры во всем объеме заготовки. В этом случае за счет более полного использования растворенного в полимере газа получают пенопласты с существенно пониженной средней плотно­стью без увеличения расхода газообразователя. Подвспенивание производят путем плавного снижения давления пресса, в результате чего давление газов в пресс-форме поднимает пуансон, увеличивая высоту заготовки. При этом средняя плотность заготовки снижается на 30...50%. После выдержки под прессом заготовки охлаждают до комнатной температуры и извлекают из пресс-формы.

Окончательное вспенивание заготовок производят в специальных камерах при нагревании заготовок до размягчения полимера (до температуры 85...120СС). В зависимости от вида полимера нагрева­ние производят паром, водой или горячим воздухом. При этом под возрастающим давлением газа, находящегося в ячейках, образовав­шихся в результате предварительного подвспенивания, и вследствие снижения растворимости газа в полимере происходят увеличение

6 Рис. 13.3. Схема экструдера:

1 — экструзионная головка; 2 — нагреватели; 3—каналы для водяного охлаждения; 4 — загрузочный буикер, 5 — вал; Є — шнек

Размеров первичных ячеек и образование новых. Заготовка, находя­щаяся в свободном состоянии, вспенивается. Для придания заготов­ке четкой требуемой формы вспенивание рекомендуется произво­дить, заключая заготовки в перфорированные металлические огра­ничительные кассеты

Закрепление полученной пористой структуры и приданной изде­лию формы производят о. хлаж гением изделий в тех же кассетах до комнатной температуры.

По прессовому способу можно вспенивать любой термопластич­ный полимер. Однако громоздкость технологического оборудования, отсутствие поточности, многодельность и большая продолжитель­ность подготовки формовочных смесей существенно повышают стои­мость получаемых материалов и сдерживают широкое развитие это­го способа.

Экструзчонный метод весьма технологичен и производителен.

При этом методе экструдер является основным технологическим оборудованием (рис. 13.3), в котором осуществляются уплотнение полимерной композиции, заранее подготовленной одним из спосо­бов, рассмотренных выше, ее нагрев до заданной температуры в за­висимости от вида используемого полимера, расплавление полимера, разложение газообразователя, распределение выделившеюся газа в расплаве полимера, формование изделия в головке экструдера. Сразу же по выхоте из головки экструдера композиция вспепивает - ся и полученная заготовка поступает в приемное оборудование. :ze она охлаждается и по мере необходимости оправляется. Экструзи - онным методом пенопласты можно получать двумя путями: прямой экструзией и экструзией с последующим вспениванием или довспе - ниванием. В первом случае из головки экструдера выходит лист, полоса, цилиндр, скорлупа или какое-либо другое изделие с требуе­мой средней плотностью. Во втором случае требуется вспенивание (довспенивание) выходящего изделия до требуемой средней плот­

Ности путем нагрева изделия паром, горячей водой или горячим воздухом в зависимости от вида используемого полимера.

Разработаны также конструкции экструдеров, в которых про­цесс производства пенопластов осуществляется без газообразовате - лей. В этом случае газ под давлением подается непосредственно в винтовой канал и распределяется в расплавленном полимере

Экструзионный метод значительно эффективнее прессового. При его применении обеспечиваются непрерывность процесса, высокая производительность, возможность регулирования в широких преде­лах средней плотностн изготовляемых пенопластов, изготовление изделий широкой номенклатуры по форме и размерам и использова­ние полной автоматизации технологического процесса

Автоклавный метод получения пенопластов основан на насыще­нии полимера газами или низкокипящими жидкостями под давлени­ем или под давлением при пониженных температурах (применяют сжатые газы или низкокипящне жидкости, охлажденные сухим льдом). Вспенивание композиции производят в том же автоклаве или в другом оборудовании путем нагревания до размягчения поли­мера и снятия давления.

Автоклавный способ распространен в США, в Советском Союзе в промышленном масштабе он не применяется

Литье под давлением применяют для изготовления штучных из­делий из пенопластов. Схема литьевой машины приведена на рис. 13.4. Принцип ее работы состоит в следующем. Полимерную компо­зицию в пндс порошка или гранул засыпают в бункер 4. Через

Дозирующее устройство 3 порция композиции попадает в левую хо­лодную часть цилиндра 1 (в это Время плунжер 2 находится в крайнем левом положении). Когда материал засыпан, плунжер на­чинает двигаться и проталкивает порцию композиции в правую часть цилиндра 1, нагреваемую этектроустройством 5. Температура нагрева контролируется термометром. 6 При возвратно-поступа­тельном движении плунжера в нагреваемую часть цилиндра посту­пает новая порция массы, а уже разогретый материал, перешедший в пластичное состояние, проталкивается сердечником 7 в сопло 10. В этот момент специальный механизм сдвигает подвижные плиты 9 и 13, которые сжимают обе половины пресс-формы (пуансон 12 и матрицу 11), а. затем и пружины 8. Сомкнутая пресс-форма прижи­мается к соплу 10 цилиндра литьевой машины. После этого следует очередной рабочий ход плунжера, под давлением которого пласти­ческая масса с растворенными в пей газами, выделившимися при разложении газообразователя в конце правой нагреваемой части цилиндра /, переходя по летниковым каналам, поступает в оформ­ляющую полость охлаждаемой пресс-формы, где вспенивается и охлаждается.

По окончании выдержки, необходимой для охлаждения и от­верждения вспененных изделий, пресс-форма расчленяется и из матрицы толкателем 14 готовое изделие выталкивается в прием­ник. Литьевая машина работает в автоматическом режиме. Полу­чаемые изделия отличаются четкостью формы, которую можно изменять путем замены оформляющей части пресс-формы.

Получение изделий из пенопластов без приме­нения повышенного давления. Для получения пено - и поропластов без применения повышенного давления существует несколько методов: беспрессовый, химический, дисперсионный

Ьеспрессовый метод имеет ряд разновидностей. Широкое рас­пространение получило производство пенопластов из предвари­тельно вспененных гранул последующим их спеканием в формах или на конвейерных установках. Таким образом получают беспрес­совый полистирольный пенопласт.

Гранулы полистирола, полученные суспензионной полимериза­цией стирола в присутствии вспенивающего агента (изопентана), подвергают предварительному вспениванию при нагревании, а за­тем формуют изделия в среде теплоносителя (водяной пар, горя­чая вода) или нагревают токами высокой частоты и др На стадии предварительного вспенивания нагретые гранулы размягчаются и под действием вспенивающего агента, переходящего из жидкого состояния в газообразное, увеличиваются в объеме. Предваритель­ное вспенивание гранул осуществляют в свободном объеме в аппа­ратах периодического (емкости, ванны) или непрерывного действия (пчьжовыо барабанные и другие нредиснеинватели). Процесс осу­ществляют при температуре 90 12(ГС, используя различные виды теплоносителя: водяной пар, горячую воду. Гранулы полистирола прн ^том резко снижают среднюю плотность, которая достигает зна­ні но вспененные гранулы выдерживают при нормальной температу­ре для ликвидации образовавшегося в них разрежения при ох­лаждении.

Изделия из предвспененных гранул формуют на оборудовании периодического действия (стационарные формы, автоклав) или непрерывного действия (карусельные машины, пакетные формова - тели, конвейерные линии) с использованием различных теплоноси­телей. Температура формования находится в пределах 95. 105°С. Гранулы размягчаются, увеличиваются в размерах и спекаются друг с другом, образуя изделие.

Разновидностью беспрессового метода является вспенивание композиции, состоящей из полимера, мономера, газообразователя и инициатора. Компоненты смешивают на вальцах или в смесителе, из массы формуют блок, который затем вспенивают путем его на­гревания до температуры разложения газообразователя Этот спо­соб называют «полимер-мономеркых паст», его применяют в основ­ном для получения полистирольных и поливинилхлоридных пено­пластов. Этим способом можно получать вспененные материалы и из термореактивных полимеров или их смесей с термопластичными. Например, порошкообразный поливинилхлорид смешивают на горя­чих вальцах с фенилизоцианатом и эту композицию вспенивают в пластическом состоянии при обработке паром. В данном случае вспенивающим агентом является С02, выделяющийся при взаимо­действии фенилизоцианата с водой. Отверждение происходит за счет образования трехмерной структуры при избытке изоциаиата.

Третьей разновидностью беспрессового метода является вспени­вание композиций, состоящих из полимера, газообразователя и от - вердителя, путем ее нагрева до температуры разложения газообра­зователя с последующим отверждением за счет образования трех­мерной структуры. Этот способ применяют для получения пенопластов на основе новолачных и фенолоформальдегидных полимеров.

Химический метод заключается в том, что реакционная смесь, состоящая из мономеров или продуктов неполной полимеризации (поликонденсации), вспенивается газами, выделяющимися при по­лимеризации (поликонденсации), или при взаимодействии компо­нентов с последующим отверждением полученных полимеров. Для улучшения диспергирования газа в смесь обычно вводят слабые пенообразователи (эмульгаторы), изменяющие поверхностное натя­жение жидкости на границах двусторонних пленок (например, эмульгаторы марок ОП-7, ОП-10, ВНИИЖ и др.). Для снижения средней плотности получаемых материалов при недостаточном ко­личестве газа, выделяющегося при реакциях полимеризации или поликондеисацнн, в смесь вводят жидкие или твердые газообразова­тели, которые испаряются или разлагаются при повышении темпе­ратуры смеси за счет теплоты реакций полимеризации или поликон­денсации.

Дисперсионный метод в принципе представляет собой метод це­нообразования, который применяют прн производстве пенобетонов. Процесс изготовления пенопластов осуществляют следующим обра­зом. Водный раствор термореактивных полимеров (мочевинофор- мальдегидных, фенолоформальдегидных и др.) с введенными в нею пенообразователем и катализатором вспенивают путем интенсивно­го перемешивания в быстроходных смесителях или продуванием через раствор какого-либо малорастворимого в воде газообразного вещества. Полученную пеномассу отверждают в стационарных фор­мах. Качество таких пенопластов во многом зависит от поверхност­ной активности пенообразователя, вязкости и прочности поверхно­стных слоев. вспененных растворов. Особо важную роль играет стойкость пены, так как для перехода стенок пеновых пузырьков из жидкой фазы в твердую (для отверждения полимера) требуется оп­ределенное, иногда весьма длительное (40...60 ч) время, а часто и повышенная температура.

Влияние условий получения пенопластов на их свойства. Полимерные теплоизоляционные материалы можно отнести к категории гетерогенных систем, состоящих из газообраз­ной фазы, диспергированной в твердой среде. Форма отдельных яче­ек определяется условиями вспенивания. Вначале образуются на­полненные газом ячейки, имеющие шаровидную форму, затем по мере дальнейшего расширения газа ячейки увеличиваются в разме­рах, приходят в соприкосновение друг с другом и деформируются, принимая форму многогранников, вытянутых в направлении вспени­вания. Дальнейший рост размеров ячеек и утончения межпоровых перегородок приводит к разрушению ячеистой структуры и образо­ванию сообщающихся пор (пористой структуры).

Устойчивость вспененных полимеров зависит от агрегативной ус­тойчивости, определяющей возможность коалесценции газовых пу­зырьков и формоустойчивости, характеризующей возможность деформации отверждепного вспененного полимера без изменения степени дисперсности его пористости.

Агрегативная устойчивость зависит от соотношения между газо­вым давлением внутри ячеек и прочностью на растяжение пленок, образующих стенки пор. Она тем больше, чем меньше размер ячеек, больше толщина и прочность межпоровой перегородки.

При вспенивании полимера агрегативная устойчивость пены до отвержіеиня полимера определяет характер пористой структуры получаемого материала. При повышении давления в ячейках сверх допустимого иль при значительной полидисперсности ячеек образу­ется пористая структура с сообщаюшимися_порами или же матери­ал разрушается.

Все факторы, повышающие прочность полимера (ориентация мо­лекул, образование поперечных связей, увеличение глубины и степе­ни полпмеріпапнн), повышают at регатииную устойчивость вспенен­ною полимера. Деформация вспененных полимеров без изменения степени дисперсности ячеек может быть вызвана изменением газо­вого давления в ячейках. Поэтому формоустойчивость зависит от соотношения между давлением газа внутри ячеек и давлением ок­ружающей среды, а также от химического строения, физического состояния и механических показателей полимера, с одной стороны, и физико-химических свойств газа, заполняющего ячейки, с другой стороны.

Пенопласты на основе термопластичных полимеров при нор­мальной температуре характеризуются высокой агрегативной ус­тойчивостью, а повышение температуры выше температуры стекло­вания приводит к деформации ячеек вследствие сжатия их оболочек (релаксация).

У їпенопластов на основе термореактивных полимеров верхний предел температурного интервала агрегативной устойчивости выше и приближается к температуре термической деструкции полимера. Формоустойчивость их также велика.

Формоустойчивость вспененных полимеров зависит также от ви­да применяемого газообразователя, наличия пластификаторов в композации и газопроницаемости полимера.

Пенопласты, в состав которых входят пластификаторы или га­зообразователи, при разложении которых образуются вещества, способные пластифицировать полимер, всегда менее жесткие и ме­нее теплостойкие. При высоких степенях вспенивания и повышенных температурах влияние газопроницаемости на формоустойчивость усиливается, так как за счет уменьшения толщины стенок ячеек ускоряется диффузия. Поэтому при вспенивании для получения формоустойчивых пенопластов необходимо применять газообразо­ватели, выделяющие газы, характеризующиеся меньшим коэффи­циентом диффузии и проницаемости.