ВЛИЯНИЕ ФИЗИЧЕСКОГО ПЕНООБРАЗОВАТЕЛЯ НА СВОЙСТВА ЖЕСТКИХ ПЕНОПОЛИУРЕТАНОВ
Аннотация
В статье рассмотрены свойства жестких пенополиуретанов (ППУ), полученных с применением различных экологически безопасных физических вспенивателей (циклопентан, циклоизопентановые смеси (ЦИП), метилаль, метилформиат и метилтретбутиловый эфир). При проведении технологической пробы - получении лабораторных образцов свободного вспенивания - существенных различий в применении различных вспенивающих агентов не отмечено. В ходе дальнейшего исследования подтверждено, что физико-механические свойства готовой пены существенно зависят от типа газа, находящегося в закрытых ячейках материала. Установлено, что в случае вспенивания циклопентаном и циклоизопентановыми композициями введение изопентана обеспечивает увеличение прочности готовых пен на сжатие в горизонтальном направлении в соответствии с направлением подъема пены. Кроме того, отмечено, что пенопласты, вспененные метилалем и метилформиатом, имеют самые низкие значения прочности на сжатие. Также была отмечена небольшая разница и в теплопроводности вспененных изделий. Самые низкие значения теплопроводности в настоящем исследовании отмечены у пен на основе циклопентана и циклоизопентановых смесей. Пены, полученные с применением углеводородных вспенивателей, имеют мелкоячеистую структуру без дефектов, раковин и пустот. При сравнительном анализе показано, что в случае применения циклопентана и ЦИП смеси пенополиуретановых компонентов обладают хорошей текучестью, что способствует равномерному заполнению формы и снижению потерь при заливке. Представляло интерес установить изменение теплопроводности готовых изделий на основе циклопентана и ЦИП с течением времени. Экспериментально было установлено, что по прошествии 500 дней теплопроводность образцов увеличилась и достигла равных значений. Этот эффект связан с диффузией молекул вспенивающего компонента через стенки ячеек пены, в результате чего воздух с гораздо более высоким коэффициентом теплопроводности диффундирует в ячейки. На основании проведенный работы циклоизопентановые смеси могут быть рекомендованы в качестве вспенивающих компонентов при получении пенополиуретановой теплоизоляции.
Для цитирования:
Красновских М.П., Пономарев В.Г., Мокрушин И.Г. Влияние физического пенообразователя на свойства жестких пенополиуретанов. Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2022. Т. 65. Вып. 11. С. 90-97. DOI: 10.6060/ivkkt.20226511.6657.
Литература
Burova Z.A., Dekusha L.V., Vorob'ev L.I. Study of materials for effective heat and cold insulation of refrigerators and freezers. Nauch. Trudy SWorld. 2015. V. 10. N 3. P. 88-92 (in Russian).
Norton F.J. Thermal Conductivity and life of polymer foams. J. Cell. Plast. 1967. V. 3. N 1. P. 23-37. DOI: 10.1177/0021955X6700300101.
Briscall Н., Thomas C.R. Cellular structure and physical properties of plastics. Brit. Plast. 1968. V. 41. N 7. P. 79-84.
Ball G.W., Healy W.G., Partington J.B. The Thermal Conductivity of Isocianate-based Rigid Cellular Plastics: Performance in Practice. Eur. J. Cell. Plast. 1978. V. 1. N 1. P. 50-63.
Jeffs G.M.F., Sparrow D.J. Progress in the Reduction & Elimination of the Use of CFC-s in Rigid Polyurethane Foam. Cell Polym. 1990. V. 9. N 4. P. 253-277.
Hristoforova I.A., Hristoforov A.I. Study of the formation of porous structures based on PVC. ChemChemTech [Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol.]. 2020. V. 63. N 5. P. 84-88 (in Russian). DOI: 10.6060/ivkkt.20206305.6084.
Luchkina L.V., Nikiforova G.G., Vasil'ev V.G., Romanov S.V. Study of the physical and mechanical properties of laboratory and industrial samples of heat-insulating materials used for the production of pre-insulated pipes, fittings and shells. Plast. Massy. 2019. V. 1. N 11-12. P. 50-55 (in Russian). DOI: 10.35164/0554-2901-2019-11-12-50-55.
Melnikov V.S., Vanin S.A., Melnikov M.V. Superposition of thermal conductivity factors of building polyurethane foams and polyisocyanurate foams. Vestn. Evraz. Nauki. 2017. V. 9. N 3 (40). P. 30 (in Russian).
Kurańska M., Prociak A., Michałowski S., Zawadzińska A. The influence of blowing agents type on foaming process and properties of rigid polyurethane foams. Polymery. 2018. V. 63. DOI: 10.14314/polimery.2018.10.2.
Choe K.H., Lee D.S., Seo W.J., Kim W.N. Properties of rigid polyurethane foams with blowing agents and catalysts. Polymer J. 2004. V. 36. N 5. P. 368-373. DOI: 10.1295/polymj.36.368.
Vasilenko V.V. About the advantages of products in polyurethane foam insulation, made using cyclopentane. Stroitel'stvo Arhitektura-2015. 2015. P. 183-186 (in Russian).
Sirazetdinov K.I. The use of a two-layer construction of thermal insulation of pipelines of heating networks using polyurethane foam. Alleya Nauki. 2017. V. 3. N 9. P. 268-271 (in Russian).
Voronin A. Analyze the thermal conductivity. Krovel. Izolyats. Mater. 2017. N 1. P. 41-43.
Vaslyaev A.A. Study of the effect of foam stabilizers on the properties of rigid polyurethane foam based on low molecular weight polyols. Mezhdunar. Stud. Nauch. Vestn. 2018. N 5. P. 268 (in Russian).
Leonovich I.A., Aleksandrikov A.A., Titov V.V. Analysis of the main production factors ensuring the durability of PI pipes for heating networks. Vestn. Belorus.-Ros. Un-ta. 2017. N 2 (55). P. 142-152 (in Russian). DOI: 10.53078/20778481_2017_2_142.
Density meter ITP-MG4 "100". Manual. Chelyabinsk: Register of Certification Systems for Measuring Instruments of the Russian Federation N 020080124. 2007. 33 p.
Retrieved March 24, 2022 from: http://www.vladipur.ru/articles/?news=4.
Hee Kim S., Lim H., Song J.C., Kim B.K. Effect of blow-ing agent type in rigid polyurethane foam. J. Macromol. Sci., Part A: Pure Appl. Chem. 2008. V. 45. N 4. P. 323-327. DOI: 10.1080/10601320701864260.
Gravit M.V., Kuleshin A.S., Morozovskij P.D., Osetrova E.S., Gerasimova E.N. Unification of technical characteristics of rigid sprayed PUR and PIR foams. Stroit. Mater, Oborud., Tekhnol. XXI v. 2018. N 3 - 4. P. 30-37 (in Russian).
Gagarin V.G., Pastushkov P.P. Change of thermal conductivity of gas-filled polymeric heat-insulating materials in time. Stroit. Mater. 2017. N 6. P. 28-31 (in Russian). DOI: 10.31659/0585-430X-2017-749-6-28-31.
Yakushin V., Cabulis U., Fridrihsone V., Kravchenko S., Pauliks R. Properties of polyurethane foam with fourth-generation blowing agent. e-Polymers. 2021. V. 21. N 1. P. 763-769. DOI: 10.1515/epoly-2021-0081.
