На главную Обратная связь Карта сайта

Статьи по теплоизоляции

Перспективы внедрения в практике производства теплопроводов высоконаполненных пенополимеров
Умеркин
Г.Х., д.т.н., ОАО «ВНИПИэнергопром»
Копцов
В.А., ОАО «ВНИПИэнергопром»
Мишин
М.Е., ООО НПП «Пенополимер»
В истинной статье
рассмотрены вопросцы многообещающего внедрения в качестве
теплогидроизоляционного материала для теплопроводов высоконаполненных
пенополимеров и сначала – высоконаполненных пенополиуретанов (ППУ).
Наполнители
вводятся в полимеры для заслуги наиболее больших механических параметров, экономии
дефицитного хим сырья, улучшения технологических черт и
получения материалов со особыми качествами.
Понятно (1),
что пенопласты представляют собой сложные материальные структуры, в каких
велика роль пространственного строения, конфигурации и размера газового
наполнителя, при всем этом в пенополимере выделяют 6 уровней структурных
организаций:
- надъячеистую
структуру (распределение ячеек по плотности).
Решающее
влияние на пенопласты оказывает фактор макроструктуры, которая чувствительна к
изменению состава композиции.
Наполнитель,
введенный во вспениваемую композицию, обычно, влияет на процессы,
протекающие на всех стадиях формирования полимерной пены.
1.
Коллоидно-химическую устойчивость заполненных композиций, определяющую
влияние наполнителя на процессы образования эмбрионов газовых пузырьков и
стабильность пены;
2.
Кинетическую, при которой может быть ускорение либо ингибирование
наполнителем реакций, протекающих при образовании пенополимеров и поддержание в
присутствии наполнителя рационального баланса действий полимеро- и
газообразователей.
3.
Реологическую, связанную с получением однородной композиции с целью
сведения к минимуму градиента вязкости заполненной композиции.
4.
Хим, определяющую степень регулирования композиций с целью
компенсации негативного влияния наполнителей.
5.
Технологическую, определяющую выбор рационального режима переработки с
учетом коллоидно-химических, кинетических, реологических и физических
особенностей заполненных систем.
6.
Материаловедческую, устанавливающую связь морфологии ячеистой
структуры и параметров заполненных пенопластов.
7.
Прикладную, учитывающую подбор наполнителя для разрабатываемого заполненного
пенополимера.
8.
Экономическую, обеспечивающую экономическую эффективность производства
наполненных композиций.
Наполнитель в
той либо другой степени изменяет характеристики процесса вспенивания и следовательно
макроструктуру и характеристики пенополимера. Наполнитель может при определенных
условиях выступать как стабилизатор, напонитель так же может влиять на кинетику
структурообразования, обеспечивая получение закрытоячеистой структуры
пенополимера.
При разработке
наполненных пенопластов с данными качествами нередко появляются трудности: как
правильнее поступить «подгонять» полимерную композицию под наполнитель либо же
наполнитель под полимерную систему. Как показала практика для вспенивающихся
термореактивных композиций разумнее корректировать рецептуру химкомпонентов, но
в ряде всевозможных случаев регулировать макроструктуру выгоднее при помощи наполнителя,
меняя его свойства.
Все
физико-химические, хим и технологические трудности удачно решаются, ежели
к их выполнению подступать исходя из убеждений физикохимии дисперсных систем, как к
подлинно научному системному подходу получения заполненных пенопластов, когда
наполнитель рассматривается как равноправный партнер в организации получения
наполненных вспениваемых композиций.
Невзирая на то,
что влияние наполнителя на процесс формирования пенополимеров еще до конца не
исследован тем более понятно, что в зависимости от размера частиц
наполнителя и сначала физико-химических параметров его поверхности можно
оказывать существенное влияние на уменьшение толщины пленок меж воздушными
пузырьками за счет дренажа воды, что в свою очередь делает условия
агрегатной стойкости пен, т.е. ее стабильность во времени (3).
Основными
предпосылками пригодности минерального наполнителя для получения
пенополимерминеральных (ППМ) композиций являются: хим сопоставимость с
полимерной системой, низкая влагоемкость, высочайшие термостойкость и хим
стойкость, влияние на
среду, также низкие
показатели теплопроводимости и термического расширения, диспергируемость.
В качестве
наполнителей в ОАО «ВНИПИэнергопром» были изучены разные виды песков,
цемента, перлита и сланцевой муки.
Ниже в таблице
1 приведен хим состав исследуемых наполнителей с указанием процентного
содержания, входящих в их частей.
Установлено,
что наилучшая структура ППМ изоляции достигается при использовании фракционных
наполнителей, что показывает на то, что при выборе наполнителя важны как
гранулометрический состав, так и удельная поверхность наполнителя.
Для получения
ячеистой структуры, понижения усадки, температурных деформаций, как проявили
проведенные опыты, лучше применять две фракции – мука :
песок в соотношении 1,5 – 2. При отсутствии мелкодисперсной фракции усугубляется
плотность структуры ППМ, при отсутствии средней фракции усугубляется
удобоукладываемость пеноминеральной консистенции и, следовательно, возрастает
расход химкомпонентов.
Опыты по
исследованию влияния дисперсности наполнителей на крепкость, твердость
материала, реологические и термомеханические характеристики ППМ изоляции проявили,
что средние размеры частиц микронаполнителя должны быть порядка пары
единиц микрона, а наибольшая – не превосходить 40-50мк. С увеличением
дисперсности наполнителей ППМ изоляция при иных равных критериях наращивает
свою твердость, упругость, крепкость.
Установлено, что
порошкообразные наполнители, вводимые в ППМ изоляцию в стадии ее полимеризации,
увеличивают степень полимеризации.
Так введение,
например окисей кремния и окиси алюминия изменяют скорость и глубину
отверждения и влияют на характеристики получаемых изделий.
Следует
добавить, что ускорение процесса полимеризации в присутствии наполнителей
объясняется тем, что активные центры на их поверхности играют роль эмбрионов
образования новейшей полимерной фазы.
Применение
различных наполнителей и разработанная в ОАО «ВНИПИэнергопром» разработка
получения ППМ изоляции дозволили получить конструкционно-теплоизоляционную
композицию с широким спектром физико-механических и влаготеплофизических
свойств, которые приведены в таблице 2.
В заключение
следует отметить, что для получения ППМ изоляции, в зависимости от требований,
предъявляемой к ней может быть внедрение разных минеральных наполнителей,
так а именно, для производства теплопроводов в ППМ изоляции в НПП
«Пенополимер» употребляется строительный песок, при всем этом готовые изделия,
отвечают требованиям таблицы 2.
Литература.
1.
Берлин А.А., Шутов Ф.А. Химия и разработка газонаполненных высокополимеров.
М.: Наука, 1979, 390с.
2.
Тараканов О.Г. и др. Заполненные пенопласты. М.: Химия, 1988, 216с.
3.
Глембицкий В.А., Классен В.И. Флотация. М.: Недра, 1973, 384с.
Информационная система по
теплоснабжению – РосТепло.
,
.
.
ru
Наши филиалы: Самара / Омск / Казань / Челябинск / Ростов-на-Дону / Уфа / Москва /