Введение
Тема данной курсовой работы «Губчатые изделия», эта тема довольно актуальна,так как производство губчатых изделий занимает не маловажное место в промышленности.Потому что эти изделия имеют широкое применение: в мебельной промышленность (производствомягкой мебели, офисных кресел и стульев) и производство матрацев, подушек; автомобильнойпромышленность (детали внутреннего интерьера),; текстильной промышленности; в качествеупаковочного материала; в технических целях (фильтры, изоляционные материалы); вбыту (хозяйственные губки, малярные валики и т.п.); в медицине; в вагоностроениеи самолетостроение (повышение огнестойкости, тепло- и шумоизоляции); в военной промышленности(изнутри корпусы некоторых танков оклеивался губчатой резиной, чтобы предохранитьэкипаж от мелких осколков брони); уплотнительные прокладки и амортизаторы сложнойконфигурации в различных отраслях техники; стельки и прокладки для обуви; ударо-,тепло- и звукозащитные детали специального назначения. Такое широкое применениеобусловлено свойствами губчатых изделий. Губчатая резина не образует пыли и не собираетее из атмосферы, его можно мыть водой и мылом и стерилизовать. Губчатая резина неразрушается под действием влаги, не боится моли и устойчива против плесени. Губчатуюрезину можно изгибать, скатывать, складывать, разрезать и склеивать, придавая ейлюбую форму, она обладает высокими тепло- и звукоизоляционными свойствами. Пенополиуретаныобладают хорошей атмосферной стойкостью, устойчивостью к действию света и окислителей.На свету они темнеют, но другие свойства заметно не ухудшаются. Пенополиуретаныфизиологически инертны и хорошо совмещаются с бактерицидными добавками.
Пенополиуретаны полученные на основе простых олигоэфиров, устойчивы даже вкипящей воде.
Губчатые изделия могут быть разнообразных форм, цветов, мягкости, плотности,порозности, но объединяет их наличье пор. Губчатые изделие может иметь сообщающиесяили замкнутые поры, размер которых изменяется от ~ 0,4 мкм до 0,2-0,4 мм.
1.Виды губчатых изделийи их применение
Известныдва основных вида губчатых резиновых материалов: пористая и пенорезина. Пористуюрезину изготовляют, применяя резиновые смеси, в которые введены порообразующие материалы.В зависимости от состава и особенностей технологического процесса, поры в резинесообщаются между собой или же изолированы тонкими резиновыми стенками. Пористаярезина с большим количеством сообщающихся пор давно известна как туалетная губка,способная поглощать значительное количество воды. Пористая (ячеистая) резина с малымии среднего размера преимущественно замкнутыми порами воду почти не поглощает. Ееприменяют для звуко- и теплоизоляции, виброизолирующих прокладок, дверных уплотнителейи т. п.
Губчатуюрезину можно изгибать, скатывать, складывать, разрезать и склеивать, придавая ейлюбую форму. Для изготовления мягкой мебели губчатая резина выпускается в виде листовогоматериала или формованных элементов. Листовая губчатая резина может быть трех степенеймягкости: мягкая (объемная масса 0,10 г/см3), средней мягкости (объемная масса 0,13г/см3) и твердая (объемная масса 0,16 г/см3). Мягкую губчатую резину применяют восновном для обивки спинок с пружинами или без них, а также для изготовления особомягких накладных подушек. Из губчатой резины средней мягкости изготовляют подушкисидений на пружинном основании (мягкие пружины). Твердую губчатую резину используютдля обивки сидений в автомашинах, для изготовления подушек сидений на основаниибез пружин.
Нарядус применением в бытовой мебели губчатая резина широко используется при изготовлениимебели для медицинских учреждений. Это обусловлено гигиеничностью материала: онне образует пыли и не собирает ее из атмосферы, его можно мыть водой и мылом и стерилизовать.Губчатая резина не разрушается под действием влаги, не боится моли и устойчива противплесени. Различия губчатой резины с большими сообщающимися порамии небольшими замкнутыми порами наглядно проявляются при сжатии.
Ячеистаягубка «оназот» применяется для обивки стен в ателье звукозаписи, кабин самолетов,в установках глубокого охлаждения.
Губчатая резина с крупными сообщающимися порами оказываетмалое сопротивление сжатию вследствие того, что воздух легко выходит из пор. Послевыхода воздуха сопротивление сжатию возрастает, но это уже свойство самой резины,а не губки. При сжатии губчатой резины ячеистого строения преобладающую роль играетзаключенный в ячейки воздух, стенки ячеек работают на растяжение.
Пенорезину выпускают в видеформованных изделий, блоков или пластин. Применяют для изготовления мягкой мебели,матрацев, подушек, мягких сидений в автомобилях и др. средствах транспорта, какподложки ковров, уплотнительные прокладки и амортизаторы сложной конфигурации вразличных отраслях техники, стельки и прокладки для обуви, ударо-, тепло- и звукозащитныедетали специального назначения. Латексная губка представляетсобой ячеистый материал с небольшой объемной массой, с высокими тепло- и звукоизоляционнымисвойствами. В основном изготовляется мягкая эластичная губка с высокой амортизирующейспособностью. В зависимости от состава и условий производства может быть полученэбонит с микроскопически малыми порами.
К губчатым изделиям так жеотносится и поролоны. Поролон — это вспененный полиуретан.Различают следующие типыпоролона: стандартные, повышенной жесткостии жесткие, мягкие, твёрдо-мягким, супермягкие, высокоэластичные,специальные (негорючие и вязкоэластичные).
Его применяют в: мебельнойпромышленность (производство мягкой мебели, офисных кресел и стульев) и производствоматрацев; автомобильной промышленность (детали внутреннего интерьера),; текстильнойпромышленности; в качестве упаковочного материала; в технических целях (фильтры,изоляционные материалы); в быту (хозяйственные губки, малярные валики и т.п.); вагоностроениеи самолетостроение (повышение огнестойкости, тепло- и шумоизоляции).
губчатая резина прочность поролон
2.Способы производствагубчатых изделий
Губчатая резина с крупными сообщающимися порами оказываетмалое сопротивление сжатию вследствие того, что воздух легко выходит из пор. Послевыхода воздуха сопротивление сжатию возрастает, но это уже свойство самой резины,а не губки. При сжатии губчатой резины ячеистого строения преобладающую роль играетзаключенный в ячейки воздух, стенки ячеек работают на растяжение.
Характер и размер пор зависят от вида порообразующихматериалов, условий их применения и особенностей процесса вулканизации.
Порообразователи должны удовлетворять ряду требований: термическое их разложениедолжно происходить не скачкообразно, а постепенно, они не должны быть токсичнымиили обладать неприятным запахом, ухудшать физико-механические свойства готовых изделий.В зависимости от происхождения порообразователи подразделяют на неорганические иорганические. Неорганические порообразователи (карбонат аммония, гидрокарбонат натрия,смесь нитрита натрия и хлорида аммония и др.) используют реже, например при производстветуалетной губки. Технический карбонат аммония представляет собой смесь с переменнымсодержанием трех солей: средней, кислой и карбаминовоаммонийной, что сказываетсяна скорости его разложении. Разложение его начинается при 30 — 40 оС и энергично протекает при 80 оС,что приводит к образованию крупных пор с тонкими стенками. Ввиду того что карбонатаммония оказывает вредное действие на организм человека (разлагается с выделениемаммиака, диоксида углерода и водяных паров), его применяют в виде таблеток.
Бикарбонат натрия разлагается при температуре выше 80оС, образует губчатую резину с меньшим количеством пори поэтому более тяжелую. Смесь нитрита натрия и хлорида аммония при обменном разложенииобразует нитрит аммония, который легко разлагается на воду и азот. Необратимостьреакции разложения нитрита аммония выгодно выделяет данную смесь порообразователейот других неорганических соединений. Азот после охлаждения изделий остается в газообразнойформе, давление, создаваемое им после остывания формы, может быть рассчитано заранее.
Наибольшее распространение получили органические пенообразователи(порофоры). Они хорошо диспергируются в каучуках, обладают высоким газовым числом(объем газа, выделяющегося при разложении 1г порообразователя), имеют разные температурыразложения, что позволяет использовать их в резиновых смесях при различных температурахвулканизации. Органическими порофорами являются соединения классов диазоаминов (диазоаминобензол- порофор ДАБ), азонитрилов (азодинитрил изомасляной кислоты — порофор N,порофор ЧХЗ — 57), производные азодикарбоновых кислот (диамид азодикарбоновой кислоты — порофор ЧХЗ-21) и другие соединения. Наиболее широко применяются порофорыN и ЧХЗ-21.
На образование пористой структуры в резине большое влияниеоказывает свойство каучука растворять выделяющиеся при разложении порообразователягазы и способствовать миграции их из резиновой смеси. Газопроницаемость резиновойсмеси зависит в основном от типа и строения каучука, а также от структуры вулканизата.Пористая структура образуется тем легче, чем больше сорбционная способность полимераи меньше проницаемость его для газов. Поэтому, например, для получения пористыхрезин с больший числом замкнутых пор рекомендуется применять каучуки с малой газопроницаемостью:бутил- и хлорбутилкаучук, хлоропреновый, бутадиеннитрильный.
Резиновая смесь, предназначеннаядли изготовления пористых изделий, должна быть достаточно пластичной (пластичностьпо Карреру 0.40— 0.55). чтобы обеспечить равномерное порообразование во всей массеизделия. При этом также важно, чтобы пластичность разных партий резиновой смесибыла близкой, т.е. неравномерность пластичности смеси приводит к неравномерномупорообразованию во время вулканизации изделий.
Получениеполиуретановых губок не требует применения газообразователей (пенистая масса образуетсяуже в процессе получения полиуретана) и заканчивается термообработкой, при которойзавершается процесс трехмерной конденсации и «отверждение» пены (перевод полимерав неплавкое и нерастворимое состояние).
Известныупругие пористые силиконы, изготовляемые из силиконовых эластомеров. Технологияпроизводства их включает вальцевание резиновой смеси, вспенивание и подвулканизациюв прессе, а также термостатирование в свободном состоянии.
Туалетнаягубка — наиболее известное из резиновых губчатых изделий. Для ее получения резиновую смесь а виде пластинытолщиной 35 мм подвергают прессованию в холодном прессе до высоты 25 мм и обрезаюткромки. Вулканизацию осуществляют на открытых противнях в автоклавах. Режим вулканизациирассчитан так, чтобы к моменту обильного газовыделения образующиеся стенки пир обладалидостаточной прочностью. Если газовыделение запаздывает, то в резине не образуютсяпоры достаточно большого размера; если запаздывает вулканизация, то газ разрушаетстенки, не создавая необходимого давлении и не обеспечивая достаточного порообразования.Затем температуру в автоклаве снижают для того, чтобы давление газа не привело кразрыву стенок, и вулканизация завершается при этой температуре.
Свулканизованные,значительно увеличившиеся по высоте пластины пропускают 4-5 раз через двухвалковыйкаландр с зазором между валками 20— 25 мм. При этом часть стенок пор разрывается— поры становятся сообщающимися между собой, и водоёмкость губки возрастает. Поверхностьпластин, вследствие давления вулканизационной среды, имеет вид кожи. Поверхностнымслой срезают ленточным ножом, а пластину разрешит на куски установленных размеровИспользуют также прессовую вулканизацию туалетных губок в формах, однако в этихусловиях трудно добиться равномерной и мягкой структуры туалетной губки.
Для полученияячеистой губки «оназот» заготовку резиновой смеси определенной толщины загружаютв автоклав с обогреваемой паровой рубашкой. Через 30 мни при 135-140оС в автоклавподают азот под давлением 20-30 МПа. Подачу азотаи нагрев при той же температуре осуществляют в течение 2 — 6 ч. После этого впускпара и азота прекращают, а рубашку автоклава охлаждают водой. После охлаждения давлениеазота стравливают, полуфабрикат выгружают из автоклава, закладывают в формы и помещаютв вулканизационные прессы, в которых завершается процесс вулканизации в течение20 – 60 мни при 145 — 160 оС. Таким образом, порообразование и первое вздувание,при котором объем материала увеличивается в 6 раз, протекает в свободном состоянии,но при большом внешнем давлении. Второе же вздувание, в результате которого материалувеличивается в объеме до 13,5 раз против начального, осуществляется в период вулканизациив формах.
Дляполучения губчатых пластин используют способ «запрессовки» и прессовый способ «роста».Особенность запрессовки заключается в применении заготовки резиновой смеси, высотакоторой несколько больше, чем у гнезда пресс-формы. Вулканизацию осуществляют при140 -180оС с использованием двух различных внешних давлений: высокого ( ≥2.5МПа, продолжительность 3—20 мин) и низкого (≤0.5 МПа, продолжительность 5-15мин). Продолжительность вулканизации при высоком и низком давлениях определяет плотностьгубчатой резины. Прессовый способ «роста» предусматривает вулканизацию (10-40мин.140 170°С) резиновой смеси в пресс-форме, высота гнезда которой больше, чем высотазаготовки смеси. Соотношение между этими высотами определяет плотность губчатойрезины.
Пенистуюрезину изготовляют вспениванием латексных смесей с последующей вулканизацией пены.Подвижная вспененная смесь позволяет удобно и просто изготовлять различные фасонныеизделия; подушки, сиденья, подголовники, подлокотники для автобусов и иных средствбезрельсового транспорта, матрицы. Латексная губка, получаемая способом вспениваниялатекса, имеет большие и малые частично сообщающиеся поры; губка, получаемая поспособу образования пластин геля с последующей вулканизацией этого геля, дает эбонитс микроскопически малыми сообщающимися порами. Способы эти основаны на применениисенсибилизирующих добавок к латексным смесям, ведущих к тому, что смеси при последующемнагревании или охлаждении, спустя определенное время, загустевают в компактную массу.Дальнейшая обработка и вулканизация таких заготовок дает губчатые изделия. Сенсибилизирующимидобавками являются соединения двух- или трехвалентных металлов, обычно применяемыевместе с аммонийными или щелочными солями кремнефтористоводородной кислоты.
Пенистые изделияиз вспененного латекса по одному из методов производятся следующим образом. Заготовляетсялатексная смесь, содержащая серу, диэтилдитиокарбамат цинка, минеральное масло,едкое кали, казеин и олеиновую кислоту. Смесь выливают в ковши с полусферическимдном, одновременно добавляя в качестве пенообразователя касторовое масло. Специальнымприспособлением вся находящаяся в ковше масса сбивается в пену. Большое количествопоглощаемого при этом воздуха равномерно распределяется в виде небольших пузырьков.В качестве коагулянта замедленного действия в смесь в виде водной дисперсии прибавляюткремнефтористоводородный натрий и небольшое количество окиси цинка. Образовавшаясяпена вскоре начинает переходить в гелеобразную массу, тогда ее разливают в формы.Формы укреплены на ленточном транспортере, который проходит в вулканизационной водянойванне, нагретой до 96°С. Вулканизованные изделия вынимают из форм; воду и растворимыечасти латекса удаляют отжимом, промывкой в проточной воде и центрофугированием.Затем следует просушивание изделий на теплом воздухе. Несложность заполнения формподвижной пенистой массой позволяет изготовлять любые фасонные изделия: различноговида подушки и сиденья для машин безрельсового транспорта и мебели, матрацы и т.п. Призматические впадины с нижней стороны сиденья (рис. 141) не только облегчаютвес, но также дают добавочный амортизующий эффект. Так как при вулканизации нетзначительного внутреннего давления, прижимающего резину к стенкам формы, как этоимеет место в случае применения газообразователей, то вместо грубой кожистой коркина поверхности изделия образуется тонкая пористая кожица. Для увеличения модулясжатия губки в латексную смесь вводят измельченное стеклянное волокно.
/>
Пенистая резина,изготовленная из хлоропренового или бутадиенстирольного латексов в 1 см3, содержитдо 15 000 воздушных микропор. Объем воздуха в них составляет 85% всего объема пенистойрезины, тогда как в обычной губчатой резине объем пор не превышает 65%.
В СССР было осуществленопоточное производство пенистых латексных изделий с открытыми полостями (рис. 142).В латексную смесь при непрерывном действии вспенивателя подается воздух и желатинирующаякомпозиция.
/>
Основным узломсовременного вспенивателя является головка, состоящая из двух вертикально расположенныхдисков диаметром 306 мм, между которыми вращается диск-ротор диаметром 300 мм. Навнутренней поверхности дисков статора и на рабочих поверхностях ротора расположеныконцентрическими кольцами зубья. Зазор между зубьями статора и ротора 1,5 мм. Полученнаяпена заливается в формы, закрепленные на транспортере. Формы последовательно проходятучастки желатинизации и вулканизации. Вынутые из форм изделия поступают на промывку,отжим и сушку током высокой частоты. Для производства латексной губки применяетсялатекс СКС-50 ПГ — водная дисперсия сополимеров бутадиена со стиролом.
Микропористыеэбонитовые сепараторы. По одному из способов микропористый эбонит изготовляют излатексной смеси, содержащей необходимое количество серы, стабилизаторы, вулканизующуюгруппу и раствор солей щелочноземельных металлов. Смесь эта разливается в формы,движущиеся на конвейерной ленте, образует в них тонкий и ровный слой и вслед затем подвергается коагуляции. При образовании геля твердые коллоидальные частицысмеси дают чрезвычайно мелкую сетчатую структуру, промежутки которой заполнены жидкостью.Далее сырой гель вулканизуют в водяном баке в вулканизационном котле. После окончаниявулканизации пластины микропористого эбонита высушивают и обрабатывают на фуговочномстанке для придания ребристости, что, однако, связано с большими отходами материала.Средний диаметр пор составляет 0,4 мкм. Общая пористость в среднем 55—60%, но еслиработать на разбавленном до 10—20% содержания каучука латексе, то общая пористостьможет достичь 75—80%. Кажущаяся удельная масса колеблется от 0,5 до 0,2.
Особенностью микропористогоэбонита является его относительно малое электрическое сопротивление и значительнаястойкость против серной кислоты даже при 80 °С. Батареи, снабженные сепараторамииз микропористого эбонита, дают напряжение примерно на 75% больше, чем батареи ссепараторами, состоящими из фанеры и перфорированного листового эбонита.
Микропористыйэбонит высокого качества может быть изготовлен из синтетического латекса. В зависимостиот состава смеси и времени вулканизации можно получить материал с желаемой твердостьюстенки ячеек от микропористого эбонита до микропористой мягкой резины. Последнююприменяют в качестве адсорбирующего и фильтрующего средства в различных отрасляхпромышленности. Вследствие малых размеров таких фильтров весь осадок остается наповерхности фильтра, не засоряя его пор.
При достаточносильном сдавливании из микропористого эбонита, как из губчатого материала, можновытеснить почти весь воздух. Вследствие происходящего при этом сближения частицизменяется цвет материала. Светло-коричневый цвет микропористого эбонита переходитв черный; ярко-желтый цвет мягкой микропористой резины становится коричневым.
Малая гибкостьи хрупкость микропористых сепараторов являются значительным их недостатком. В последнеевремя с микропористыми эбонитовыми сепараторами успешно конкурируют более гибкиемикропористые пластмассовые сепараторы.
Сейчассуществует два основных способов производства изделий из вспененного латекса, чашеприменяют метод Данлоп и Талалай. Фирмой «Dunlop» был изобретен метод получения латексной пены, при которомперед процессом вулканизации жидкий латекс смешивают с воздухом, а потом уже заливаютв форму и нагревают. Дополнительную мягкость и воздухопроницаемость латексным губкамобеспечивают с помощью перфорации, для чего предусмотрены специальные формы длязаливки.
ДжозефТалалай (Joseph Talalay)усовершенствовал процесс, добавив к нему несколько промежуточных этапов. Метод Талалай более продолжительный, по разработанной им методикепосле заливки вспененного латексного раствора в форму, из нее откачивают воздух,при этом пена равномерно заполняет всю форму. Последующее быстрое замораживаниеменяет структуру, ячейки частично лопаются, после чего подается углекислый газ,и форма нагревается до вулканизации латекса. Потом форму снова охлаждают. И в концеполученную латексную пену моют, отжимают и сушат. В этом способе фиксирование полученной структуры пены осуществляют путём еёзамораживания, а желатинирование — пропусканием газообразного диоксидауглерода.Все операции формования и вулканизации изделий проводят в одном аппарате (пресс)в формах специальной конструкции, охлаждаемых или обогреваемых через рубашки 55%-мводным раствором этиленгликоля. Форму (одно- или многогнёздную) примерно до половиныобъёма заполняют пеной со сравнительно невысокой кратностью вспенивания (2-3). Послесмыкания плит пресса в форме создают разряжение, в результате чего пена расширяетсяи в течение 12 мин заполняет весь объем формы, Применение специальных прокладок,проницаемых для газов, но не пропускавших жидкие среды, исключает образование каких-либовыпресовок. Для улучшении условии теплообмена и создания в геле губчатого изделиядополнительных пустот на днище и крышке формы закреплены металлические стержни диаметром5 мм.
Подачей в рубашку формы теплоносителис температурой -32 оС пену замораживают (за 10-12 мин), при этом дисперсия частичнодестабилизируется. Стравление вакуума в форме диоксидом углерода снижает рH средыс 11 до 9, что вызывает желатинирование латекса во всем объеме. Быстрой сменой токехолодного теплоносителя на горячий начинают оттаивание пены, которое по мере разогревапереходит в вулканизацию. Применение эффективных ультраускорителей вулканизациипозволяет завершить процесс за 10-15 мни при температуре около 105 оС. Полный циклизготовления изделий составляет 30—45 мин. Эффективноe охлаждение изделий перед выгрузкой способствует упрочнению, чтопозволяет в ряде случаев использовать латексные смеси, не содержащие натуральноголатекса. Промывку и сушку изделий проводят обычными приемами.
Однозначногонельзя сказать какой из методов лучше. Изготовители, которые используют метод Talalay,описывают свой продукт, как являющийся менее плотным, более дышащим, имеющим внутрибольше воздуха из-за процесса мгновенного замораживания, и утверждают, что у этоголатекса более однородная структура ячейки. Тем, кто использует вулканизацию по технологииDunlop, понравилось более упругое, более эластичное ощущение на таком матрасе. ВРоссии наиболее распространен латекс, изготовленный по технологии Dunlop, как болееустойчивый продукт с некоторой твердой историей позади.
По сравнению резиной, получаемойпо способу Данлопа, она имеет более однородную структуру и характеризуется болеевысокими воздухопроницаемостью и санитарно-гигиеническими свойствами. Наличие визделиях значительного числа полостей при той же твёрдости пеноризины снижает кажущуюсяплотность материала, поэтому при малой грузонисущей способности изделие из резиныПМ имеет меньшую массу.
Технологические достоинстваспособа Талалая:
1) отсутствие необходимостисмазывания форм, так как при оттаивании замороженной пены между изделием и формойобразуется тонкий слой воды;
2) отсутствиепотерь пенорезины из выпрессовки и уменьшение материалоемкости за счет меньшей кажущийсяплотности изделий;
3) возможностьлегкого регулирования плотности пенорезины степенью заполнения формы;
4) быстроевспенивание латексной смеси и заполнение форм, так как пена имеет низкую кратность,а форма заполняется не полностью;
5) малаяпродолжительность цикла формование-вулканизация;
6) достаточновысокая степень автоматизации процесса;
7) хорошиеусловии труда, так, как тепловыделение на оборудовании сравнительно невелико;
Несмотряна использование более сложного и дорогостоящего
оборудования,высокая производительность процесса по способу Талалая и уменьшение материалоёмкостиизделий приводят к снижению их себестоимости примерно на 20% по сравнению со способомДаилопа.
Производство поролонаосуществляется по двум основным технологиям. Поролон, или, вернее, мягкий пенополиуретан ( эластичный полиуретан), может производится периодическим(ящичным) или непрерывным (блочным) способом. Поролон производят в виде блоков или различных форм (формованныйППУ). Блочный поролон споследующей порезкой на станках контурной резки по своим физико-механическим свойствамлучше своих формованных аналогов. Кроме того, детали из блочного поролона, как говорится, дышат,а формованные поролоновыеизделия покрыты коркой, не пропускающей воздух.
Сточки зрения химических компонентов поролонбывает на простых и сложных полиэфирах(полиэфир является основной составляющей в рецептуре поролона). Поролон на сложных полиэфирах в основномиспользуется для производства фильтров, для производства мягкой мебели и матрасов он не применяется,так как разрушается под действием влаги. При производстве поролонаиспользуются два основных компонента: полиол и полиизоцианат.
Пенополеуретанизготовляют вспениванием композиции газами, выделяющимися в результате реакций междукомпонентами исходной смеси, или с помощью легкокипящих жидкостей. Поскольку приобразовании пенополеуретана по первому методу выделяется значительное количествотепла, внутренние слои крупногабаритных изделий могут обугливается. Поэтому первыйметод применим только для изготовления изделий небольшой толщины. Во втором методевыделяющееся тепло затрачивается на испарение легкокипящей жидкости, что позволяетпредотвратить местные нагревы и обугливание пенополеуретана. Процесс производствапенополеуретана может быть одностадийным или двухстадийном способе диизоцианат,гидроксилсодержащий олигомер, воду или амин и др. компоненты композиции подают всмеситель одновременно. взаимодействие компонентов происходит сразу же, причем подъемпены начинается приблизительно через 10 секунд и заканчивается через 1 – 2 минутыпосле смешения. Окончательное отверждение пены продолжается от нескольких часовдо нескольких суток. При двухстадийном (форполимерном) способе сначала проводятреакцию диизоционата с олигоэфиром, а полученный форполимер затем превращают в пенополиуретанпри смешении с водой или амином. Изготовление поролонных изделий осуществляют понепрерывной или периодической схеме (заливкой в бумажные формы), а также напылением.В любом случае предъявляется жесткие требования к соблюдению соотношения исходныхкомпонентов. В периодической схеме отложения в подаваемой порции по каждому компонентудолжны быть не более 1% (по массе), а в непрерывном смесителе запаздывание опережениеподачи одного из компонентов не должно быть более 1 – 2 мсек. Заданная температурапроцесса должна поддерживается с точностью + 1°С.
После смешенияхимреактивов, в форме происходит химическая реакция, которая приводит к образованиюпены и её поднятию до верхнего края формы.
Полученный такимобразом блок поролона выдерживают небольшое время (15-20 минут) в форме, затем формуразбирают, блок извлекают и перемещают в помещение дозревания блоков. Через суткиблок поролона разрезают на горизонтальные листы требуемой толщины на горизонтальномленточнопильном станке. Далее готовый листовой поролон реализуется.
Взависимости от вида поролона, технологии немного отличаются.Стандартныйпоролон (ST) производится на базе одного стандартного (или базового) полиолаи характеризуется зависимостью жесткости от плотности (например, стандартный поролонплотностью 25 кг/куб. м имеет жесткость 3,4 кПа, а плотностью 30 кг/куб. м – 3,8кПа). Поролон повышенной жесткости (EL) или жесткий (HL) требует, в отличие от стандартного,наличия в своей рецептуре добавочного полиол-полимера (или в случае жесткой пены– только полиол-полимера), который придает поролону нужную жесткость. Мягкий и супермягкийпоролон (HS) получается путем применения специального полиола (вместо базового)или дополнительного к базовому, который смягчает пену. Высокоэластичный поролон(HR), используемый для дорогой комфортной мебели и матрасов, производится толькона базе специальных полиолов, причем для получения широкого спектра высокоэластичнойпены требуется система из двух или трех полиолов (специальные полиол-полимер и полиол-разбавитель).Высокоэластичный поролон, полученный на базе одного полиол-полимера, также, каки стандартный, характеризуется определенной зависимостью жесткости поролона от егоплотности (например, поролон плотностью 35 кг/куб. м имеет жесткость 3,5 кПа, аплотностью 40 кг/куб. м – 4 кПа). Высокоэластичный поролон, полученный путем использованиятолько одного полиола-разбавителя, имеет низкую жесткость (например, поролон плотностью30 кг/куб. м имеет жесткость всего 1,8 кПа). В процессе производства высокоэластичнойпены полученные блоки (так же, как и формованные изделия) необходимо через суткипрокатать на специальном станке, чтобы механическим путем вскрыть закрытые ячейки.Негорючий поролон возможно получить, используя в рецептуре специальный порошок (меламин),PHD-полиолы, специальные добавки (антипирены). Лучший результат по пожаростойкостидает применение меламина, но при этом физико-механические свойства такого поролонасущественно хуже, чем в остальных случаях.
Чтобы получить вязкоэластичныйпоролон, который сейчас широко применяется в матрасном производстве, необходимыне только специальные полиолы, но и специальные изоцианаты. Насегодняшний день поролон или эластичный пенополиуретан (ППУ) получил достаточноширокое применение в производстве мягкой мебели, матрасов, в текстильной и автомобильнойпромышленности и т.д. Таким образом, применение поролона достаточно широкое и, соответственно,его производство востребовано как промышленными предприятиями, так и в народномхозяйстве. Особо актуально на сегодняшний день производство поролона плотностью22-25кг/м3, который используется при изготовлении мебели. Производимыйпоролон используется как набивочный материал в производстве мягкой мебели, спортивныхматов, детской модульной продукции, медицинских матрацев, а также для других целей.Наше предприятие предлагает к продаже не только производимый поролон, но и наборпроизводственного оборудования с полным составом химических компонентов для веденияэтого вида деятельности.
Оборудованиедля промышленного выпуска пенополиуретана включает заливочную (вспенивающую) машину,транспортирующее устройство с пресс-формами и обжимное устройство.
Пресс-формыдля изготовления элементов мебели могут быть металлическими — литыми или сварными,металлопластмассовыми или деревянными. Металлические формы применяются на большинствепредприятий при массовом производстве мебели относительно несложных конструкций.Металлопластмассовые формы рекомендуются при производстве изделий мебели сложныхформ. Формы из древесины и древесных материалов применяют при выпуске изделий небольшихсерий и при освоении новых видов мебели. Подушки отливают в разъемных формах, которыесостоят из двух основных частей — верхней и нижней ванн, соединенных между собойпо длинной стороне шарнирами. В закрытом состоянии они фиксируются замковыми устройствами.В зависимости от формы подушки можно разделить на две основные группы: с плоскойи объемной опорной поверхностью. Подушки первой группы применяют в комплексе с жесткимоснованием, а также с эластичным, выполненным в виде плоской рамы, на которой закрепленыпружины типа «змейка» или резиновые ленты. Подушки второй группы укладываютна гибкое основание.
3.Свойства губчатыхрезин и их испытания на прочность
Для пористыхи пенорезин существенно важно сопротивление сжатию или вдавливанию, зависящее оттвердости пористой резины и от конструктивных особенностей изделия. Как уже отмечено,твердость измеряют нагрузкой, необходимой для сжатия образца до определенной высоты.Твердость пористой резины включает механические свойства материала, составляющегостенки ячеек, соотношение воздушной и твердой составляющих (определяемое плотностьюили объемной массой) и характер ее микроструктуры, который отражается на размерах,форме и взаимосвязанности ячеек.
Важнейшимпоказателем является плотность, приведена зависимость твердости hr и Нr от плотности ɣr.
По даннымТалалая
hr = 4(1- Θ)2/р
где hr — твердость, равная 7030 Н/м2; Θ = />; р — параметр Талалая; 0,94 г/см8— плотность натурального каучука (или каучука GR-S)
Значениер, по данным Талалая, в среднем близко к 1,4 × 10-2 см2/Н. Твердость Нr определяется вдавливанием круглого диска в пластинку соскоростью 62,5 см/мин при достижении относительного сжатия 0,25 (0,75 первоначальнойвысоты образца). Зависимость твердости Нr длярезин различной плотности ɣr от среднего диаметра пор линейна. Однако при динамическом нагружении губкинаблюдается иная зависимость: с возрастанием скорости приложения нагрузки (т. е.относительной скорости сближения двух упорных пластин) запас динамической энергиидля ячеек любого среднего диаметра возрастает. Несущая способность пористых резинсо сферическими ячейками (образующимися при вулканизации в форме) выше, чем ячеексплющенных, преимущественно образующихся при свободной вулканизации. Введение усиливающихнаполнителей (например, каолина) снижает р; инертные наполнители (мел) незначительноувеличивают этот показатель, а при добавлении 20 % мягчите лей (масел) показательТалалая увеличивается примерно в полтора раза.
При оценкетвердости пористой резины следует учитывать влажность последней, так как влажностьвыше 0,5% ведет к снижению твердости. Даже в воздухе с нормальной относительнойвлажностью теряется 5% твердости, а при 95%-ной относительной влажности воздухапотеря твердости за 50 ч может составить
Губчатыедетали виброизоляторов характеризуются энергией, поглощаемой при ударе, и влияниемпористости на изменение скорости движения ударяющего тела. На копрах предложеноэлектронное устройство, позволяющее по данным опытов определить линейную скоростьдвижения маятника в момент удара и работу, затраченную при ударе и возвращеннуюпри отскоке маятника.
Таблица.Свойства губчатых резин на основе различных каучуков.Тип каучука (в скобках указаны марки отечеств. каучуков) Кажущаяся плотн., г/см3 Условная твердость при сжатии на 50%, МПа Условная прочность при растя- жении *, МПа
Отнасит.
удлинение,%
Т-ра эксплуатации,
°С Натуральный 0,50-0,70 0,1-0,25 3,0-5,0 200-300 от — 55 до 70 Натуральный + бутадиеновый (СКД) 0,35-0,6 0,1-0,17 - - от -60 ДО 70 Тройной этиленпропил-леновый (СКЭПТ) 0,35-0,6 0,07-0,35 5,0-7,0 250-350 от -45 до 70 Бутадиеннитрильпый (СКН-18) + полихлоропреновый 0,35-0,55 0,05-0,32 - - от -40 до 70 Бутадненнитрильный (СКН-26) + ПВХ 0,45-0,65 0,45 3,8 400 от -20 до 60 Полиметилсилоксано-вый с винильными группами (СКТВ-1) 0,11-0,98 0,11-0,40 0,3-2,6 74-200 от — 55 до 250 Полихлоропреновый (наирит) 0,60-0,80 35-45 (по ТМ-2) 2,9-3.7 400 от — 30 до 70 Бутадиеннитрильный (СКН-40) 0,43 21 3,5 240 от — 25 до 50
* Показатель рассчитан насечение пористого образца.
Лабораторныеметоды определения механических свойств пористой резины. В соответствии с ГОСТ 409—77определяют кажущуюся плотность Ɣк пористой резины:
Ɣк = m/V0
где m— масса образца, г; Vo — габаритный объем образца (включая и объем)
Определениесжимающей нагрузки для сжатия образца на заданную величину деформации проводитсяпо ГОСТ 20014—83 на цилиндрическихобразцах *, вырубленных из пластинок высотой 1,5—5,0 см, с площадью основания 10см2. Сжимающую нагрузку рассчитывают по отношению P/S, где S — площадь основания образца.
ТвердостьюН называют нагрузку Р, вызывающую за 1 мин сжатие образца от первоначальной высотыh0 до h = 0,6 h 0 (ГОСТ 11721—78).
Остаточнуюдеформацию εк определяют по ГОСТ 11722—78, рассчитывая по зависимости
εк=/>
где h1 — высота образца в сжатом состоянии; h2 — высотаобразца после восстановления. При сжатии остаточная деформация пористых резин зависит от структуры ячеек,типа полимера и режима деформирования. Наименьшей остаточной деформацией при сжатииобладает пористая резина на основе СКТВ-1 с открытыми ячейками. Зависимость остаточнойдеформации пористых резин от продолжительности сжатия описывается логарифмическойфункцией, а зависимость периода обратимого деформирования от температуры сжатия— экспоненциальным уравнением.
Определениесопротивления разрыву и удлинения при разрыве производят (ГОСТ 11721—78), предварительноприклеивая образцы (клеем № 88 или 89) к металлическим пластинкам.
Таблица. Физ.-мех. свойствапенорезины изменяются в след. пределах:Кажущаяся плоти., г/см3 0,04-0.25
Сопротивление сжатию, МПа
при сжатии на 40%
при сжатии на 60%
0,002-0,04
0,005-0,07
Изменение сопротивления сжатию после теплового старения (70 оС, 96 ч)*, %
σрост, МПа
от -5 до +35
0,02-0,15 Относит. удлинение, % 90-350 Остаточная деформация после многократного сжатия (250 тыс. циклов сжатия на 50% со скоростью 50 цикл/мин ), % 2 -5
Остаточная деформация после статич. сжатия на 50%, %
после выдержки 72 ч при 23 оС
после выдержки 22 ч при 70 оС
5-10
5-15 Коэф. морозостойкости** при -40 1,0-0,3 Теплопроводность, Вт/(м. К) 0.02 0.07
* Отрицат. значение- пепорезина после теплового старения сделалась мягче, положит, значение — тверже.** Отношение величин сопротивления сжатию при — 40 оС и при комнатнойт-ре.
4. Прочность губчатых резинпри растяжении
Образцывысушивают при 70 ± 2 °С до постоянной массы и измеряют их высоту с погрешностью± 0,1 мм. К металлическим пластинам, имеющим ушки для укрепления в зажимах испытательноймашины, приклеивают образцы. При этом клей наносят на торцы образцов и поверхностьпластины. Образец закрепляют в зажимах испытательной машины. Проверяют нулевые установкиприборов, измеряющих усилие и удлинение, и приводят в действие механизм растяжения.В момент разрыва фиксируют нагрузку и высоту образца. При отклеивании образца отпластины в процессе испытания результаты его не учитываются. Число испытываемыхобразцов от каждой пробы должно быть не менее пяти.
Обработкарезультатов. Условную прочность при растяжении губчатой резины о (в МПа) вычисляютпо формуле
σ=P/So
где Р — нагрузка, вызывающая разрыв образца, Н; S0 — первоначальная площадь поперечного сечения, м2.
Относительноеудлинение при растяжении є(в %) находят по формуле
Є= />
где L1- высота образна в момент разрыва, мм; L0— первоначальная высота образца, мм.
Результатиспытания выражают средним арифметическим из показателей пяти образцов, отличающихсяот среднего на ± 10%.
5.Метод определения остаточного сжатия
Сущностьметода заключается в определении остаточного сжатия после выдержки образцов приопределенных условиях и последующего их восстановления.
Проведение испытания. Замеряютпервоначальную высоту образца ho погрешностью неболее 0,05 мм и округляют показание до 0,1 мм. При испытании составного образцазамеряют общую толщину применяемых стеклянных прокладок So и общую высоту образца Н0 со стеклянными прокладками. Первоначальнаявысота образца h0 равна разности общей высоты с прокладкамиH0 и общей толщины стеклянных прокладок So. Рассчитываютвысоту требуемых ограничителей Л, для обеспечения степени сжатия образца на 50;75 или 90% от первоначальной высоты. Допускается проводить испытания при другихстепенях сжатия, если в нормативно-технической документации на изделие имеются соответствующиеуказания. При выборе ограничителей для составного образца должна учитываться толщинастеклянных прокладок (So). Высота ограничителей должна быть равна h1 + S0. Рассчитаннуювысоту ограничителей округляют до 0,5 мм.
Устанавливаютна нижнюю плиту струбцины oграничителей,струбцину с образцами и зажимают струбцину. Высота образцов без прокладок или общаявысота основных образцов со стеклянными прокладками устанавливаемых в одну струбцину,не должна отличаться более чем на 0,5 мм. Образцы в сжатом состоянии не должны соприкасатьсядруг с другом и с ограничителями. Не позднее 15 мин после сжатия струбцину с деформированнымиобразцами помещают в термостат, нагретый до заданной температуры, и с этого моментаотсчитываетеся время выдержки. Рекомендуемые режимы: температура -70± 3 °С- время- 22 ч; температура -23± 2 °С, время — 72 ч. По истечении срока выдержки образцы извлекают из струбциныи выдерживают их в свободном состоянии на поверхности с низкой теплопроводностью(например, на деревяннойв течение времени, указанногов нормативно-технической документации. Рекомендуемое время выдержки — 30 мин. Замеряютвысоту образца h2 с погрешностью не более 0,05 мм и округляютдо 0,1 мм. Высоту составного образца вычисляют вычитанием обшей толщины стеклянныхпрокладок So, определенных, как описано выше, из обшейвысоты образца со стеклянными прокладками H0 .
Обработкарезультатов. Остаточное сжатие σ (в %) рассчитывают
по формуле
σ=(ho-h2)·100/ho,
где ho- первоначальная высота образца, мм; h2 — высота образца после восстановления, мм.
За результатиспытания принимают среднее арифметическое показателей испытания пяти или трех образцов,испытанных из резин, соответственно, на основе твердого каучука или каучукоподобныхматериалов и отличающихся от среднего не более чем на 15 %.
Результаты испытания заносятв протокол, в котором отмечают: тип образца, шифр резины, режим вулканизации, способприготовления, дату и температуру испытания, данные по обработке результатов.
Таблица. Характеристика образцовназначение Форма образца Способ приготовления Высота, мм Для губчатых резин и изделий на основе латекса
Цилиндр
Параллелепипед
То же
вырезка ножом диаметром 35,7+0,1 мм или 50,5±0,1 мм
вырезка образцов ножом с размерами основания 50×50±1 мм
то же 25±1 Для губчатых резин на основе твердого каучука Цилиндр вырезка ножом диаметром 18±2 мм 10±2 Для губчатых резин на основе твердого каучука, изготовленных формовым способом То же вулканизация в перссформе с диаметром гнезда 10±1 мм
20/> Для губчатых резня твердого каучука, каучукоподобных материалов, изготовленных по непрерывной технологии
Правильная
геометрическая
вырезка ножомобразцов с площадью оснавания />см2 20±2 Для губчатых резин с преимущественно замкнутыми порами на основе твердого каучука из массивных пластин и изделий Цилиндр вырезка ножом диаметром 32±0,5 мм 30±1,5
6.Твёрдость губчатых материалов
Сущность метода испытанияна твердость губчатых резин заключается в определении нагрузки, необходимой длясжатия образца на 60%от первоначальной высоты, отнесенной к площади основанияобразца.
Проведениеиспытания. Образец, высушенный до постоянной массы в термостате при 70°С, помешаютна опорную площадку прибора и определяют его высоту с погрешностью не более ± 0.3мм. Задают нагрузку на образец, необходимую для сжатия его на 60% oт первоначальной высоты. По истечении1 мин снимают показания индикатора. Число испытываемых образцов от каждой пробыдолжно быть не менее четырех.
Обработкарезультатов. Твердость Т (в МПв) вычисляют по
формуле
T=P/S,
где Р- нагрузка, необходимая для сжатия образца на 60% от первоначальной высоты, Н; S-площадь поверхности основания, м2 .
При получении деформации впределах 57,5-65,5% величину твердости при 60% определяют прямой пропорцией.Результат испытания выражают средним арифметическим из показателей твердости неменее четырех образцов, отличающихся от среднего на ± 10%
/>
/>
7.Испытание губчатых резин на тепловое старение
Методиспытания сопротивления теплового старения губчатых резин основан на определенииизменения их твердости после старения.
Проведениеиспытания. Образцы для испытания высушивают в термостате при 70 ± 1 °С до постоянноймассы и определяют их твердость. Испытываемые образцы помещают в термостат и выдерживаютих при температуре 70 °С в течение 96 ч. При этом образцы должны занимать не более0,1 рабочего объема термостата и находиться на расстоянии не менее 10 мм от стеноктермостата и друг от друга. Одновременно в термостате могут находиться образцы резин,совместное старение которых не влияет на результат испытания. По истечении временистарения образцы вынимают из термостата и после „отдыха" в течение 1 ч при22 ±2°С и относительной влажности 65 ± 5% определяют их твердость. Допускается проводитьстарение образцов из губчатых резин при других температурах и сроках, которые должныпредусматриваться в стандартах и технических условиях на изделия.
Результатыиспытания сравнимы для образцов, старение которых проводилось в одинаковых условиях.Число испытываемых образцов от каждой пробы должно быть не менее трех.
Обработкарезультатов.Коэффициент старения по твердости KTвычисляют по формуле
KT= T2/T1
где Т1- твердость образца до старения, МПа; Т2 — твердость образца после старения, МПа.
Результатиспытания выражают средним арифметическим не менее грех показателен, отличающихсяот среднего не более чем на ±10%.
8.Коэффициент морозостойкости губчатых резин
Сущность метода определения коэффициента морозостойкостизаключается в определении отношения деформации сжатия при заданной температуре и22 ± 2 °С.
Проведениеиспытания. Образец высушивают до постоянной массы в термостате при 70 ±
± 1 °Си определяют его высоту с погрешностью не более ± 0,01 мм. При температуре 22 ±2°С устанавливают (постепенно увеличивая груз) нагрузку, при которой образец сжимаетсяна 60%, и через 1 мин замеряют высоту его с погрешностью не более ± 0,1 мм.
В испытательнойкамере прибора устанавливают заданную температуру. Образцы помещают в камеру и выдерживаютпри заданной температуре не менее 3 ч.
Для разделениявлияния кристаллизации и повышения жесткости на величину коэффициента морозостойкостигубчатых резин на основе кристаллизующихся латексов (НК, полихлоропрена, 1,4-цыс-полииэопрена)образцы их рекомендуется выдерживать дополнительно в течение 1; 1,5; 2 и 2,5 ч.Затем образец подвергают действию груза и через 1 мин замеряют его высоту. Числоиспытываемых образцов от каждой характеризуемой пробы должно быть не менее трех.
Обработкарезультатов. Коэффициент морозостойкости Км выражают отношением деформацийобразца при заданной температуре и 22± 2 °С под действием нагрузки, сжимающей образецпри 22 ± 2 оС:
Км=Д2/Д1=(ho-h2)/(ho-h1)
ЗдесьД1 — деформация образца при 22± 2°С, мм; Д2 — деформация образца при заданнойтемпературе, мм; ho- первоначальная высота образна, мм; h1- высота образца, сжатого при 22±2°С, мм; h2 — высота образца,сжатого при заданной температуре, мм.
За результатиспытания принимают среднее арифметическое из показателей не менее трех образцов,отличающихся от среднего не более на 10%.
9. Химический состав исвойства поролона
Пенополиуретаные поролоны – (polyurethane foams, Polyurethanschaumstoffe,mousses de polyurethane porolones). Состав. Композиции для производства пенополиуретанасодержат изоцианаты, гидроксилсодержащие олигомеры, воду, катализаторы, эмульгаторы,а некоторых случаях наполнители и антипирины. Для получения пенополиуретанаприменяют 2,4 — толуиленддиизоционат, его смесь с 2,6 — толуиленддиизоционатом всоотношении 80:20, 4,4/-диизоцианатдифенилметан, 4,4/, 4// — триизоционаттрифенилметани др. В состав композиций для производства эластичных пенополиуретановвходят простые олигоэфиры с мол. м. 750 – 6000, синтезируемые из окисей алкиленов(этилена, пропилена), тетрагидрофурона и гликолей. Реже используют сложные олигоэфирыдикарбонатовых к-т (адипоновой, себациновой, янтарной) и гликолей (напр., диэтиленгликолия).Жесткие пенополиуретаны получают из простых олигоэфиров разветвленной структурына основе окисей алкиленов и триолов (глицерина, триметилолпропана и др.) или сложныхолигоэфиров на основе дикарбоновых к-т (адипиновой, фталевой и др.) и триолов илисмесей с диэтиленгликолием. Плотность образующихся пенополиуретанов зависит от соотношенияизоционатов и гидроксилсодержащих олигомеров в исходной смеси. При избытке изоционатовпенополиуретан содержит больше мочевинных групп, чем при недостатке изоционатов,когда образуется больше уретановых групп. Поскольку полимочевины обладают болеенизкой плотностью (1,05 – 1,23 г/см³), чем полиуретаны (1,28 г/см³), впервом случае получается пенополиуретан с меньшей плотностью. При взаимодействии изоционатов с гидроксилсодержащими олигомерами образуютсяуретановые звенья:
2 OCN – R – NCO + HO – R/ – OH => =>OCN – R – NHCOO – R/ – OOCHN – RNCO
При избытке изоционата в реакционной среде на концах растущих макромолекулизоционатные группы, которые могут вступать в реакцию с водой:
n OCN – R – NHCOO – R/ – OOCHN – R – NCO + n H2O => =>[- NHCONH – R – NHCOO– R/ – OOCHN – R –] Jn + Nco2 ^
При этом выделяется углекислый газ, вспенивающий композицию, а макромолекулыприсоединяются друг к другу через мочевинные группы. Взаимодействие изоционатныхгрупп с гидроксилсодержащими олигомерами и водой – конкурирующие реакции. Роль катализаторасводится регулированию скорости указанных выше реакций. При этом выделение газаи рост полимерных молекул должны происходить с такими скоростями, чтобы газ оставалсяв полимере и образовавшаяся пена была бы достаточно прочной и не опадала. Наиболеечасто в качестве катализаторов применяют соединения олова (олеат и октоат, солидибутилолова и др.), регулирующие реакцию образования уретановых звеньев, и третичныеамины (триэтиламин, триэтаноламин, диметилбензиламин и др.), катализирующие реакцииобразования трехмерной структуры и выделения углекислого газа. На практике используюткаталитич. смесь, состоящую из соединения олова и одного или нескольких аминов.Вспенивать полиуретановую композицию можно также легкокипящими жидкостями, обычнофреонами. Химизм образования эластичных и жестких пенополиуретанов одинаков. Жесткиепены отличаются от эластичных тем, что состоят из полимеров с большим числом поперечныхсвязей. В жестких пенополиуретанах средняя «молекулярная масса» структурной единицы,приходящаяся на один узел разветвления сетки, составляет 400 – 700, в эластичныхпенополиуретанах – 2500 – 20000. поэтому композиции для производства эластичныхпенополиуретанах не содержат трифункциональных гидроксилсодержащих олигомеров (илисодержат их в небольшом количестве), а также содержат меньше третичных аминов. Обязательнымкомпонентом композиции является эмульгатор, который способствует высокой степенидиспергирования компонентов в массе и выполняет роль стабилизатора пены в моментвспенивания. Для этого используют сульфоспирты, сульфокислотны, кремнийорганич.жидкости и др. некоторые стабилизаторы (напр., парафиновые углеводороды, кремнийорганическиежидкости) определяют характер (открытые или закрытые) и размер образующихся пор.В качестве антипиренов применяют трехокись сурьмы, трихлорэтилфосфат, порошкообразныйполивинилхлорид и др. для окрашивания пенополиуретана пригодно большинство органическихкрасителей, наполняют пенополиуретан тальком, керамзитом, суспензионным полистиролом,волокнами различной природы. Свойства. Пенополиуретаны обладают хорошей атмосфернойстойкостью, устойчивостью к действию света и окислителей. На свету они темнеют,но другие свойства заметно не ухудшаются. Пенополиуретаны физиологически инертныи хорошо совмещаются с бактерицидными добавками.
Пенополиуретаны полученные на основе простых олигоэфиров, устойчивы даже вкипящей воде.
Таблица. Свойства эластичных пенополиуретанов отечественных марокпоказатель ППУ — Э ППУ — ЭТ ППУ – ЭМ — 1 Кажущаяся плотность кг/м³ Прочность при растяжении, Мн/м² (кгс/см²) 25 – 60 0,12 (1,2) 30 – 40 0,1 (1,0) 30 – 50 0,11 – 0,13 (1,1 – 1,3) Относительное удлинение, % 150 100 150 – 170 Эластичность по отскоку, % 15 15 20 – 40 Относительная остаточная деформация при 5°%-ом сжатии в течении 72 часов при t 20°С, % 10 15 10 Напряжение сжатия при 40%-ой деформации, Мн/м² (кгс/см²) 0,0025 – 0,0075 (0,025 – 0,075) от – 15 0,003 – 0,01 (0,03 – 0,1 от – 20 0,004 – 0,01 (0,04 – 0,1) от – 50 Температура применения, -°С до 100 до 100 до 100 Потеря массы при горении (метод «огн. труба»), % Коэффициент звукопоглощения - 22 - при 250 гц 0,35 0,36 - 1000 гц 0,80 0,85 - 4000 гц 0,75 0,80 -
Пенополиуретанына основе сложных олигоэфиров менее стойки к действию воды. Эластичные пенополиуретаныможно резать. Их моют мылом или синтетическими моющими средствами, на них не действуютбактерии, их не ест моль. В условиях двухстороннего нагрева изделия из пенополиуретанаможно кратковременно эксплуатировать при температуре 220°С, а при одностороннемнагреве – при 450°С – 500°С. Основные свойства приведены в таблице.
Поролон являетсяиспытанным и безопасным материалом. Принято считать, что производство поролона экологическиопасно. Для производства ППУ, прежде всего, необходимы: полиол, изоцианат (в основномТДИ или МДИ), катализаторы, пеностабилизаторы и вода. Некоторые из этих компонентовпри испарении токсичны, но они разлагаются на неопасные ингредиенты под действиемвлаги и воздуха. (Распространено убеждение, что все материалы, которые появилисьвследствие химических реакций, вредны для здоровья, а те, что изготовлены путёммеханической переработки природных веществ, более безопасны.)
Недостатком поролонаявляется его относительно небольшая долговечность: очень старый поролон легко крошится,теряет упругость и слипается. Однако главный недостаток материала — его горючесть.При горении поролон обильно выделяет ядовитые газы и в случае пожара становитсядополнительным источником опасности
/>
Белый поролон
/>
Рис.
а — центры выемокв вершинах квадратов; б — центры выемок в вершинах треугольников.
Конфигурация выемок
/>
Рис
а — выемки в форме цилиндрас полусферой или неполной полусферой; б — выемки в форме цилиндра; в-выемки в формеусеченного конуса о полусферой или неполной полусферой; г — выемки сквозные в формеусеченного конуса; д — выемки в форме полусферы и неполной сферы.
Заключение
Проанализировав данную работуможно прийти к выводу, что губчатые изделия занимают не маловажную роль в промышленности.У каждого дома найдётся такое изделие и не одно, они окружают нас в повседневнойжизни, к примеру — это подушки, игрушки, матрасы, мягкая мебель, губка для мытьяпосуды, утеплители в дверях вашей квартиры, сиденья вашей машины, стельки в вашихсапогах и т.д., всё это полностью или частично состоит из губчатых изделий.
Поэтому стоит отнести особоезначение к этим изделиям, к технологии их производства и не останавливаться в модернизации.