Главная > Пеноматериалы > Конструкционные полимерные пеноматериалы для машиностроения

Конструкционные полимерные пеноматериалы для машиностроения

КОНСТРУКЦИОННЫЕ ПОЛИМЕРНЫЕ ПЕНОМАТЕРИАЛЫ ДЛЯ
МАШИНОСТРОЕНИЯ

Дворко И.М.  (СПбГТИ,
г. Санкт-Петербург, РФ)

The results of studying plastic foams on a base
compositions of phenoloformaldehyde resin, oligoesters оr
oligoethers with different functional groups are presented

Полимерные пеноматериалы
конструкционного предназначения марок Тилен-А на базе одноупаковочных порошковых
термореактивных композиций получили распространение в авиастроении,
машиностроении, топливном приборостроении и других отраслях российскей
индустрии.

Современное машиностроение
выдвигает новые технические требования для увеличения физико-механических и
эксплуатационных черт таких материалов. Пенопласты Тилен-А имеют
завышенную хрупкость, недостаточную крепкость и недостаточную стойкость в среде
бензина, керосина и других  технических жидкостях.

В данной работе представлены
результаты исследования параметров пенофенопластов на базе новолачных
фенолоформальдегидных олигомеров (НФФО), измененных ординарными и сложными олигоэфирами
с разными многофункциональными группами.

Измененные олигомеры
получали методом подготовительного сплавления при 140-160ºС
фенолоформальдегидной новолачной смолы марки СФ-0112 с ординарными и сложными
олигоэфирами, содержащими концевые гидроксильные либо карбоксильные группы, а
также олигоэфирэпоксидами, содержащими концевые эпоксидные группы. Количество
преобразующих компонент составляло 3-10 мас.ч. на 100 мас.ч. новолачной
смолы.

В качестве обычных
олигоэфиров использовали полиэтиленгликоли марок ПЭГ-4000, ПЭГ-6000, в качестве
олигоэфирэпоксидов Лапроксид 603, Лапроксид 702. В качестве сложных
олигоэфиров  с концевыми гидроксильными группами использовали продукты
подготовительного разложения полиэтилентерефталата (ПЭТФ) в присутствии
глицерина и дифункционального лапрола (ГЛПЭТ) либо глицерина и
трехфункционального лапрола (ЛТПЭТ). В качестве сложных олигоэфиров с концевыми
карбоксильными группами использовали продукт разложения ПЭТФ в присутствии
триэтаноламина и адипиновой кислоты (ТАПЭТ), также промышленно выпускаемый
олигомер марки ПФ-Р1.   Данные олигомеры представляют собой водянистые либо плавкие продукты
с разными температурами размягчения. При сплавлении олигоэфирэпоксидов и
НФФО происходит частичное взаимодействие олигомеров за счет реакции эпоксидных
групп и фенольных гидроксилов, что приводит к увеличению вязкости конечных
товаров сплавления, зависимо от содержания модификатора, температуры и
длительности процесса.

Характеристики измененных
олигомеров оценивали по температуре каплепадения по Уббелоде и по времени
желатинизации консистенций олигомеров с гексаметилентетрамином при 150ºС
(табл.1), зависимо от типа и содержания преобразующего компонента.
Характеристики молифицированных олигомеров приведены в таблице 1.

Таблица 1 – Характеристики
измененных олигомеров

Модификатор

Температура
каплепадения

по Уббелоде,
ºС

Время желатинизации

при 150ºС, с

ПЭГ-1500

112-119

150-170

ПЭГ-6000

118-124

55-105

Лапроксид 702

107-111

40-48

Лапроксид 603

103-112

30-38

ГЛПЭТ

104-113

74-84

ЛТПЭТ

103-111

82-118

ТАПЭТ

99-110

62-78

ПФ-Р1

62-84

42-60

Приобретенные продукты
использовали как базы порошковых вспенивающихся композиций, которые готовили
методом измельчения и смешения компонент в шаровых мельницах. В качестве
вспенивающего агента использовали хим газообразователь
азобисизобутиронитрил, а в качестве пенорегулятора использовали продукт
Пента-483. Порошковые композиции вспенивали и отверждали в термостате при
100-190ºС. Вспененные материалы представляют собой жесткие закрытоячеистые
пенопласты.

Некие характеристики
измененных пенофенопластов со средней кажущейся плотностью 150 кг/м3
приведены в таблице 2. Для сопоставления представлены также характеристики серийно
выпускаемого пенопласта Тилен-А.

Таблица 2 – Характеристики
измененных пенофенопластов

Модификатор

Кажущаяся

плотность,
кг/м3

Разрушающее
напряжение, МПа

при сжатии

при извиве

ПЭГ-1500

143-153

2,6-3,5

2,8-3,2

ПЭГ-6000

144-155

3,1-3,5

2,9-3,4

Лапроксид 702

142-154

3,3-3,7

3,2-3,6

Лапроксид 603

135-152

3,1-3,4

2,9-3,2

ГЛПЭТ

132-150

1,6-2,0

2,5-2,8

ЛТПЭТ

134-154

2,0-2,4

2,2-2,8

ТАПЭТ

136-152

2,3-2,6

1,7-2,8

ПФ-Р1

138-152

3,1-3,2

2,1-3,1

Пенопласт Тилен-А 

130-140

1,3-2,2

1,3-1,5

Сравнительный анализ результатов
физико-механических испытаний пеноматериалов указывает, что более высшую
крепкость на сжатие и извив имеют имеют эталоны, приобретенные с внедрением
модификаторов ПЭГ-6000 и Лапроксид 702. Увеличение прочности при внедрении
преобразующих компонент может быть связано со понижением внутренних
напряжений и уменьшением количества микродефектов, которые появляются в
пеноматериалах в процессе  вспенивания и отверждения композиций. 

Принципиальной особенностью ряда
измененных пенопластов является стойкость в бензине, керосине, маслах,
гидрожидкостях и в воде.

Исследование бензо- и
водопоглощения (мас. %) образцов приобретенных пенопластов при рациональном
содержании преобразующих компонент и отсутствии поверхностных корок,
указывает, что  более действенными модификаторами являются олигоэфиры
ПЭГ-6000, ГЛПЭТ и ЛТПЭТ                (табл. 3).

Таблица 3 - Бензо- и
водопоглощение измененных пенофенопластов (мас. %)

Преобразующий

олигоэфир

Длительность
испытаний, день

в бензине Аи-92

в воде

1

30

1

30

Без модификатора 

25,4-25,7

51,0-53,0

5,8-8,7

23,8-25,3

ПЭГ-1500   

12,8-14,6

25,4-26,5

6,4-7,2

8,4-8,9

ПЭГ- 6000   

6,5-9,8

18,3-21,2

2,4-4,5

7,3-8,2

Лапроксид 603

2,8-5,8

6,8-7,4

5,6-6,4

10,2-11,4

Лапроксид 702

4,6-6,2

5,8-8,5

4,2-5,4

14,1-14,5

ГЛПЭТ

3,7-4,5

5,2-5,8

2,2-2,4

9,2-9,8

ЛТПЭТ

2,5-2,7

3,4-3,9

1,4-1,6

6,2-6,9

ТАПЭТ

31,3-44,8

46,2-48,6

3,4-4,2

10,8-11,4

ПФ-Р1

18,2-24,6

41,3-45,7

3,8-4,2

12,6-14,1

Пенопласт Тилен-А 

9,7-15,8

16,8-18,8

2,4-3,2

32,0-48,0

Сопоставление представленных
данных указывает, что применение олигоэфиров ГЛПЭТ и ЛТПЭТ отлично при
использовании  измененных пенопластов как в бензине так и в воде, тогда
как применение ПЭГ-6000 может быть рекомендовано для изделий пенопластов
работающих исключительно в среде воды. Различие в показателях бензо- и водопоглощения
образцов связано с особенностями взаимодействия данных сред с полимерными
основами изученных пеноматериалов и их физико-химическими качествами.

Приобретенные результаты
позволяют прийти к выводу, что исследованные пенопласты могут быть применены
для получения изделий и композиционных материалов в машиностроении способом
беспрессового формования.

Пеноматериалы , ,

  1. Пока что нет комментариев.
  1. Пока что нет уведомлений.