Пенополивинилхлориды

ПЕНОПОЛИВИНИЛХЛОРИДЫ, пенопласты, получаемые из поливинилхлорида и его смесей с др. полимерами, хло-рир. поливинилхлорида, а также из привитых и блоксопо-лимеров винилхлорида, напр., с винилацетатом, винили-денхлоридом, алкилакрилатами или алкилметакрилатами, аллилбутилфталатом. M. б. эластичными, жесткими или полужесткими (жесткость определяется кол-вом пластификатора), с открытыми или закрытыми ячейками.

Вспениванию подвергают преим. пластизоли эмульсионного поливинилхлорида (константа Фикентчера 50-70) в трикрезилфосфате, дибутил- или диоктилфталате либо др. пластификаторе. Реологич. св-ва ПВХ регулируют добавлением разбавителей (реже - загустителей), напр. олигоэфир-ных и олигоэфирэпоксидных, способных при вспенивании сополимеризоваться с ПВХ. Порообразователями служат хладоны и др. низкокипящие алкилгалогениды, газы (воздух, CO₂, N₂, H₂) и порофоры (напр., азодикарбонамид, мочевина и ее производные, N, N'-динитрозопентаметилен-тетрамин, 2,2'-азо-бис-изобутиронитрил, карбонаты и гидрокарбонаты Na или NH₄). Поскольку ПВХ легко деструкти-руется при нагр., орг. порофоры используют обычно в комбинации с минеральными, а также с ускорителями их разложения, напр. бензоатами, стеаратами или оксидами Ba, Ca, Cd, Pb, Zn (они же выполняют ф-ции зародышеобра-зователей и термостабилизаторов). Для улучшения ячеистой структуры и физ.-мех. св-в пенополивинилхлоридов во вспениваемую композицию м. б. добавлены эпоксидир. растит. масла или жирные к-ты, ПАВ, красители, ингибиторы дегидрохлорирования ПВХ и др. добавки.

Получение. Эластичные и жесткие пенополивинилхлориды изготовляют преим. экструзией, каландрованием, прессованием или литьем под давлением из пластизольных (реже - порошкообразных) композиций, к-рые готовят смешением исходных компонентов (см. Пластизоли) в лопастных мешалках, на каландрах или в шаровых мельницах.

Открытопористые эластичные пенополивинилхлориды производят: диспергиро-ванием воздуха в низковязкий пластизоль, содержащий ПАВ, и фиксацией образовавшейся пены при 80-160 ⁰C; насыщением пастообразного ПВХ CO₂ под давлением 0,5-1,0 МПа в автоклаве или роторно-пленочном смесителе при 15-25 ⁰C с послед. помещением массы на транспортерную ленту или др. подложку, где происходит се вспенивание вследствие десорбции CO₂ (т-ра фиксации пены 160-170 ⁰C). При замене CO₂ хладонами благодаря их лучшей р-римости в пластизолях облегчается контроль структуры пенополивинилхлоридов и кажущейся плотности формуемых изделий (листы, блоки, плиты). Аналогичные изделия, а также пленки, трубы, жгуты изготовляют (в т.ч. и из замкнутоячеистого жесткого пенополивинилхлорида) экструзией (степень сжатия 1-3, скорость перемешивания 60-110 об/мин) с введением хладона в зону декомпрессии цилиндра экструдера.

В двустадийных процессах композицию, содержащую порофор, экструдируют при т-ре ниже т-ры разложения последнего, после чего полученный продукт вспенивают путем дальнейшего нагревания в форме при атм. давлении или в автоклаве под давлением 3-10 МПа, постепенно снижаемом до атмосферного.

"Прессовой" технологией получают преим. замкнуто-ячеистые эластичные и полужесткие пенополивинилхлориды: вначале из композиций под давлением до 15 МПа и т-ре не выше 170 ⁰C прессуют подвспененные заготовки, к-рые подвергают затем дополнит. вспениванию при 80-115 ⁰C в прессформе.

Пенополивинилхлориды можно сваривать (обычно токами высокой частоты), дублировать декоративными пленками, тканями и искусств. и натуральной кожами, обрабатывать штамповкой, столярным и слесарным инструментами. Отходы пенополивинилхлоридов легко поддаются вторичной переработке.

Свойства. Кажущаяся плотн. пенополивинилхлоридов составляет преим. 0,05-0,2 г/см³, размер ячеек от 40 мкм до неск. мм. Формоустой-чивость и мех. св-ва пенополивинилхлоридов снижаются, когда во вспениваемом ПВХ содержатся низкомол. фракции. С увеличением кол-ва пластификатора (имеет значение его тип и летучесть) повышаются и относит. удлинение, но снижается модуль упругости пенополивинилхлоридов. Для эластичных пенополивинилхлоридов характерна линейная зависимость от нагрузки. У жестких пенополивинилхлоридов модули упругости при сжатии и растяжении близки, а обычно превышает в 1,5-2 раза.

Диапазон рабочих т-р жестких пенополивинилхлоридов лежит в области от —60 до 70 ⁰C (при сшивании ПВХ от -200 до 120 ⁰C), эластичных-от -20 до 60 ⁰C. С повышением т-ры от -180 до 50 ⁰C теплопроводность замкнутоячеистых жестких пенополивинилхлоридов с кажущейся плотн. 0,04-0,06 г/см³ возрастает от 0,015 до 0,035 Вт/(м·К). Пенополивинилхлориды-самозатухающий материал; пенополивинилхлориды на основе хло-рир. ПВХ имеет повыш. огнестойкость.

Пенополивинилхлориды устойчивы в жидких топливах, маслах и орг. р-рителях, за исключением ароматич. углеводородов и нек-рых сложных эфиров.

Применение. Эластичные пенополивинилхлориды-обивочные, настилочные и вибродемпфирующие материалы (утепленный линолеум, подкладка под ковры, детали обуви и т. п.), ср-ва повышения плавучести (напр., спасательные принадлежности). Жесткие замкнутоячеистые пенополивинилхлориды-теплоизоляц. материалы, открытопористые-синтетич. бумага, звукоизоляц. материал, эффективно поглощающий звуки частотой 100-1800 Гц, заменитель пробки.

По объему пром. произ-ва разл. пенопластов в развитых странах пенополивинилхлорид уступает лишь пенополиуретанам и пенополисти-ролу (в СССР также пенофенопластам).

Эластичный пенополивинилхлорид получен впервые в 1942 (Великобритания), жесткий (интегральный)-в 1975 (США).

Лит. см. при ст. Пепопласты. Ю. С. Мурашов.