Пенополиолефины

ПЕНОПОЛИОЛЕФИНЫ, пенопласты, получаемые из полиэтилена, хлорир. полиэтилена, полипропилена, сополимеров a-олефинов, напр., с винилацетатом, малеиновым ангидридом, акрилатами. M. б. жесткими, полужесткими и эластичными, с закрытыми и открытыми ячейками.

Свыше половины пром. пенополиолефинов имеют матрицу из химически или радиационно сшитого полиолефина. Хим. сшивание осуществляют обычно орг. пероксидами и гидропероксида-ми, силанольными соед. (в комбинации с водой), олигоэфир-акрилатами, азидами арилсульфокислот, м-фениден-бис-малеинимидом, трис-(акрилоилгидроксиэтил)фосфатом. Порообразователями служат газы (CO₂, N₂ и др.), чаще-хладоны, способствующие также ускоренному охлаждению пенополиолефинов. Твердые орг. порофоры (напр., азодикарбонамид) применяют преим. в форме композиций или гранулир. смесей с термопластом ("концентратов"), иногда в сочетании с ZnO, CdO, стеаратом Pb или др. активаторами разложения поро-фора. Технол. св-ва вспениваемой композиции и качество получаемого из нее пенополиолефина регулируют добавлением дисперга-тора (полиэтиленоксид, минер. масло, диоктил- или дибу-тилфталат), зародышеобразователя (парафины, CaCO₃, жидкий полиизобутилен, TiO₂, алюминиевая пудра), термостабилизатора, антипирена, красителя (пигмента), наполнителя [напр., силикагель , Al(OH)₃, слюда, стекловолокно].

Получение. Листы, пленки, волокна (жгуты), кабельную изоляцию и др. изделия из пенополиолефинов с кажущейся плотн. выше 0,3 г/см³ формуют из приготовл. смеси на двухчервячных и др. стандартных экструдерах, изделия из более легких пенополиолефинов-на одно-, двухшнековых или каскадного типа экструдерах. Легкие пенополиолефины получают в 2 стадии: предварит, экструдирова-нием заготовки с послед. вспениванием и фиксацией пены путем сшивания полиолефина в нагреват. камере. Сшивание низкокристаллич. полиолефинов (до содержания нераство-римой в кипящем ксилоле гель-фракции преим. 30-40%) м. б. осуществлено одновременно с вспениванием, но чаще оно предшествует вспениванию. При изготовлении тонких изделий сшивание проводят гл. обр. с помощью радиоактивного излучения. Выделяющийся при радиац. сшивании H₂ иногда используют как дополнит. или осн. порообразова-тель.

Растущее пром. значение приобретают технологии, при к-рых вначале в автоклаве получают полиолефиновые гранулы (преим. сферические), пропитанные легкокилящим по-рообразователем. Затем гранулы вспенивают в один или неск. приемов на выходе из автоклава и(или) в форме в результате снижения давления и(или) повышения т-ры (так же, как получают "бисерный" пенополистирол).

Пленки и трубки (прутки) из пенополиолефинов с открытыми порами получают, осаждая из р-ра полиолефина пористую массу вследствие выпаривания р-рителя ("сухой" способ) либо добавления в р-р коагулянта. Изделия небольшой толщины из открытопористых пенополиолефинов изготовляют, формуя прессованием заготовку из полиолефина, содержащего до 100% по массе тонкодисперсного наполнителя (напр., NaCl, NaHCO₃, крахмал с размером частиц 0,1-800 мкм), впоследствии экстрагируемого, или спекая частицы порошкообразного полиолефина в среде глицерина, вакууме или атмосфере инертного газа. Иногда такие пенополиолефины модифицируют добавлением в них или в исходную композицию активир. угля, гидрофобизи-рующего или гидрофильного агента.

Большинство пенополиолефинов легко перерабатывается вакуум-, пневмо-и термоформованием и м. б. приварено к мн. облицовочным материалам. Для дублирования пенополиолефинов с тканями, пленками, пластмассами применяют преим. резиновые клеи.

Свойства. Кажущаяся плотность пенополиолефинов обычно не превышает 0,1 г/см³. Ползучесть и остаточная деформация пенополиолефинов при сжатии и растяжении зависят от степени кристалличности полимера-основы и уменьшаются с увеличением степени его сшивания. Пенополипропилен подвержен ползучести меньше, чем пенополиэтилен.

Эластичность пенополиолефинов, проявляющаяся тем заметнее, чем ниже их кажущаяся плотность, выше у пенополиолефинов на основе аморфных а низкокристаллич. полиолефинов. Высоковспененный пенополиэтилен (кажущаяся плотн. 0,01 -0,05 г/см³) занимает по жесткости промежут. положение между эластичными пено-полиуретанами и жестким пенополистиролом. Формоустой-чивость, тепло- и хим. стойкость улучшаются с повышением степени сшивания.

Теплопроводность пенополиолефинов на основе сшитых полипропилена и полиэтилена (кажущаяся плотн. ок. 0,035 г/см³) cocтявляет соотв. 0,03-0,035 и ок. 0,038 Вт/(м·К); у несшитых аналогов она неск. больше. Пенополиолефины из сшитого полиэтилена можно эксплуатировать при т-рах от — 100 ⁰C (гибкость утрачивается при -70 ⁰C) до 80 ⁰C (кратковременно-до 100 ⁰C), а пенополи-провилен-до 120-150 ⁰C. В пламени пенополиолефины горят (пенонолиэти-лен несколько быстрее, чем пенополипропилен).

Пенополиолефины нестойки в конц. к-тах, а при т-рах выше 50 ⁰C-также и в углеводородах. Устойчивость пенополиолефинов к галогеналканам и ароматич. углеводородам, спиртам, кетонам возрастает с увеличением степени кристалличности и при сшивании полимера-основы. Пенополиолефины-гидрофобные материалы, отличающиеся высокой влаго- и водостойкостью.

Применение. Пенополиолефины используют для электроизоляции проводов и кабелей, теплоизоляции емкостей для хранения хими-калиев, как вибродемпфирующие прокладки и упаковочный материал, фильтры для тонкой очистки сточных вод, нефтепродуктов, биол. r-ров, масел, в произ-ве электротсхн. бумаги, ортопедич. обуви, корсетов и др.

Пром. произ-во пенополиолефинов на основе полиэтилена высокого давления, полипропилена и сшитого полиэтилена освоено впервые соотв. в 1941 (США), 1964 и 1967 (Япония).

Лит. см. при статьях Пенопласты. Политропилен. Полиэтилен.

Ю.С. Мурашов.