Пенофенопласты

ПЕНОФЕНОПЛАСТЫ, жесткие пенопласты, получаемые из феноло-альдегидных смол. Могут иметь закрытые и открытые ячейки.

Для получения пенофенопластов используют жидкие (реже твердые) резольные и новолачные (в т.ч. сульфированные) смолы и преим. 40-95%-ные водные р-ры и(или) эмульсии первичных олигомерных продуктов конденсации (кат.- основания, к-ты) фенолов с альдегидами (обычно формальдегидом). Поро-образователями служат алканы, CH₂Cl₂, CCl₃F, 1,2,2-три-хлортрифторэтан, тонкодисперсные порошки металлов (Al, Mg, Fe, Zn) в комбинации с сильными к-тами, диазоамино-бензол, 2,2'-азо-бис-(изобутиронитрил), гидрокарбонаты Na или аммония. При т-рах выше 70 ⁰C дополнит. вспенивающим агентом м.б. вода, присутствующая в смоле и выделяющаяся при отверждении резольной смолы; отверждение инициируют обычно кислотным агентом (напр., n-толу-олсульфокислотой, продуктом совместной конденсации мочевины и сульфир. фенола с формальдегидом). Отверждение новолачных смол проводят обычно в присут. уротропина при т-рах выше 100 ⁰C.

Ячеистую структуру пенофенопластов регулируют введением во вспениваемую композицию аддуктов алкилфенолов с алкиленокси-дами, нек-рых кремнийорг. и др. неионогенных ПАВ. Кроме того, во вспениваемую смолу (на стадии изготовления или непосредственно перед ее переработкой в пенофенопласты) добавляют иногда загустители (напр., метилцеллюлозу, поливиниловый спирт), антипирены, а также агенты (напр., аммиак, мочевина, NH₄HCO₃), нейтрализующие агрессивные к-ты, вводимые в пенофенопласты для инициирования их отверждения. Хрупкость пенофенопластов на основе новолачных смол уменьшают модификацией их бутадиен-акрилонитрильным каучуком, эпоксид-ными смолами; менее эффективно в этом отношении наполнение стекловолокном.

Получение. Пенофенопласты изготовляют на установках непрерывного или периодич. действия в стационарных условиях или на месте их применения. Дозированное кол-во смеси исходных компонентов вспенивают в деревянной или металлич. форме, в межстенном пространстве "сэндвич-конструкций" или формующей полости конвейерной линии. Композиции заливочного типа с жизнеспособностью менее 10 мин вспениваются, одновременно отверждаясь, обычно за неск. секунд или минут только за счет тепла экзотермич. р-ций (без внеш. подогрева) либо при нагр. до 60-100 ⁰C.

Небольшие кол-ва пенофенопластов получают ступенчатым вспенива-нием вальцованной пленки, шприцованного гранулята или порошка-полуфабриката, изготовленных из композиций на основе твердых новолачных смол. Вспенивание (последовательно при 80-90, 100-110 и 150-200 ⁰C в течение 6-8,5 ч под давлением 0,3-0,5 МПа) осуществляют в форме или в межстенном пространстве "сэндвич-конструкций". Мало-производит. и энергоемкие технологии такого рода с трудом поддаются механизации и автоматизации. Значительно технологичнее пластичные, подобные формовочной глине, компаунды на основе гранулир. новолачных смол, к-рые легко наносятся слоем требуемой толщины на открытые пов-сти конструкций (изделий) практически любых геом. форм и размеров и образуют пенофенопласты при 130-150 ⁰C.

В присут. ПАВ водные феноло-формальд. смолы м.б. вспенены пневмомех. взбиванием (воздухом) с увеличением объема в ~10 раз.

Стабилизация пены осуществляется в результате отверждения феноло-альдегидных смол.

Свойства. Кажущаяся плотность "резольных" пенофенопластов 0,01-0,1 г/см³, "новолачных"-преим. выше 0,1 г/см³. Немодифицированные пенофенопласты-хрупкие пенопласты, имеющие низкую стойкость к абразивному износу; для них характерна анизотропность, проявляющаяся в большей степени при приложении растягивающих нагрузок. Обычно пенофенопластов неск. выше, чем

Термообработка способствует нек-рому повышению прочностных показателей свежесформованных пенофенопластов (доотверждение пенофенопластов заливочного типа при 20 ⁰C происходит в течение неск. недель).

На воздухе пенофенопласты можно длительно эксплуатировать в диапазоне от —200 до 130 ⁰C (карбонизацией пенофенопластов верх. предел м.б. доведен до 500-1000 ⁰C). Теплопроводность пенофенопластов с кажущейся плотн. ок. 0,03 и 0,13-0,2 г/см³ составляет соотв. 0,03 b 0,01 и 0,045-0,055 Вт/(м·К) и зависит от т-ры, содержания влаги и относит. содержания в пенофенопластах замкнутых ячеек и открытых пор.

Пенофенопласты разрушаются в конц. щелочах, набухают в кетонах и спиртах. По хим. стойкости пенофенопласты мало отличаются от невспененных фенопластов аналогичного состава. Пенофенопласты-трудновоспламеняемые материалы, при их горении выделяется мало дыма, тепла и токсичных газов. Они наиб. огнестойки среди многотоннажных пенопластов.

Применение. Пенофенопласты-преим. теплоизоляц. материалы для кровельных и навесных стеновых строит. конструкций, теплотрасс, нефте- и газопроводов, транспортных рефрижераторов, судостроения и авиации.

В СССР пенофенопласты-наиб. крупнотоннажные пенопласты (из числа жестких).

Первые пенофенопласты из новолачных и резольных смол получены соотв. в 1934 (Германия) и 40-е гг. (Великобритания, США).

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