Газонаполненные пластмассы

Газонаполненные пластмассы — сверхлегкие материалы, получаемые на основе различных синтетических полимеров. Напоминают структуру застывшей пены. Наполнитель таких материалов — газ. Образование ячеистой структуры придает им высокие теплоизоляционные свойства и чрезвычайно малую массу.

Газонаполненные пластмассы характеризуются высокой тепло-, звуко- и электроизолирующей способностью. Химические и механические свойства газонаполненных пластмасс и их теплостойкость в значительной степени определяются свойствами исходных полимеров, а изоляционные характеристики — особенностями физического строения. Газонаполненные пластмассы могут быть получены из всех известных в настоящее время полимеров.

В зависимости от физической структуры газонаполненные пластмассы делят на пенопласты, поропласты, синтактические пены и сотопласты. Полимерные связующие могут быть как термореактивными, так и термопластичными.

Пенопласты — материалы с ячеистой структурой, в которых газообразные наполнители изолированы друг от друга и от окружающей среды тонкими слоями полимерного связующего. Объемная масса пенопластов колеблется от 20 до 300 кг/м3. Замкнутая ячеистая структура обеспечивает хорошую плавучесть и высокие теплоизоляционные свойства. Коэффициент теплопроводности низкий — от 0,003 до 0,007 Вт/(м×К). Прочность низкая и зависит от плотности материала.

Наиболее распространенными термопластичными пенопластами являются пенополистирол (ПС), экструдированный пенополистирол (ЭППС), пенополивенилхлорид (ПВХ), которые работают при температурах плюс 60 0С. Термореактивные — фенолокаучуковые (ФК) работают до 120…1600С. Наиболее теплостоек фенолформальдегидный пенопласт марки ФК-20-А-20. Добавление алюминиевой пудры (ФК-20-А-20) повышает рабочую температуру пенопласта до 200…2500С. В качестве заполнителя в трехслойных конструкциях он допускает кратковременный нагрев (до 3 часов) до 300°С. Термостоек пенопласт К-40 на кремнийорганическом связующем, который кратковременно выдерживает температуру 300 0С.

Пенопласты применяют для теплоизоляции зданий, холодильников, рефрижераторов, труб и т.п.

Поропласты — губчатые материалы с открытопористой структурой. Их плотность от 25 до 500 кг/м3. Выпускаются эластичными, например, ППУ-Э. На основе поливинилформалей выпускается поропласт ТПВФ, обладающий водопоглощением 400…700 % за 2 часа.

Синтактические пены - особый вид газонаполненных пластиков, наполнителями в которых служат полые сферические частицы (из синтетических полимеров, стекла и др.), равномерно распределённые в полимерном связующем. Наличие пустотелых частиц в толще материала обеспечивает его малую плотность, повышенную прочность, пониженный коэффициент теплового расширения, а также, в некоторых случаях, радиопрозрачность.

Применяются в производстве плавучих средств, в качестве тепло- и звукоизоляционного заполнителя облегченных конструкций, в светоотражающих системах для маркировки дорог.

Сотопласты изготавливают из тонких листовых материалов, которым придается вначале вид гофра, а затем листы гофра склеиваются в виде пчелиных сот. Материалом для сотопластов служат различные ткани, которые пропитываются различными связующими (фенолформальдегидные, полиамидные и др.). Применяются для создания теплоизоляции зданий, сосудов, в криогенной технике и др.