Структура и свойства газонаполненных полимеров

• Автор: Дементьев, Анатолий Георгиевич
• Шифр специальности: 05.17.06
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 1997
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 409 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ I

1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ ПО ИССЛЕДОВАНИЮ ЯЧЕИСТОЙ СТРУКТУРЫ И СВОЙСТВ ПЕНОЛЛАСТОВ II

1.1. Ячеистая структура пенопластов и методы оценки е параметров

1.2. Анализ системы полимерная матрица газовая среда газоструктурных элементов и исследование физикомеханических свойств пенопластов .

1.3. Исследование стабильности физикомеханических свойств пенопластов

2. МЕТОДИКА И ТЕХНИКА ЭКСГШРИМЕНТАЛЬНОГО ИССЛЕДОВАНИЯ ЯЧЕИСТОЙ СТРУКТУРЫ И ФИЗИКОьМЕХАНИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ЗСПЕНЕННЫХ
ПЛАСТМАСС .

2.1. Разработка методов исследования ячеистой структуры

пенопластов

2.2. Методы фкзикомеханических испытаний пенопластов .

3. РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНО ГО ИССЛЕДОВАНИЯ ФИЗИКОМЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ПЕНОПЛАСТОВ И ИХ СВЯЗИ С ЯЧЕИСТОЙ СТРУКТУРОЙ .
3.1. Объекты исследования. Характеристика исследуемых пено
пластов
3.2. Ячеистая структура газонаполненных полимеров .
3.3. Механические свойства пенопластов при растяжении
3.4. Одноосное сжатие .
3.5. Гидростатическое сжатие
3.6. Ползучесть
3.7. Релаксация напряжения .
3.8. Остаточная деформация .
3.9. Термомеханические свойства и термическое деформирование жестких пенопластов .
З.Ю. Водопоглощение .
3.II Влагопоглощение .
3. Эффективный коэффициент теплопроводности
4. МОДЕЛЬНЫЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ И ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ МЕХАНИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ПЕНОПЛАСТОВ НА УРОВНЕ ЯЧЕИСТОЙ СТРУКТУРЫ.
4.1. Исследование деформативности пенопластов с использованием структурных моделей
4.1.1. Расчт диаграмм сжатия эластичных пенопластов с учтом кажущейся плотности, степени замкнутости ячеек, неоднородности макроструктуры, релаксационных свойств полимераосновы .
4.1.2. Расчт диаграмм сжатия эластичных пенопластов о различной остаточной деформацией .
4.1.3. Расчт диаграмм растяжения эластичных пенопластов
4.2. Исследование разрушения пенопластов на основе статистических моделей пеноматвриалов различной структуры
4.2.1. Разрушение эластичных пенопластов при вдноосиом растяжении
4.2.2. Статистическое исследование разрушения жестких пенопластов при одноосном растяжении
4.2.3. Разрушение пенопластов с взаимопроникающими ячеистыми структурами при одноосном сжатии .
5. ИССЛЕДОВАНИЕ СТОЙКОСТИ ПЕНОПЛАСТОВ К ДЕЙСТВИЮ РАЗЛИЧНЫХ
ФАКТОРОВ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ .
5.1. Тепловое старение жестких пенопластов .
5.1.1. Кинетика деструкции пенопластов
5.1.2. Структурнохимические превращения в пенопластах на глубоких стадиях старения .
5.1.3. Кинетика изменения свойств пенополиуретанов и прогнозирование их поведения в условиях длительного теплового старения .
5.1.4. Прогнозирование стабильности пенополиизоциануратов применительно к условиям длительного высокотемпературного старения
5.2. Исследование стойкости жестких пенопластов к действию воды и е паров .
5.3. Атмесферостойкость пенопластов
5.4. Диффузия вспенивающих агентов и прогнозирование физических характеристик жестких пенополиуретанов при старении.
5.5. Экспериментальное исследование устойчивости эластичных пенопластов при действии различных факторов окружающей среды .
5.5.1. Исследование стабильности эластичных пенополиуретанов при тепловом и термовлажностном старении
5.5.2. Старение эластичных пенопластов в нагруженном состоянии .
5.6. Влияние ячеистой структуры на эксплуатационные свойства пенопластов в условиях их длительного применения
6. РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПЕНОПЛАСТОВ, МОДИФИЦИРОВАННЫХ НА УРОВНЕ ЯЧЕИСТОЙ СТРУКТУРЫ
5.1. Модификация свойств пенопластов при изменении характеристик полимерной матрицы к технологических режимов вспенивания и отверждения
6.2. Модификация свойств пенопластов при изменении параметров газоструктурных элементов .
6.3. Разработка технологии получения пенополиэпокеидов с экологически чистым вспенивающим агентом
ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


ППУ низкой кажущейся плотности оказывает природа газовой фазы в ячейках, характеристика части из которых представлена в таблице 1. Табл. Коэффициент теплопроводности компонентов газоструктурных элементов пенополиуретанов. Компонент Коэффициент теплопроводности, втм. Монолитный полиуретан 0,. Г1о этой причине у пеноматериалов, вспененных фреоном, эффективный коэффициент теплопроводности оказывается существенно ниже, чем при заполнении ячеек диоксидом углерода, либо воздухом. Вклад проводимости полимера в эффективную теплопроводность лгких пенополимеров в несколько раз меньше, чем вклад за счт теплопереноса в газовой фазе, и его обычно многие авторы определяют используя различные модели пористых систем , 0,
Как установлено в ряде работ 4 5, 9, 2, конвективный теплообмен начинает вносить в эффективную теплопроводность существенный вклад при диаметре ячеек закрытопористых пенопластов не менее 1,6. Назревшая необходимость в получении пеноматериалов с более высокими теплоизоляционными свойствами изза возросшего дефицита энергоресурсов явилась мощным стимулом развития соответствующих исследований как в направлении изучения механизма теплопереноса, так и по определению связи структуры со свойствами материалов 0 7. В результате значительный качественный скачок в теплоизоляционных свойствах был достигнут при разработке ППУ теплоизоляционного назначения, прежде всего используемых для теплоизоляции холодильников, за счт получения макроструктуры с существенно меньшими размерами ячеек. Это обусловлено тем, что вклад составляющей излучения в эффективную теплопроводность хотя и несколько меньше, чем теплопроводности газа в замкнутых ячейках, однако весьма значителен и его величина пропорциональна размеру ячеек 4 5. Для пенопластов низкой кажущейся плотности установлена экстремальная зависимость эффективного коэффициента теплопроводности от кажущейся плотности У 3. При изменении от до кгм эффективный коэффициент теплопроводности практически не меняется. При более низкой Т он возрастает как изза увеличения содержания открытых пор и наложения по этой причине конвективной составляющей, так и вследствие увеличения вклада составляющей излучения, поскольку у очень лгких пеноматериалов размеры ячеек несколько увеличиваются. При повышении У до кгм и выше увеличение эффективного коэффициента теплопроводности обусловлено в основном вкладом теплопроводности полимера. Экспериментальное исследование эффективной теплопроводности пеноматериалов низкой кажущейся плотности при пониженных и повышенных температурах выполнено авторами работ 3, 0, 9, 2. Показано, что с повышением температуры эффективная теплопроводность
возрастает изза увеличения теплопроводности газа в ячейках материала. При снижении температуры с 0К до К наблюдается снижение эффективной теплопроводности как за счт снижения теплопроводности газа в ячейках, так и изза создания в них некоторого разрежения. Однако, в области коыденсациигазанаполнителя характер изменения эффективной теплопроводности резко меняется появляется максимум на температурной зависимости, что обусловлено дополнительным вкладом капиллярного эффекта теплоассопереноса конденсирующейся среды 9. Так у ППУ, вспененного фреоном, максимум на температурной зависимости, связанный с конденсацией фреона, появляется при 0. К и связанный с конденсацией воздуха появляется при . В целом механизм теплопереноса в пенополимерах и эффективная теплопроводность свежеприготовленных пенополимероз изучены довольно подробно, однако долговременные характеристики их свойств, в литературе исследованы недостаточно. Ряд работ посвящено другому важному теплофизическому показателю термическому деформированию пенополимеров 3, , , 0. Авторами показано, что коэффициент линейного термического расширения пенопластов повышенной кажущейся плотности определяется свойствами полимераосновы и имеет одинаковые значения с коэффициентом линейного термического расширения монолитного материала. У закрытопористых пенопластов пониженной кажущейся плотности с полиэдрической формой ячеек на величину коэффициента линейного термического расширения влияет также газовая фаза в ячейках.