Потребительские свойства пенополиуретана

Пенополиуретан (ППУ) – полимер, относится к категории газонаполненных пластмасс. Он получается в ходе реакции двух жидких веществ: полиола и полиизоцианата. Реакция сопровождается процессами нуклеации, вспенивания и образования газонаполненных твердых ячеек.

Действующие вещества реакции полимеризации ППУ

1. Компонент A: полиол – вязкая жидкость белого цвета, содержащая различные реагенты во взвешенном состоянии. Вещество определяет основные характеристики ППУ: плотноcть, прочность, способность к воспламенению. Свойства полиола определяют ход реакции:

• или это быстрое вспенивание и затвердевание;
• или пластичное растекание и постепенный переход в твердое состояние.

2. Компонент B: изоцианат – токсичная горючая жидкость коричневого цвета, легко реагирующая с водой. Изменение пропорций при смешивании компонента B с полиолом влияет на свойства ППУ.
3. Антипирены (Триxлорэтилфосфат – ТXЭФ) – добавки, мешающие ППУ быстро воспламеняться.

Факторы влияния на технологические характеристики ППУ

1. Сфера применения. Производитель постоянно работает над свойствами выпускаемого материала, приспосабливая их к требованиям технологии в различных производственных ситуациях. Так, разработан и налажен выпуск ППУ для заливки труб с такими качествами:

• повышенная текучесть,
• продолжительное время до старта реакции,
• замедленное вспенивание.

Увеличение времени реакции на 40-50 сек. позволит материалу заполнить всю поверхность трубы. Предприятие обеспечит также соответствие плотности ППУ требованиям ГОСТа по утеплению трубопроводов. Исследования ведутся с целью создания оптимальных материалов для панелей, декора, заполнения скорлуп. В первую очередь учитываются потребности крупных клиентов, а также рыночный спрос.

2. Время старта. Так называется период от момента смешивания компонентов до начала вспенивания.

• Для процесса нанесения пенополиуретана на поверхности требуется короткий промежуток: 2-7 секунд, чтобы вещество не успело стечь.
• При заливке полостей время старта задерживается до 25 сек. - перед вспениванием материал должен заполнить все пустоты.

Данные о времени старта и подъема пенопласта, экспериментально полученные в заводских лабораториях, указываются в сертификате.

Пример. Технологическая проба «Испытание в стакане» (t° реактивов: 20 ± 1° C)

№№	Показатели технологической пробы	Значение	Методика испытания
1	Время старта (сек.)	2-5	По ТУ 6-55-32-89 и по п.7.5 настоящих ТУ
2	Время подъема (сек.)	10-20
3	Кажущаяся плотность при свободном вспенивании (кг/м3)	35-45	По ГОСТ 409-77 и п.7.5 настоящих ТУ

3. Плотность. Плотность исходных веществ и готового пенополиуретана имеет различную величину.

• Для уменьшения плотности исходных жидкие компоненты нужно подогревать, чтобы их консистенция позволяла нагнетать их с помощью насосов в точных дозах.
• Плотность конечного продукта характеризует прочность ППУ, но и увеличивает его расход на 1 м^з.

Пример. Физико-химические показатели жидкостей

№№	Характеристики компонентов	Полиол (Химтраст КАН-40, зимний)	Изоцианат (Миллионат MR-200)	Метод испытания
1	Плотность при 20 оС	1,1-1,15 г/см3	1,22-1,24 г/см3	ДИН 51 757
2	Вязкость при 25 оС	200-300 мПа·с	150-250 мПа·с	ДИН 53 018
3	Срок хранения	6 месяцев	6 месяцев

 Оптимальная плотность готового пенопласта при напылении для утепления – 30-40 кг/м3 . При заливке плотность зависит от технологии изготовления изделия.

4. Уровень горючести. Данный показатель характеризует способность вещества к воспламенению. ППУ – самозатухающий материал с уровнем горючести в диапазоне Г1-Г4. При удалении от источника огня он быстро перестает гореть. Горючесть большинства пенополиуретанов – Г2-Г3.
5. Пропорции исходных компонентов. Различные соотношения объемов полиола с изоцианатом в реакции полимеризации дают разнообразие характеристик ППУ. Для напыления, к примеру, оптимальной является равная пропорция - 1:1.
6. Температура полимеризации. Для получения продукта с указанными в сертификате параметрами необходимо выдерживать режим, рекомендованный производителем и проставленный в сертификате. Например, для напыления нужна температура 25-40°. Если она будет ниже, пенополиуретана понадобится больше, и он будет непрочным.
7. Кто производит ППУ. Фактор производителя существенно влияет на качество выпускаемого полимера. Проверенные временем, имеющие хорошие отзывы компании поставляют материалы с минимальным риском брака. А если он все-таки случился, без проблем делают замену на качественный товар.
8. Правила хранения.

• Полиол сохраняет свойств в течение 6 месяцев, изоцианат – в течение года. Часто компоненты сохраняют способность к реакции и по истечении срока хранения. Перед утилизацией полезно проверить, не сохранилась ли реактивная способность компонентов.
• Компоненты ППУ помещают в теплые помещениях в герметичной упаковке (особенно важно это для изоцианата, который реагирует с атмосферной влагой).
• Полиол перед употреблением перемешивают не меньше 10-15 минут, компонент B такой подготовки не требует.

9. Тара. Полиол поставляется преимущественно в синих бочках, а изоцианат – в красных, черных или серо-салатных. Объемы тары:

• 200-литровые бочки со съемными и несъемными крышками;
• 50-100-литровые канистры;
• еврокубы.