Пенопласты можно получить почти из всех известных пластмасс. Сохраняя многие свойства монолитных пластмасс, пенопласты отличаются от них легкостью, отличными электрическими характеристиками, хорошими теплоизоляционными и акустическими свойствами.

Изготовление и применение пенополистирола

Вспененные пластмассы имеют структуру твердой пены с ячейками, изолированными друг от друга или сообщающимися между собой и с атмосферой.  Замкнутоячеистые вспененные  пластмассы  часто называют пенопластами, а открытоячеистые-поропластами.  Такое деление условно и на практике не всегда удается получить вспененную пластмассу только с открытыми или только с закрытыми порами. При незначительном изменении техпроцесса один и тот же материал может иметь различное соотношение открытых и закрытых пор.

Все сказанное выше о пенопластах относится и к пенополистиролу, рассмотрению свойств, технологии переработки и применения которого посвящена эта статья.

Изначально пенопласт получали прессовым способом. По этому способу смесь полимера и газообразователя прессуют при повышенной температуре в герметичных формах.  Во время прессования при повышенной температуре(120-1800С) и давлении 120-170кг/см2 происходит разложение газообразователя и растворение выделяющихся газов в расплавленном полимере. Изменяя состав композиции можно получать пенопласты с  различными свойствами.  Указанный способ получил название «прессовый» и лег в основу промышленного производства полистирольных пенопластов. Сырьем для производства прессового пенополистирола  служит эмульсионный полистирол, порофор и добавки.
Синтез суспензионного полистирола для вспенивания ПСБ и ПСБ-с, перерабатываемого по беспрессовой технологии впервые был осуществлен в Советском Союзе в конце 50-х годов. 

Суспензионный бисерный полистирол, применяемый для получения изделий по беспрессовой технологии , должен содержать пороообразователь.  Гранулы полистирола ПСБ для вспенивания получают суспензионной полимеризацией стирола. Полимеризацию проводят в присутствии порообразователя. Для придания полимеру негорючести в автоклав перед полимеризацией вводят антипирены.
Технологический процесс изготовления беспрессового пенополистирола включает следующие стадии: предварительное вспенивание гранул, сушка и выдержка на воздухе предварительно вспененных гранул и окончательное вспенивание.

ЛИНИЯ ПО ПРОИЗВОДСТВУ ФОРМОВАННЫХ (ФАСОННЫХ) ИЗДЕЛИЙ ИЗ ПЕНОПОЛИСТИРОЛА, УПАКОВКИ ПЕНОПЛАСТА
с автоматизированными агрегатами

 подробнее...

ПРИМЕРЫ КОМПЛЕКТАЦИЙ

ЛИНИЯ ПО ПРОИЗВОДСТВУ БЛОЧНОГО/ЛИСТОВОГО ПЕНОПОЛИСТИРОЛА
с автоматизированными агрегатами 
подробнее...

Предварительное вспенивание

Предварительное вспенивание гранул производят с помощью тепловой обработки, с целью получения материала требуемой насыпной плотности. В процессе тепловой обработки при нагревании до температуры, превышающей температуру стеклования, полимер переходит в эластичное состояние, а вспенивающий агент испаряется, что приводит к расширению гранул. Лишь 50% расширения гранул обеспечивается испарением вспенивающего агента, о остальное расширение  происходит  вследствие проникновения в ячейки гранул теплоносителя. Причем проникновение теплоносителя в ячейки, несмотря на некоторое избыточное давление в них, происходит значительно быстрее, чем улетучивание паров вспенивающего агента из ячеек.

 

Степень расширения гранул зависит от гранулометрического состава полистирола, содержания вспенивающего агента, температуры теплоносителя и продолжительности его воздействия.


Наиболее интенсивное вспенивание идет в первые  пять  минут. Зависимость деформации гранул полистирола от напряжения при различных температурах является одним из основных факторов влияющих на процесс предварительного вспенивания. Основными задачами при разработке технологии предварительного вспенивания является подбор оптимальных температуры, скорости и продолжительности нагревания. Насыпная плотность гранул снижается до определенного минимума, после достижения которого несколько увеличивается.

Экстремальная точка соответствует моменту установления равновесия  между парциальным давлением внутри ячеек и давлением в предвспенивателе. При дальнейшем нагревании происходит деформация гранул и повышение их насыпной плотности. Минимальная температура теплоносителя должна быть несколько выше температуры стеклования полимера. Обычно предварительное вспенивание проводят при температуре95-1100С. Важным фактором при проведении предварительного вспенивания  является максимальное сохранение изопентана. С увеличением коэффициента вспенивания увеличивается потеря изопентана в результате увеличения диффузии его через возросшую поверхность пор, стенки которых стали тоньше. При проведении предварительного вспенивания не должно происходить слипания гранул. Слипаемость гранул приводит к образованию крупных комков. Их можно загружать в форму лишь после дробления.

Выдержка предварительно вспененных гранул на воздухе

После окончания процесса предварительного вспенивания гранулы полистирола в течение определенного времени выдерживают на воздухе. При охлаждении вспененных гранул на воздухе их поверхностные пленки отвердевают, а сжатый газообразный изопентан конденсируется, что приводит к резкому уменьшению его объема и образованию разряжения(вакуума) внутри ячеек. В процессе выдержки гранул на воздухе происходит диффузия воздуха внутрь гранул, ускоренная большим перепадом давлений.  Это способствует увеличению вспенивающей способности гранул при дальнейшей переработке.

 

Чтобы влага не диффундировала внутрь гранул при выдержке на воздухе, их следует предварительно подсушить. В процессе окончательного вспенивания гранул при температуре 100-1100С происходит обратный процесс - влага через пленки полистирола диффундирует в атмосферу, в результате чего изделия получаются рыхлыми и непрочными. 

 

Продолжительность выдержки сухих гранул на воздухе при 20-250С зависит от степени предварительного вспенивания. Наиболее  интенсивное поглощение воздуха происходит в первые 5 часов выдержки. В процессе выдержки из предварительно вспененных гранул постепенно улетучивается вспенивающий агент. Поэтому для материалов с определенной насыпной плотностью устанавливается не только наименьшая продолжительность выдержки, в течение которой в гранулы успевает диффундировать воздух, но и наибольший срок хранения, в течение которого потери вспенивающего агента еще не настолько велики. чтобы это отрицательно сказывалось на качестве изделий.

Окончательное вспенивание гранул

Окончательное вспенивание заключается в тепловой обработке предварительно вспененных гранул, помещенных в пресс-форму, в результате которой они расширяются и сплавляются между собой. При повышении температуры увеличивается давление находящихся в гранулах воздуха и паров вспенивающегося агента, что приводит  к расширению гранул и способствует их сплавлению. После охлаждения масса затвердевает и образуется изделие, форма которого соответствует конфигурации пресс-формы. Степень расширения в основном зависит от температуры нагревания,  а скорость расширения от интенсивности процесса нагревания. Увеличение продолжительности обработки паром выше оптимального приводит к уменьшению содержания вспенивающего агента и вызывает усадку изделий. Для окончательного вспенивания необходимо применять сухой пар. Использование влажного пара приводит к увеличению продолжительности вспенивания, так как нужно удалять конденсат из пресс-формы.  Кроме того наличие воды на гранулах отрицательно сказывается на свойствах изделия. Для обеспечения поступления сухого пара в форму необходима тщательная теплоизоляция паропроводов и установка влагоотделителей и конденсатоотводчиков. 


Последняя стадия формования – охлаждение изделий. Для охлаждения применяют различные способы. Наиболее эффективным является охлаждение пенополистирольных изделий с помощью вакуума. При этом значительно повышается скорость  охлаждения, улучшаются условия теплопередачи, снижается влажность готового изделия.  Преждевременное извлечение изделий приводит к появлению трещин. Необходимо учитывать, что склонность изделий из пенополистирола к усадке и деформации увеличивается с повышением скорости их охлаждения и уменьшением кажущейся плотности. Поэтому изделия из пеноматериала малой плотности нужно охлаждать медленно

Пресс-формы

Качество получаемых изделий во многом зависит от конструкции пресс-формы. В настоящее время применяют главным образом металлические пресс-формы. Для защиты от коррозии и увеличения срока службы стальных пресс-форм  рекомендуется использовать коррозионностойкие материалы для изготовления поверхностей рабочих полостей.  Конструкция пресс-формы для изготовления пенополистирольных изделий должна быть достаточно прочной и жесткой, так как  при вспенивании пенополистирол оказывает давление на стенки пресс-формы до 3-4 кг/см2 ( в зависимости от кажущейся плотности. Необходимая жесткость достигается с помощью усиливающих ребер.

Мы готовы предложить Вам оборудование, на котором можно производить данные изделия, в том числе по Вашим чертежам.​

  • Facebook Social Icon
  • YouTube Social  Icon
  • Vkontakte Social Icon

 +7 (8332) 44-74-26 / info@pkgmitom.com/ ©ООО "МИТОМ" 2008-2019