51. Производство пенополистирола беспрессовым методом.

Сырьем для производства пенополистиролабеспрессовым методом, является суспензионный (бисерный) полистирол который получают суспензионной полимеризацией стирола в присутствии изопентана. Сущность процесса получения пенополистирола беспрессовым методом (ПСБ) заключается в том, что под влиянием нагрева выше 80°С полистирол переходит из стеклообразного состояния в вязко-текучее, а изопентан при температуре выше 28°С вскипает и давлением паров вспенивает гранулу полистирола.

Основным фактором, позволяющим получить пенополистирол беспрессеовым методом, является способность гранул такого гидрофобного материала, как полистирол, свариваться друг с другом в присутствии воды, при сравнительно низких температурах — 90—100°С. Технологический процесс производства пенопласта состоит из следующих операций:1) предварительное вспенивание гранул (первичное вспенивание); 2) сушка вспененных гранул (при необходимости); 3) выдержка гранул; 4) спекание или формование изделий (вторичное вспенивание); 5) охлаждение отформованных изделий или блоков; 6) резка блоков на плиты или изделия требуемых размеров.

Характерной особенностью технологии производства пенопласта беспрессовым методом является двухстадийный процесс вспенивания.

52. Производство пенополистирола прессовым методом.

Прессовый способ является наиболее распространенным. Он заключается в выполнении трех основных операций: смешивания полимера с газообразователем и другими компонентами, входящими
в композицию; прессования композиции; вспенивания заготовок.


Для получения пенопластов из твердых композиций смешивание
компонентов производят в шаровых мельницах, снабженных рубашками охлаждения. Процесс совместного помола продолжается 6...24 ч до получения однородной тонкодисперсной смеси. При приготовлении композиций в виде паст исходные вещества
смешивают в смесителях лопастного типа. Полученную пасту подвергают созреванию (желированию) путем выдерживания ее в емкостях при температуре 25...30°С не менее 2 сут.

Прессуют композиции на гидравлических прессах в пресс-формах закрытого типа. Горячее прессование оказывает решающее влияние на равномерное распределение газа в заготовке и на размер элементарных ячеек. Быстрый подъем температуры, неравномерный обогрев пресс-формы, недостаточное давление пресса — все это существенно ухудшает качество пенопласта и может привести к браку.

Большую роль при получении пенопластов с малой средней плотностью играет такой технологический прием, как подвспенивание
заготовок в пресс-форме в конце выдержки после достижения выравнивания температуры во всем объеме заготовки. В этом случае
за счет более полного использования растворенного в полимере газа
получают пенопласты с существенно пониженной средней плотностью без увеличения расхода газообразователя.

Подвспенивание
производят путем плавного снижения давления пресса, в результате
чего давление газов в пресс-форме поднимает пуансон, увеличивая
высоту заготовки. При этом средняя плотность заготовки снижается
на 30...50%.

После выдержки под прессом заготовки охлаждают до
комнатной температуры и извлекают из пресс-формы. Окончательное вспенивание заготовок производят в специальных
камерах при нагревании заготовок до размягчения полимера (до
температуры 85...120°С). В зависимости от вида полимера нагревание производят паром, водой или горячим воздухом. При этом под
возрастающим давлением газа, находящегося в ячейках, образовавшихся в результате предварительного подвспенивания, и вследствие
снижения растворимости газа в полимере происходят увеличение размеров первичных ячеек и образование новых. Заготовка, находящаяся в свободном состоянии, вспенивается. Для придания заготовке четкой требуемой формы вспенивание рекомендуется производить, заключая заготовки в перфорированные металлические ограничительные кассеты.

Закрепление полученной пористой структуры и приданной изделию формы производят охлаждением изделий в тех же кассетах до
комнатной температуры.

По прессовому способу можно вспенивать любой термопластичный полимер. Однако громоздкость технологического оборудования,
отсутствие поточности, многодельность и большая продолжительность подготовки формовочных смесей существенно повышают стоимость получаемых материалов и сдерживают широкое развитие этого способа.