книги из ГПНТБ / Свойства и применение вспененных пластических масс [сборник статей]

У ППУ-ЗН различных партий после 7 лет эксплуатации ма­

нических свойств ППУ-ЗН во времени обнаружился довольно значительный разброс характеристик прочности (рис. 1а), вы­

слоя. Сказались вероятно, как особенности напыления ППУ-ЗН (избыточный перегрев внутренних слоев в процессе вспенива­ ния за счет прогрева до 40-^80° металлического корпуса нефте­ хранилища) так и условия его работы (градиент температуры).

90

Однако, удельная ударная вязкость внутренних слоев ППУ че­ рез 7 лет увеличилась в 1,5 раза, что также подтверждает хо­ рошую стойкость ППУ-ЗН к длительному воздействию отмечен­ ных условий его эксплуатации.

Коэффициент теплопроводности (Я) у исходного ППУ-ЗН составил 0,0284-0,030 ккал/м-час °С, т. е. имел довольно боль­ шую величину. Это вызвано, вероятно, тем, что для теплоизоля­

же время у ППУ-ЗН, систематически подвергавшегося с поверх­ ности дополнительному воздействию нефтепродуктов, X за этот промежуток времени увеличился несколько больше — до 0,040 ккал/м-час°С. Разброс отдельных значений X от среднего дости­ гал в некоторых случаях 10%, что вызвано, прежде всего, отме­ ченной выше неоднородностью Г1ПУ (по об. в. и другим пара­ метрам ячеистой структуры). Полученные данные удовлетвори­ тельно согласуются с расчетными данными /3/, по которым че­ рез 30 лет хранения X легкого ППУ увеличивается ~ на 37%. Близкие значения изменений X указываются и в /4/, где сооб­ щается что при изоляции холодильников жестким ППУ толщи­ ной 5 см через 10 лет службы было обнаружено увеличение X

на 16%.

Как показали предварительные исследования, достаточно экс­ прессивным и удобным способом контроля теплостойкости явля­ ется термомеханический метод /5—6/. Термомеханические кри­ вые снимали при нагрузках 5% от прочности при сжатии и из них находили кажущуюся температуру размягчения (Тр) по пе­ ресечению касательных в месте первого перегиба на термомеха­ нической кривой. Оказалось (рис. 3), что за 7 лет величина Тр у ППУ-ЗН практически не изменилась и составила «98°. Однако, у ППУ-ЗН, подвергавшегося специальному систематическому воздействию нефтепродуктов, после 7 лет службы Тр уменьши­ лась до 65°, что обусловлено, вероятно, их пластифицирующим действием.

Водопоглощение ПГ1У в значительной мере определяется объемным соотношением открытых и закрытых пор в материале, а также содержанием полимера — основы в пенопласте, хотя на нее определенное воздействие оказывает и химическая структу­ ра. ППУ-ЗН имеет, в основном, закрытопристую структуру, поэ­

6 лет эксплуатации водопоглощение ППУ-ЗН, как правило, не превышало 0,15 кг/м3, то-есть находилось на уровне требований

В рем я, воды

Рис. 3. Зависимость кажущейся температуры размягчения ППУ-ЗН (при нагрузках 5% от прочности) от длительности эксплуатации.

ОППУ-ЗН — обычный;

ОППУ-7Н — с фосполиолом;

■ ППУ-ЗН — при дополнительном действии неф тепродуктов.

Время, воды

Рис. 4. Зависимость водопоглощения ППУ-ЗН от длительности служ­ бы пенопласта.

92

ТУ. Однако, определенной тенденции изменения этой характери­ стики установлено не было.

Для контроля горючести ППУ-ЗН был использован метод свободного горения. Горючесть оценивалась по убыли в весе об­ разцов, а также по длительности их горения. Оказалось (рис. 5), что убыль в весе образцов при испытании на горю­ честь после 1-4-7 лет службы ППУ-ЗН сохранилась на ис­ ходном уровне ( ~10%) . Аналогичные результаты были получе­ ны и при измерении длительности горения образцов: время го­ рения во всех случаях сохранялось в пределах 34-7 сек. и в тече­ ние 7 лет не изменялось. Анализ элементарного состава показал,

В рем я, годы

Рис. 5. Потеря в весе образцов при испытании на горючесть в зависимости от длительности службы ППУ-ЗН.

что содержание С1 и Р в ППУ сохранилось на исходном уровне. Это указывает на то, что содержание трихлорэтилфосфата оста­ ется в течение указанного времени неизменным, вследствие чего сохраняется самозатухаемость ППУ-ЗН в течение указанного

срока его эксплуатации (7 лет).

Изучение частотно-температурной зависимости диэлектриче­ ской проницаемости и тангенса угла диэлектрических потерь ППУ различного об. в. показало, что в процессе старения целе­ сообразным является измерение упомянутых характеристик ППУ-ЗН на частоте 106 гц при температуре 20°. Оказалось, что при длительной (до 4-х лет) эксплуатации ППУ-ЗН упомянутые характеристики практически не меняются (табл. 3).

Это объясняется прежде всего хорошей стойкостью ППУ-ЗН к климатическим воздействиям, а также достаточно эффективной

93

У П Р У Г И Е И П Р О Ч Н О С Т Н Ы Е С В О Й С Т В А Н О В Ы Х П П У

И. Н. Завалина, Е. В. Глазанов, А. К. Житинкина, В, И. Орлова

На основе ксилитного ПЭФ с содержанием ОН-групи 18— 19% были получены ППУ и в широком интервале об. в.; иссле­ дованы их прочностные свойства в зависимости от вида вспе­ нивающего агента (вода или фреон) и типа изоцианата (диизо­ цианата или ПИЦ).

Обозначения типов ППУ и входящих в них основных компо­ нентов приведены в таблице.

Тип ППУ и их основные компоненты

Исследование механических свойств ППУ проводили по ме­ тодике, отличной от общепринятой [1], поскольку в ряде случа­ ев условия работы ППУ в реальных конструкциях, а следова­ тельно, характер их нагружения и деформирования отличаются от деформации кубиков. В целях приближения к реальным ус­ ловиям образец помещали в ограничительную кассету, препят­ ствующую изменению его поперечных размеров. Сравнение диаграмм сжатия кубиков со свободными гранями и цилиндри­ ческих образцов в кассете показывает, что, во-первых, модуль' упругости кубиков меньше модуля упругости цилиндра, а, вовторых, у кубиков соответственно меньше предел пропорцио­ нальности. Это объясняется характером деформации и гранич­ ными условиями на боковой поверхности образцов. При одно­ осном сжатии кубиков со свободными гранями деформации являются «квазиюнговскими». Измеренный при этом модуль

95

с учетом форм-фактора является модулем Юнга Е, а предел пропорциональности — ое-

В отличие от этого случая, сжатие цилиндров в ограничи­ тельной кассете при отсутствии касательных напряжений на бо­ ковой поверхности образца (это практически достигается при смазывании боковой поверхности образца техническим вазели­ ном), эквивалентно сжатию по толщине бесконечной пластины

X — 0 - 3 4 мм статпрссс

и характеризуется продольным модулем D и пределом пропор­ циональности Ojd.

Измеренные значения od пенопластов А, В, С, в зависимости от об. в. приведены на рис. 1 а, б, в.

Видно, что для каждого ППУ значения предела пропорцио­ нальности od, полученные на разных образцах и испытательных установках (ручном гидравлическом прессе и пятитонной ма­ шине при скорости перемещения активного захвата машины 6 мм/мин), хорошо ложатся на одну кривую. Для всех трех ти­ пов Г1ПУ зависимость od о т у не является линейной во всем ин­

96

Для расчета v необходимо подставить в (1) истинные значе­ ния Е и D. Однако, при измерении зависимости деформации кубиков от давления по методике [1], вследствие шероховато­ сти поверхностей, к которым приложено давление пресса, зна­ чения модуля кубика Eh получаются завышенными по сравне­ нию с истинным модулем Юнга материала. Этот модуль можно выразить как

Процесс расчета v по (1) с учетом (2) состоит из нескольких этапов.

В начале по (1) из отношения -JL определяем ориентиро­

вочное значение v. Затем, при этом v, для заданного отношения

и т. д. Окончательным результатом считается стабилизирован­ ное значение v, которое и является истинной величиной коэффи­ циента Пуассона.

Определенные таким методом последовательных приближе­ ний значения v при об. в. пенопласта 0,45-=-0,7 г/см3 лежат в пределах 0,375—0,405, соответственно.

Измерение скорости звука С в пенопласте ППУ-10 проводи­ ли на частоте 25 кгц на приборе УКБ-1 (прибор разработан в

98