1. Теоретичні принципи формування оптимальної зернистої поруватості тепло- та звукоізоляційних матеріалів.

Для оптимальності структури необхідно зменшити КЗО. З точки зору мін.КЗО краща сферична поверхня . Для стабільноі структури – поліфракційні зерна. Розмір зерен повинен бути невеликий( або менше)Поверхня зерна для теплоізоляціі повинна бути гладкою та дзеркальною.

2. Теоретичні принципи формування оптимальної комірчастої поруватості тепло та звукоізоляційних матеріалів.

Для комірчастої поруватості оптимальна структура являє собою матеріал з рівномірно розподіленими полідисперсними з діаметром 0,5 – 5 мм, порами деформованими в правильні багатогранники, між шарові перегородки рівномірними за товщиною, щільні (для теплоізоляційних матеріалів), поверхня перегородок повинна бути дзеркальною, гладкою; і мати шорсткість для звукоізоляційних матеріалів).

3. Теоретичні принципи формування оптимальної волокнистої поруватості тепло та звукоізоляційних матеріалів.

Волокно зроблене круглим діаметром з оптимальним перерізом d_вол з рихлою структурою поверхні волокна з однорідною структурою волокна і всього матеріалу.

4. Значення для матеріалу та можливість впливу на розмір пор комірчастої структури.

Розмір пор від о,5 мм до 5 мм. Поруватість 5 мм визначається наявністю/відсутністю конвекції в матеріалі. Поруватість 0,5 мм визначається фізичними властивостями для матеріалу та економічною доцільністю. На розмір пор впливають:

1. Зміною часу подрібнення газо- та пороутворювача

2. m_~d_п маса частинки пропорційна до діаметру пори, що утворюється

3. введення різної кількості поверхнево активних речовин.

5. Значення для матеріалу та можливість впливу на однорідність розподілу поруватої комірчастої структури

Для того, щоб досягти теплопровідності і міцності треба рівномірно розподілити пори.

• По вертикалі (виникають через те, що пори в рідині піднімаються вгору або через зовнішній тиск на рідині). Впливають:

1. Оптимізацією кількості твердника

2. Оптимізацією Т твердіння матеріалу

3. Вертикальним розміром форми для твердіння (чим більша висота, тим більша рівномірність)

4. Додатковими рухами форми

• По горизонталі (виникають через те, що матеріал проходить через стадію вспучування – біля стінок пори меньше, ніж у середині; при наявності вищої температури пори біля стінок зростають скоріше ніж у середині; екзотермія при реакціях- всередині пори більше, ніж зовні). Впливають:

1. Накладанням обмежень на розміри форм

2. Лібералізація температурного режиму (чим повільніше нагрівання, тим рівномірніша поруватість)

• Для обох напрямків

1. Роздільною зміною в’язкості матеріалу та допустимих напружень зсуву

2. Прикладенням вібрації в момент вспучування

6. Значення для матеріалу та можливість впливу на товщину міжпорових перегородок комірчастої структури

П_∑=П_п+П_мп, де П_п- поруватість пор, П_мп – поруватість міжпорових перегородок. Якщо у перегородку загнати повітря, то міцність зменшується, а теплопровідність збільшується пропорційно. Отже, поруватість перегородок повинна наближатись до 0, тому що покращивши теплопровідність у третьому знаці ми зменшуємо міцність на 50%.

Товщина перегородок повинна бути постійна у межах 1 пори. Збільшення товщини перегородок локальному місці не призводить до підвищення міцності всього матеріалу, тобто перегородки мають бути однорідні за товщиною і в межах всього матеріалу.

6. Значення для матеріалу та можливість впливу на щільність міжпорових перегородок комірчастої структури

П_∑=П_п+П_мп, де П_п- поруватість пор, П_мп – поруватість міжпорових перегородок. Якщо у перегородку загнати повітря, то міцність зменшується, а теплопровідність збільшується пропорційно. Отже, поруватість перегородок повинна наближатись до 0, тому що покращивши теплопровідність у третьому знаці ми зменшуємо міцність на 50%.

8. значення для матеріалу та можливість впливу на форму пор комірчастої структури

Для отримання максимальної кількості пор, вони повинні деформованні в правильні багатогранники. Це відбувається при:

• Зменшенні зовнішнього тиску

• Збільшенні кількості пороутворювача, газоутворювача

• Збільшенні температури газоутворення

• Зменшення міцності на зсув матеріалу кістяка

9. значення для матеріалу та можливість впливу на характер внутрішньої поверхні пор комірчастої структури

На поверхню впливають наступні чинники:

• Наявність ПАР (чим більше ПАР, тим гладша поверхня)

• Температура газоутворення (чим більша температура, тим гладша поверхня)

10. значення для матеріалу та можливість впливу на замкнутість пор комірчастої структури

На замкнутість пор впливають наступним чином:

• Зменшення кількості розчинника

• Зменшення кількості ПАР

• Заміна кістяка гідротаційного твердіння на кістяк реактно-пластичного твердіння

• Для позбавлення тріщин виконують оптимізацію температури процесу отвердження та охолодження

• Зменшення розміру часток газо- та пароутворювача

11. Значення для матеріалу та можливість впливу на значення поруватості волокнистої структури.

Значення поруватості матеріалу при волокнистій структурі визначається за формулою :

П_в=П_вв+П_мв, де П_мв – поруватість в міжволоконному просторі; П_вв – внутрішньо волоконна поруватість. При оптимальній поруватості П_вв → 0 і тоді П_в ~ П_мв.

На значення поруватості впливає переріз волокна, його діаметр або характерний розмір, розкид значень або однорідність діаметрів, характер поверхні волокна.

12. Значення для матеріалу та можливість впливу на переріз волокна волокнистої структури.

Розглянемо волокна прямокутного, трикутного та круглого перерізу. Тепло передається по волокну складним шляхом (так як волокно коротше за розмір матеріалу) і від волокна до волокна. Місця контакту (площадки контакту) - визначається як буде передаватися тепло, отже, теплопровідність у місцях контакту поверхні повинна бути однаковою. При контакті волокна з волокном у випадках круглого поперечного перерізу у порівнянні з прямокутним чи трикутним – менше площадок контакту волокон, що і потрібно для оптимальної волокнистої структури.

• Д іаметр волокна.

Для кожного матеріалу є свій d_опт . Чим менше d, тим більше буде площадок контактів і тим менше їх розмір.

D_опт залежить від механічних хар-к мат-лу: чим менше модуль пружності, тим більший d_опт.

• Однорідність/неоднорідність (розкид значень d). Буває 2-х типів: 1) у межах всього матеріалу. Теплопровідність буде визначатися по товстим волокнам, а міцність по тонким. Висновок: матеріал (волокна) повинні бути однорідними в межах всього матеріалу.

2) в межах одного волокна. Теплопровідність визначається тонкою частиною, а міцність - товстою. Висновок: перепадів d не повинно бути.