Задание 2

ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЭФФИЦИЕНТА ВСПЕНИВАНИЯ ПОЛИСТИРОЛА

Предварительное вспенивание гранул полистирола осуществляют путем тепловой обработки гранул в свободном объеме.

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

Процесс предварительного вспенивания полистирольных гранул производится в сушильном шкафу при температуре 80 ˚С и 100˚С. Пробу бисера в количестве 50...100 г помещают в поддон, рассыпая по его дну тонким слоем (не более 3...5 мм).

Время вспенивания подбирают опытным путем - от 10 до 30 мин.

Коэффициент вспенивания К определяют по формуле

,

где V₂ – объем предварительно вспененных гранул, дм³; V₁ – исходный объем гранул, дм³.

Также насыпную плотность ρ_нас предвспененных полистирольных гранул.

Чистый сосуд, заполненный предвспененным бисером, вместимостью 2 дм³ (л) взвешивают на весах с погрешностью до 0,1 г. Содержимое уплотняют путем аккуратного постукивания по дну и стенкам. После этого сосуд вновь взвешивают и, зная его массу без полимера, рассчитывают массу 2 дм³ предвспененного бисера, а затем его насыпную плотность, г/дм³:

где m_i – масса сосуда с предвспененным полимером, г; m – масса пустого сосуда, г.

За результат анализов принимают среднее арифметическое значение двух параллельных определений насыпной массы, причем расхождение между не должно превышать 1 г/дм³.

Задание 3

ФОРМОВАНИЕ ПОЛИСТИРОЛЬНОГО ПЕНОПЛАСТА

Технологический процесс получения пенополистирола заключается в тепловой обработке предвспененных и выдержанных требуемое время на воздухе гранул, помещенных в замкнутую форму (рис. 2).

В результате тепловой обработки при температуре, превышающей температуру стеклования полимера, давление газовой смеси порообразователя и воздуха достигает величины, достаточной для растяжения стенок пор полимерной основы. Вследствие этого объем гранул увеличивается, и они спекаются друг с другом, образуя гомогенную массу с равномерной ячеистой структурой, затвердевающую после охлаждения, при неизменной структуре и конфигурации, соответствующих конфигурации формы.

а б

Рис. 2 Форма для получения пенополистирола: а – рабочий объем формы; б – крышка формы

Наиболее экономичным и удобным теплоносителем при формовании пенополистирола является водяной пар. Процесс формования проводят в металлических перфорированных пресс-формах при температуре 110...120° С и избыточном давлении пара 0,14...0,2 МПа. Затем образец подвергают естественному охлаждению в форме, ориентировочно в течение 1...2 мин на 1 см толщины изделия. После извлечения из формы материал выдерживают на воздухе для окончательной стабилизации размеров и выравнивания внутренних напряжений температуры и давления по объему.

Контрольные вопросы

1. К какому виду пластмасс относится пенополистирол?

2. Дайте определение термина «коэффициент вспенивания полистирола» и расскажите, как его определить.

3. Что является теплоносителем при вспенивании полистирола?

4. В чем состоит процесс получения пенополистирольных изделий?

5. Где используется пенополистирол?

Лабораторная работа 3