(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ИЗДЕЛИЙ ИЗ ПЕНОПЛАСТОВ
новскими или электронными. Наиболее пригодны электронные лучи, доза которых составляет 2,5-60 Мрад, предночтительно 40- 50 Мрад.
Кроме гранул полимера, в состав композиции для получения изделий из пенопласта могут входить огнестойкие добавки, красители, наполнители, смазывающие средства или другие полимеры, иаприме полиизобутилен.
Нагревание предварительно вспененных гранул производят в закрытой форме. Нри этом формы сконструированы так, что при нагревании из них может выходить газообразное или жидкое вещество, например воздух или вода.
Наиболее выгодно ;по предлагаемому способу применять формы с перфорированными стенками или такие, в стенках которых встроены форсунки с мелкими отверстиями, через которые нагревающая среда может входить в форму, а воздух выходить из формы.
Можио лолучать формованное изделие и без применения давления, но при этом получают изделия низкого качества.
Но предлагаемому способу формованные изделия из пенопласта нолучают путем сжатия в форме предварительно вспененных гранул из полимеров олефинов, часть молекул которых имеет сетчатую структуру, на 5-70% от их первоначальпого объема до, во время или после нагревания. Нри этом по крайней мере одна стенка формы должна быть подвижна.
Наиболее целесообразио вспененные гранулы сначала нагревать, а затем сжимать.
Особенно хорощие изделия получают, еслл гранулы сжимают с двух сторон формы к центру полого пространства формы.
Однако, можно сжимать гранулы с нескольких сторон, нанример сначала с двух сторон и затем со дна или верха формы.
Нри сжатии гранулы до такой степени деформируют, что образуются многогранники, которые сплавляются иа поверхности.
Предварительно вспененные гранулы нагревают в форме до такой температуры, при которой они спекаются. Эта температура зависит от химического строения полимера, степени образования молекул с сетчатой структурой и добавок.
Наиболее выгодно нагревать гранулы до температуры, при которой по меньшей мере 25% компонентов, находящихся при комиатной температуре (25°С) в кристаллическом состоянии, расплавляются .приблизительно при 90 140°С.
В качестве нагревающей среды применяют горячие газы, пары или жидкости. Хорощие результаты получают, если формы, заполненные вспененными гранулами, погружают в жидкость, в которой полимер не растворяется, например в воду, глицерин или водные соляные растворы.
Наиболее простой метод - введение горячего пара в форму в качестве нагревающей среды.
Кроме того, нагревают вспененные гранулы в формах с по.мощью инфракрасных лучей или нутем вдувания горячего воздуха.
К гранулам иногда добавляют также незначительные количества вещества, имеющего высокие диэлектрические нотери, напри.мер воды или водного соляного раствора, и носле введения такого вещества в форму, ее нагревают в поле высокой частоты. Целесообразно нагревающую среду вводить через одну боковую поверхность формы и выводить через противоположную.
Для изготовления формованных изделий
сложной конфигурации иногда нагревающую
среду вводят в форму с нескольких сторон и
выводят с одной стороны, например через дно
формы.
В случае непрерывного процесса нагревающая среда циркулирует через форму. Нагревание можно осуп;ествлять также с помощью зондов или перфорированных труб, встроенных между вспененными гранулами так, что нагревание проводят также и внутри формы. Такое нагревание нрименяют в случае получения формованных изделий больших раз меров.
Зонды удаляют перед сжиманием гранул.
Носле спекания изделие охлаждают до те лпературы, ниже температуры плавления кристаллов, предпочтительио ниже 40°С.
Нолученные изделия после вынимания из
формы могут быть снова нагреты так, что
они еще более вспениваются и в этом случае
получают изделие с меньщим объемным весом.
Можно также формованные изделия размельчать и полученные частицы снова нагревать под давлением в форме.
Но предлагаемому способу получают уцругие изделия из пенопластов на основе полимеров олефинов, объемного веса 15-30 кГ/м-, что не было возможно при получении их известными сиособами. Эти изделия имеют особенно большую эластичность и иезначительную деформацию при сжатии.
Изготовленные по предлагаемому способу псиопласты могут быть применены в различных областях потребления: для обивки, упаковки, термической и акустической изоляции в строительстве, для изготовления поплавков и игрушек.
Нри мер 1. Нредварительно вспенениые гранулы диаметром 20 мм и насыпным весом 16 г/л из сополимера, состоящего из 83 вес. % этилена и 17 вес. % трет, бутилового эфира акриловой кислоты подвергают облучению дозой 60 Мрад в электронном ускорителе. Носле этого доля молекул сетчатой структуры составляет 84%. Эти гранулы 11омеп1ают в нерфорированную металлическую форму, которая закрывается и одна стенка которой подвижна, и сжимают приблизительно до 50% первоначального объема. Закрытую форму погружают на 10 мин в воду, нагретую до . Нолучают сплоппюй, однородный, очень
упругий и высокоэластичный, способный к растяжению пенолласт с объемным весом 32 г/л. Такое формованное изделие может быть применено как обивочный материал.
Если в качестве сополимера применяют сополимер, состоящий из 90 вес. % сополимера, описанного в начале примера 1, и 10 вес. % полиизобутилена с мол. весом 150000, то получают при подобных условиях облучения и переработки особенно упругий пенопласт с мелкими ячейками.
Пример 2. Сополимер, состоящий из 80 вес. % этилена и 20 вес. % винилацетата смешивают при нагревании под давлением с низкокипящей смесью углеводорода. Горячую смесь выдавливают через бесштифтовую форсунку и размельчают.
После размельчения получают вспененные гранулы с насыпным весом 35 г/л и диаметром 10 мм. Эти гранулы подвергают электронному облучению дозой в 50 Мрад и получают гранулы, у которых полимер имеет 68- 70 вес. % молекул сетчатой структуры.
Гранулы помещают в имеющую перфорированные стенки металлическую форму, которую затем закрывают. Форму нагревают в течение 30 мин в паровом автоклаве до 125°С. Затем гранулы сжимают на 30% от первоначального объема и в таком состоянии охлаждают.
Получают сплошной, частично воздухопроницаемый пенопласт с очень хорошими механическими и эластичными свойствами, который пригоден, например как смягчающий удары материал для упаковки или как изолирующий материал.
Если гранулы сжимают только на 5% от первоначального объема, то получают изделие, в котором гранулы спеклись на относительно небольшой площади их поверхности.
Пример 3. Вспененные предварительно гранулы, полученные из сополимера, состоящего из 75 вес. % этилена и 25 вес. % н-бутилового эфира акриловой кислоты с диаметром 10-15 мм, и насыпным весом 21 г/л подвергают облучению рентгеновскими лучами до тех пор, пока часть молекул полимера, имеющих сетчатую структуру, достигнет величины, равной 75 вес. %. Обработанные таким образом гранулы помещают в металлическую форму, имеющую отверстия, через которые в форму поступает пар в течение 2 мин под давлением 0,5 ати. Затем вспененные гранулы сжимают на 50% от первоначального объема и в таком виде охлаждают в течение 15 мин при комнатной температуре. Получают Сплошное, упругое, однородное изделие из пенопласта с объемным весом 42 г/л.
Пример 4. Предварительно вспененные гранулы из смеси, состоящей из 60 вес. % полипропилена и 40 вес. % полнизобутилена с молекулярным весом 150000, диаметром 5 - 8 мм, насыпной вес которых составляет 13,9 г/л подвергают облучению электронами дозой 40 Мрад. После этого стенки ячеек гранул состоят из полимера, у которого часть молекул с сетчатой структурой составляет 52 вес. %.
Гранулы помещают в перфорированную металлическую форму, в которую вложена ткань из политетрафторэтилена поставляют в ней в течение 120 мпн при 150С, создаваемой горячим воздухом.
Затем гранулы спрессовывают таким образом, что объем их уменьщается на 40% от
первоначального насыпного объема. Получают гомогенное формованное изделие, имеющее объемный вес 35 г/л, замкнутые ячейки, и которое можно применять в качестве изоляционного материала, например для изоляции сосудов для жидкости, которые подвергаются нагреванию до 120°С.
Пример 5. Предварительно вспененные гранулы с замкнутыми ячейками из полиэтилена . (удельный вес 0,928, индекс расплава
0,1-0,3) размером 5-10 мм, имеющие насыпной вес 17,2 г/л и состоящие из полимера, у которого 50% молекул имеют сетчатую структуру, помещают в металлическую форму с отверстиями, выложенную перфорированными, изготовленными из политетрафторэтилена плитами, п выдерживают в течение 10 мин при , создаваемой горячим воздухом. Затем гранулы спрессовывают до половины первоначального насыппого объема.
Получают пенопласт с объемным весом 34,4 г/л с тиничными для эластичного пенопласта свойствами, а именно - высокой сжимаемостью, хорошей упругостью и высокой эластичностью отскока.
Этот пенопласт может быть применен для изоляции, уплотнения, например для изготовления поплавков, прокладок, материалов для обивки, как пзоляцнопный материал в холодильной технике п строительстве.
Пример 6. Металлическую форму, состоящую из шестн перфорированных ограничительных поверхностей, размером 60Х60Х ХЗО см, наполняют вспененными гранулами диаметром в среднем 8-15 мм и насынным
весом 17 г/л.
Гранулы получают нз следующей смеси: 78 вес. % сополимера, состоящего из 77,2 вес. % этплепа н 22,8 % трет, бутилового эфира акриловой кислоты; 19 вес. % полиизобутилена с мол. весом 150000 и 3 вес. % талька.
Молекулы сетчатой структуры составляют 85% от всех молекул полимера, образующего гранулы.
В форме верхние н нижние ограничительные поверхности нодвнжны (могут передвигаться к середине формы).
Верхняя плита формы соединена с корпусом, через который может быть введена вода,
поступающая затем через отверстия в плнтс во внутреннее полое пространство формы.
В продолжение 5 мин во внутреннее пространство формы через верхнюю плпту вводят воду, нагретую до 92°С. Вода, после того
как она смочит гранулы, выходит через боко
