Получение газосодержащих полимерных материалов.

Пено- и поропласты получают из композиций на основе олигомеров и полимеров, содержащих растворённую газовую фазу или компоненты, способные в условиях переработки образовывать газообразные продукты и поры (газообразователи, порофоры, вспенивающие агенты, вымываемые наполнители, полые и пористые наполнители и т.д.).

Формирование газосодержащей структуры может сопровождаться вспениванием и проходить без вспенивания.

Основные способы введения газовой фазы в полимеры (олигомеры):

– со вспениванием:

1) механическое или пневматическое вбивание газа в жидкую композицию при нормальном давлении;

2) насыщение жидких композиций инертным газом или легкокипящими жидкостями под повышенным давлением, испаряющимися при нагревании или снятии повышенного давления;

3) введение в жидкие и твёрдые композиции различных веществ (газообразователей), выделяющих большое количество газообразных продуктов при термическом, каталитическом или радиационном разложении, а также при химических реакциях;

– без вспенивания:

1) удаление – вымывание, растворение, выплавление, сублимация и т.д. – частиц одного из компонентов полимерного композиционного материала;

2) наполнение полыми и пористыми наполнителями;

3) частичное спекание пористых и монолитных полимерных порошков;

4) высушивание жидких систем, полученных полимеризацией в растворе.

Вспенивание можно вести в неограниченном (свободное вспенивание) или замкнутом объёме (ограниченное вспенивание).

Различают физическое и химическое вспенивание. Физическое вспенивание осуществляют методами, не изменяющими химической природы компонентов системы; химическое – путём химического разложения газообразователей или взаимодействия исходных компонентов с образованием газовой фазы.

Полимерные материалы на основе термо-, реактопластов и олигомеров вспениваются практически всегда в жидком состоянии, и образующуюся короткоживущую дисперсную систему жидкость – газ необходимо после вспенивания и формования изделия перевести в долгоживущую систему твёрдое тело – газ. Этот переход осуществляется при увеличении вязкости матрицы вплоть до полной потери текучести и её превращения в жёсткий или эластичный полимер.

Фиксация структуры пено- и поропластов может происходить без изменения химической структуры полимера в процессе охлаждения и кристаллизации, а также путём химических реакций (отверждения).

Несмотря на разнообразие полимерных материалов, композиций и методов из переработки, процесс их вспенивания имеет ряд общих закономерностей, заключающихся в:

1) зарождении газовых пузырьков в жидкой полимерной системе;

2) росте и стабилизации газовых пузырьков;

3) фиксировании структуры газосодержащего материала.