Влияние воды на формоустойчивость пенополиуретанов

Модуль плавучести пластиковый - одо из распространенных изделий изготавливаемых методом ротационного формования. Обычно, данные изделия изготавливают прямоугольной или квадратной формы с различными высотами, для обеспечения требуемой плавучести. Как правило, для обеспечения непотопляемости данные изделия наполняют полимерным материалом малой плотности, обычно это вспенееый полистирол или вспененный полиуретан. По требованию заказчика модуль плавучести пластиковый, изготавливаемый предприятием ООО "РотоФорм", наполняется пенополиуретаном.  

Предприятие РотоФорм, состоящее из выпускников Технологического института, к процессу изготовления полимерных изделий и использованию функциональных компонентов подходит с академическим интересом. Влияния температур на формоустойчи­вость жестких пенополиуретанов известно и для получения ячеек пены требуемого размера достаточно воспользоваться соответствующим литературным источником. Однако, механизм усадки пенополиуретана внутри пластикового модуля плавучести, осложненный влагопоглощением, вызывает много вопросов. Однако, предприятие ведет статистику, благодаря которой расширяются сведения о повышенной де­формируемости жестких ППУ в водной среде.

Любому предприятию, занимающемся полиуретанами требуется понимание влияния воды на формоустойчивость жестких марок вспененного полиуретана. Эти данные могут быть применены для оцен­ки влияния давления газа внутри замкнутых яче­ек на деформируемость пенопласта, поскольку в первом случае величина этого давления выше ат­мосферного, во втором — значительно ниже. Эти знания позволят обеспечит стабильность геометрии при пенонаполнении таких изделий, как буй полимерный, модуль плавучести пластиковый, канальная веха из полиэтилена.

Для исследования влияния степени замкнутости ячеек на поведение ППУ были использованы также об­разцы открытопористого ППУ, полученного спе­циальными технологическими приемами.

В процессе исследования изучали водопоглощение жестких ППУ с различной степенью замкну­тости ячеек. Анализ полученных кинетических кри­вых показал, что начальная скорость водопоглоще- ния у всех ППУ одинакова и сравнительно велика. По-видимому, это связано с заполнением водой разрушенных ячеек на поверхности образцов. При дальнейшей выдержке наступает второй этап в ки­нетике водопоглощеиия, когда у открытопористого ППУ происходит интенсивное поглощение воды, вероятно, в результате заполнения открытых мак­роячеек во всем объеме образца. Одновременно наблюдается поглощение воды отдельными элемен­тами макроструктуры (тяжами ячеек) путем свя­зывания молекул воды водородными связями с ак­тивными функциональными группами полимера-ос­новы. В результате пластификации водой темпера­тура размягчения образцов открытопористого ППУ при нагрузке 10% от прочности при сжа­тии после пребывания их в течение 5 суток в воде снизилась на 47 °С, а после 10 суток — на 62 °С. Температура размягчения, отнесенная к нулевой на­грузке, уменьшилась приблизительно на столько же. При дальнейшем увеличении времени выдерж­ки ППУ в воде скорость снижения этой температу­ры резко уменьшается, что является положительным фактором при изготовлении модуля плавучести пластикового.

У закрытопористых ППУ второй этап в кинети­ке водопоглощения отличается значительно мень­шей скоростью, что обусловлено медленной диф­фузией влаги через стенки ячеек. У ППУ, вспенен­ного фреоном, водопоглощение на втором этапе несколько меньше, чем у ППУ, вспененного угле­кислым газом, что, по-видимому, вызвано не толь­ко переносом влаги под действием градиентов влажности, но и компенсацией диффузии влаги под действием градиентов давления.