Технология производства пенопласта

В настоящее время наиболее востребована технология производства вспененного полистирола (или пенопласта) беспрессовым методом. Основным фактором, позволяющим получить вспененный полистирол беспрессовым методом, является способность гранул полистирола свариваться друг с другом в присутствии воды, при относительно низких температурах (90-100°С).

Характерной особенностью технологии производства пенопласта беспрессовым методом является двухстадийный процесс вспенивания.

При первичном вспенивании в гранулах образуются равномерно распределенные ячейки, заполненные парами изопентана, имеющие форму многогранников. Размер ячеек 50 —150 микрон. Толщина стенок ячеек не превышает нескольких микрон, что сравнимо с размерами молекулы полистирола, которые в стенках ячеек находятся в ориентированном состоянии, образуя анизотропные пленки, что повышает устойчивость формы вспененной гранулы.

Исходные гранулы суспензионного полистирола имеют насыпной вес 450 — 550 кг/м3.

После предварительного вспенивания их масса 15 — 100 кг/м3.

Для каждой партии полистирола имеется оптимальное время вспенивания при определенной температуре, при котором устанавливается равновесие между парциальным давлением внутри гранулы и внешним давлением. Более длительное время вспенивания ведет к разрушению гранул, образованию пористой структуры и повышению объемного веса.

Предварительное вспенивание ведут при помощи горячей воды, пара, воздуха или токов высокой частоты, нагревая бисерный полистирол до температуры 90-120 оС. При этом объем гранул увеличивается в 30 —50 раз, в зависимости от свойств исходного сырья.

Для этой операции используют различные виды вспенивателей периодического и непрерывного действия с различными теплоносителями. Выбор теплоносителя и конструкции вспенивателя определяется объемом производства пенопласта.

При значительных объемах производства пенополистирола наиболее выгодно применять водяной пар, который позволяет  автоматизировать процесс предварительного вспенивания. При этом гранулы увлажняются незначительно и необходимость их сушки отпадает. Этот метод получил наибольшее распространение.

Гранулы полистирола целесообразно выдерживать при температурах не выше +22…+28°С, так как диффузия изопентана из ячеек гранулы ускоряется при повышении температуры. Продолжительность выдержки зависит от объемного насыпного веса гранул и составляет при 20-30 кг/мг примерно 6-24 ч.

Для формования изделия вспененные гранулы помешают в форму, где они занимают 60-70% ее объема. Остальной объем приходится на межгранульное пространство. При вторичном нагревании полистирол опять размягчается и переходит в вязко-текучее состояние В ячейках гранул создается парциальное давление паров изопентана, воды и воздуха, результате чего гранулы увеличиваются в объеме. Увеличение объема гранул ведет к полному заполнению объема формы. Гранулы, уплотняясь, деформируются и превращаются в многогранники. В местах контакта отдельные гранулы свариваются (сплавляются), в результате чего образуется практически монолитное изделие.

Во время вторичного вспенивания стенки формы испытывают давление, величина которого в основном зависит от объемного веса пенопласта.

Кривая давления, оказываемого вспенивающей массой гранул на стенки формы, в зависимости от времени вторичного вспенивания имеет резко выраженный максимум. По достижении этого максимального давления можно фиксировать время окончания процесса формования.

Следует отметить, что своевременное окончание процесса формования решающим образом влияет на качество. При преждевременном окончании гранулы недостаточно вспениваются и поэтому плохо сплавляются. При излишнем времени формования ячейки гранул разрушаются и возникают усадочные явления. В обоих случаях наблюдается резкое снижение механических показателей и качества изделия.

При охлаждении пенопласта после окончательного вспенивания в ячейках гранул, так же как и при охлаждении после предварительного вспенивания, создается вакуум. Остов пенопласта должен сопротивляться разнице давлений в ячейках до тех пор, пока воздух не заполнит ячейки. Поэтому полученные из делия из пенополистирола постепенно охлаждают в формах до температуры 40—50 С, после чего их извлекают.

Полученные изделия желательно подсушивать, так как затянутая вакуумом в ячейки гранул влага будет повышать вес и снижать коэффициент теплопроводности материала. Организация производства на различных предприятиях различается конструкциями применяемого оборудования.

ООО «Автоматизированное оборудование» поставлят высокоэффективные линии по производству пенопласта.