Разновидности ПВХ и их применение. Часть 40. Технологии производства. Пеноэкструзия

Экструзия пены PVC-U хорошо известна с 1960-х годов, но в последнее время в этой области произошёл качественный скачок — во многом благодаря усовершенствованному специальному оборудованию и новым технологиям. Дополнительные преимущества пеноэкструзии твёрдым разновидностей ПВХ — это снижение веса готовых изделий и затрат на их производства. Возможны два процесса пеноэкструзии: (1) свободное пенообразование, при котором вспенивающийся газ свободно расширяется в экструдате расплава, когда он покидает головку, и направляется в калибратор, и (2) внутреннее расширение (так называемый метод Селука, названный по имени его разработчика, Celuka, который позволяет получать изделия повышенной прочности), когда экструдат подается на стенки калибратора через матрицу и попадает в ёмкость, где предусмотрена возможность расширения. Матрица и калибратор при использовании метода Селука имеют одинаковый размер, и благодаря этому процессу на поверхности экструдата создаётся дополнительная оболочка, увеличивающая прочность изделия.

Также рассматривалась возможность экструзии вспененных продуктов с помощью так называемых двухшнековых экструдеров. Было определено оборудование, инструменты, описаны процессы для производства труб, листов и профиля из ПВХ-пены, рассмотрена экономическая выгода двухшнековой экструзии, а также приведены технические данные о линиях экструзии пенопластового листа из PVC-U, включая матрицы и калибраторы. Было выяснено, что использование технологических добавок облегчает пенообразование и удержание клеток в фазе расплава, и в соответствии с полученными данными функция добавок была пересмотрена. Кроме того, для изучения эффектов вспенивающих агентов, технологических добавок и наполнителей в составах пены PVC-U с целью прогнозирования оптимального состава была также пересмотрена и конструкция экструзионного оборудования. Оптимальные условия экструзии для получения материала хорошего качества также были определены не только для двухшнекового, но и для одношнекового экструдера. Также была исследована взаимосвязь физических свойств с плотностью экструдата в виде ПВХ-пены. Степень плавления в процессе пенообразования была изучена с помощью DSC, дифференциальной сканирующей, калориметрии.

Сообщалось и об альтернативном процессе производства пены ПВХ с использованием технологии микроклеточной пены, не требующей модификатора ударопрочности, для производства тонкостенного профиля. Эксперименты подтвердили удовлетворительную твердотельную экструзию гранул ПВХ, предварительно вспененных путём активации микроклеточных процессов. Пена ПВХ сегодня используется используются в автомобильной промышленности, строительной сферах, для производства климатического оборудования. Ленты из вспененного ПВХ средней плотности обеспечивают дополнительную прочность и повышенную ударопрочность, а материалы из вспененного ПВХ высокой плотности, обладающие высокой внутренней прочностью, обеспечивают самый высокий уровень амортизации. Материалы ПВХ используются в качестве лент для остекления дверей и окон, уплотнений в системах вентиляции и кондиционирования, гасителей вибрации, а также уплотнений в потолочных панелях. Эти ленты также обеспечивают общую герметизацию для панелей дома, используются в качестве уплотнений для кровли, а в бревенчатых домах ленты из вспененного ПВХ закрывают щели между бревнами. Кроме того, этот материал нашёл своё применение в авто- и мотоциклетных шлемах, где ленты из вспененного ПВХ высокой плотности обеспечивают дополнительную амортизацию, защищая владельца шлема от ударных перегрузок.