ягчение полистирола, разложение газообразователя и насыщение газом расплава. Насыщенная газом масса впрыскивается в холодную литьевую форму или выдавливается из головки экструдера.

Существует также способ получения П., в к-ром полимеризация стирола и вспенивание полученного полистирола совмещены в одном непрерывном автоматизированном процессе. В этом случае используется газообразователь (напр., 2,2'-азо-бис-изобутиронитрил или циклогексиловый эфир азодпкарбоновой к-ты), к-рый вначале инициирует полимеризацию (или сополимеризацию) стирола, а затем вспенивает полимер.

Насыщение полимерной композиции газом (С02, N2) с последующим сбросом давления не находит широкого применения, т. к. связано с использованием сложного и дорогого оборудования (специальных автоклавов).

Свойства и применение. П., полученный вспениванием парами легкокипящей жидкости, представляет собой тонкоячеистые гранулы, спекшиеся одна с другой. Внутри каждой частицы имеются микропоры, а между частицами — пустоты различных размеров. П., полученный в присутствии газообразователя, имеет преимущественно закрытую структуру ячеек. Все механич. свойства этих П. зависят от кажущейся плотности; с ее повышением увеличиваются прочностные показатели, снижаются водопоглощение, гигроскопичность, воздухо- и паропроницаемость (см. табл.).

Свойства пенополистирола отечественных марок

Показатель ПС-1 ПС-4 ПСБ-С

Кажущаяся плотность,

70-200 40-65 15-50

Предельная темп-ра при-

60 60 60

Коэфф. теплопроводности (20 °С), вт/(м-К)

0,033- 0,029- 0,028 0,032 0,044 0, 041

(0,028- (0,025- (0,024 0,045) 0,038) 0, 035)

Прочность, Мн/м1 (кгс/см1)

0,5-3 0,25-0,6 0,05-0,35

(5-30) (2,5-6,0) (0,5-3,5)

при статич. изгибе . . 1 ,2-6,5 — 0,15-0,5

(12-65) 0,8-1,2 (1,5-5,0)

при растяжении .... 0,7-4,2

—

(7- 42) (8-12)

Ударная вязкость, кдж/м1

[кгс ? см/см1] ДО 1 ,9 до 1,0 —

Водопоглощение за 24 ч.

кг/м*, не более

Диэлектрич. проница- 0,3 0,3 0,02-0,06

емость при Ю10 гц ... 1,1-1,28 1,08-1,15 1,06-1,12

Тангенс угла диэлектрич. 0,0012- 0,0015- 0,0012потерь при 10ш гц ... 0,0024 0,0020 0,0020

Химстойкость, устойчивость к термоокислительному воздействию, световому облучению определяются свойствами исходного полимера (см. Стирола полимеры).

Основной недостаток П.— малая термостабильность и повышенная горючесть (даже у самозатухающих сортов, поскольку при воздействии огня они расплавляются).

Низкая кажущаяся плотность в сочетании с относительно высокими прочностными показателями, малая теплопроводность, а также наличие развитой сырьевой базы и относительно невысокая стоимость определили широкое применение П. в качестве теплоизоляционного и конструкционного материала в строительстве, судо-, вагоно- и авиастроении.

Значительные количества П. расходуются для упаковки прецизионных и оптич. приборов, товаров народного потребления (цветов, вин, яиц, битой птицы и замороженных фруктов). Высокие электроизоляционные свойства П. обусловили его применение в приборостроении и радиотехнике. Нек-рые сорта П. используют для структурирования почв. П., изготовляемый прессовыми методами, успешно применяется для изготовления плавучих средств (плавающие буи, бакены), спасательного снаряжения (плотики, пояса, нагрудники), непотопляемых судов, катеров, понтонов. П. применяют также для изготовления специальных сортов бумаги, деталей мебели, при литье по выплавляемым моделям, в качестве материала, имитирующего древесину.

Впервые П. получили во Франции в 1928, а его гроиз-во начато в 40-х гг. в Германии и США.

Наиболее известные след. торговые марки П.: П С - 1, П С - 4 и П С Б (СССР), стирофоуми р у ф-мейт (США), стиропор и стиромулъ (ФРГ), сорбланит (ФРГ и ГДР), к а р и н е к с, с т и росе л, монтопор, сантофоум (Великобритания), рестичел (Италия), л о р к а-с е л ь (Франция). Крупнейшими производителями П. за рубежом в 1970 были США (120 тыс. т), ФРГ, Япония (75 тыс. т), Италия, Великобритания (~ 25 тыс. т) и Франция.

Лит.: Cube Н. L., Pohl К. Е., Die Technologie des

schaumbaren Polystyrols, Hdlb., 1965; Павлов В. А., Пенополиотирол, M., 1973. См. также лит. при статьях Пенопласты и Стирола полимеры. Ю. С. Мурашов,

Л. В. Аристовская.

ПЕНОПОЛИУРЕТАНЫ (polyurethane foams, Poly-urethanschaumstoffe, mousses de polyurethane).

Состав. Композиции для производства П. содержат изоцианаты, гидроксилсодержащие олигомеры, воду, катализаторы, эмульгаторы, а в нек-рых случаях наполнители, красители и антнпирены.

Для получения П. применяют 2,4-толуилендиизоциа-нат, его смесь с 2,6-толуилендипзоцианатом в соотношении 80 : 20, 4,4'-диизоцианатдифенилметан, 4,4',4"-триизоцианаттрифенилметан и др.

В состав композиций для производства эластичных П. входят простые олигоэфиры с мол. м. 750 — 6000, синтезируемые из окисей алкиленов (этилена, пропилена), тетрагидрофурана и гликолей. Реже используют сложные олигоэфиры дикарбоновых к-т (адипиновон, себациновой, янтарной) и гликолей (напр., диэтилен-гликоля). Жесткие П. получают из простых олигоэфн-ров разветвленной структуры на основе окисей алкиленов н триолов (глицерина, триметилолпропана и др.) пли сложных олигоэфиров на основе дикарбоновых к-т (адиииновой. фталевой и др.) и триолов или их смесей с диэтиленгликолем. Плотность образующихся П. зависит от соотношения изоцианатов и гидроксилсодер-жащих олигомеров в исходной смеси. При избытке изоцианатов П. содержат больше мочевпнных групп, чем при недостатке изоцианатов, когда образуется больше уретановых групп. Поскольку полимочевины обладают более низкой плотностью (1,05—1,23 г/см3), чем полиуретаны (1,28 г/см3), в первом случае получаются П. с меньшей плотностью.

При взаимодействии изоцианатов с гидроксилсодер-жащими олигомерами образуются уретановые звенья:

20CN — R — NCO + НО - R'— ОН —

OCN-R-NHCOO-R'-OOCHN-R-NCO (1)

При избытке изоцианата в реакционной среде на концах растущих макромолекул оказываются изоцпанат-ные группы, к-рые могут вступать в реакцию с водой:

п OCN- R-NHCOO -R'-OOCHN-R-NCO + г. Н20 — — [-NHCONH-R-NHCOO-R'-OOCHN-R-Jn+ г. С021 (2)

При этом выделяется углекислый газ, вспенивающий композицию, а макромолекулы присоединяются друг к другу через мочевинные группы.

Взаимодействие изоцианатных групп с гидроксил-содержащимп олигомерами и водой — конкурирующие реакции. Роль катализатора сводится к регулированию скорости указанных выше реакций. При этом выделение газа и рост полимерных молекул должны происходить с такими скоростями, чтобы газ оставался в полимере и образовавшаяся пена была бы достаточно прочной и не опадала. Наиболее часто в качестве катализаторов применяют соединения олова (олеат и окто-ат, соли днбутилолова и др.), регулирующие реакцию образования уретановых звеньев, и третичные амины (триэтиламин, триэтаноламин, диметилбензиламин и др.), катализирующие реакции образования трехмерной структуры и выделения углекислого газа. На практике используют каталитич. смесь, состоящую из соединения олова и одного или нескольких аминов. Вспенивать полиуретановую композицию можно также легко-кнпящпмп ЖИДКОСТЯМИ, обычно фреонами.

Хнмпзм образования эластичных п жестких П. одинаков. Жесткие пены отличаются от эластичных тем, что состоят пз полимеров с большим числом поперечных связей. В жестких П. средняя «молекулярная масса» структурной единицы, приходящаяся на один узел разветвления сетки, составляет 400—700, в эластичных П. — 2500—20 000. Поэтому композиции для производства эластичных П. не содержат трифункциональ-ных гидроксилсодержащих олигомеров (или содержат их в небольшом количестве), а также содержат меньше третичных аминов.

Обязательным компонентом композиции является эмульгатор, к-рый способствует высокой степени диспергирования компонентов в массе и выполняет роль стабилизатора пены в момент вспенивания. Для этого используют сульфоспирты, сульфокислоты, кремний-органич. жидкости и др. Нек-рые стабилизаторы (напр., парафиновые углеводороды, кремнпйорганич. жидкости) определяют характер (открытые или закрытые) и размер образующихся пор.

В качестве антипиренов применяют трехокнсь сурьмы, трпхлорэтилфосфат, порошкообразный поливинилхлорид и др. Для окрашивания П. пригодно большинство органич. красителей. Наполняют П. тальком, керамзитом, суспензионным полистиролом, волокнами различной природы.

Производство. П. изготовляют вспениванием композиции газами, выделяющимися в результате реакций между компонентами исходной смеси (см. выше), или с помощью легкокипящих жидкостей. Поскольку при образовании П. по первому методу выделяется значительное количество тепла, внутренние слои крупногабаритных изделий могут обугливаться. Поэтому первый метод применим только для изготовления изделий небольшой толщины.

Во втором методе выделяющееся тепло затрачивается на испарение легкокипящей жидкости, что позволяет предотвратить местные перегревы и обугливание П.

Процесс производства П. может быть одностадийным или двухстадийным. При одностадийном способе диизо-цианат, гидроксилсодержащий олигомер, воду или амин и др. компоненты композиции подают в смеситель одновременно. Взаимодействие компонентов происходит сразу же, причем подъем пены начинается приблизительно через 10 сек и заканчивается через 1—2 мин после смешения. Окончательное отверждение иены продолжается от нескольких ч до нескольких сут. При двухстадийном (форполимерном) способе сначала проводят реакцию диизоцианата с олигоэфиром, а полученный форполимер затем превращают в П. при смешении с водой или амином. Изготовление пенополи-уретановых изделий осуществляют по непрерывной или периодич. схеме (заливкой в бумажные формы), а также напылением. В любом случае предъявляются жесткие требования к соблюдению соотношения исходных

компонентов. В периодической схеме отклонения в подаваемой порции по каждому компоненту должны быть не более 1% (по массе), а в непрерывном смесителе запаздывание или опережение подачи одного из компонентов не должно быть более 1 — 2 мсек. Заданная темп-ра процесса должна по