Сотопласт — что это такое, свойства и применение сотопласта

СОТОПЛАСТЫ

материалы, конструкция к-рых представляет собой закономерно чередующиеся ячейки (соты) определенной формы (рис. 1); наиб. распространена шестигранная форма.

Рис. 1. Формы ячеек сотопласгов: а-шестигранная; б-шестигранная усиленная; в-нрямоугольная; г – шесттранная смещенная; д-гибкая (флексорная).

С-анизотропные материалы. Их св-ва зависят от св-в исходных компонентов, толщины, размеров и структуры получаемых ячеек, направления приложения нагрузки. Обладают высокой прочностью при сжатии и сдвиге (см. табл.) и достаточно высокими теплоизоляционными свойствами.

Изготовляют С. из полимерной пленки, бумаги или ткани (из орг., стеклянных, углеводородных и др. волокон) гл. обр. методами растяжки или гофрирования, В первом случае на бумагу, ткань или полимерную пленку наносят полосы реактивных синтетич. клеев (гл. обр. феноло-формальдегид-ного), равные размеру сотовой ячейки. Затем заготовки разрезают на листы, к-рые собирают в пакет таким образом, чтобы расстояние между клеевыми полосами в соседних слоях равнялось размеру ячейки, и склеивают (по режиму отверждения клея). Полученный пакет разрезают на полосы-заготовки сотовых панелей заданной высоты, к-рые затем растягивают до получения требуемой формы ячейки. Растянутые заготовки из бумаги или ткани пропитывают связующим и отверждают в растянутом состоянии. Иногда склеенный пакет не разрезают на заготовки, а растягивают, пропитывают связующим, отверждают в растянутом состоянии и после этого разрезают на панели требуемой высоты.

По методу гофрирования из полимерной пленки или пропитанными связующим бумаги либо ткани прессованием изготовляют гофрир. листы по форме ячейки, к-рые путем склеивания или хим. сварки соединяют в сотовый блок с заданной формой ячейки; полученный блок затем разрезают на панели требуемой высоты.

С, могут быть изготовлены также путем тканья заготовки с заданной формой ячейки, к-рую впоследствии пропитывают связующим, растягивают до заданных размеров и отверждают в растянутом состоянии.

С. служат заполнителями многослойных конструкций разл. назначения. Наиб. применение находят при изготовлении силовых, тепло- и звукоизоляционных, р’адиопрозрач-ных трехслойных панелей и конструкций (см., напр., рис. 2) в авиац. и космич. технике, судостроении, транспортных ср-вах, рефрижераторах, криогенной технике, домостроении. Для выкладки С. по плоской пов-сти изделия используют панели с шестигранной формой ячейки, по цилиндрич. пов-сти-с прямоугольной формой, по сферической с гибкой (флексорной) формой ячейки.

Рис. 2. Трехслойная панель с сото-пластом: 1-обшивки; 2-клеевая пленка; 3-сотовая панель.

Лит.: Берсудский В. Е., Крысин В. Н., Лесных С. И., Технология изготовления сотовых авиационных конструкций, М., 1975; Справочник по композиционным материалам, пер. с англ., кн. 2, М., 1988, с. 339-57. В. Н. Тюкаев.

Химическая энциклопедия. — М.: Советская энциклопедия . Под ред. И. Л. Кнунянца . 1988 .

Смотреть что такое “СОТОПЛАСТЫ” в других словарях:

СОТОПЛАСТЫ — ячеистые (сотовые) материалы, изготовляемые, напр., из стеклопластиков или полиэтилентерефталатной пленки. Панели с заполнителем из сотопластов легкий конструкционный тепло и звукоизоляционный материал, применяемый главным образом в авиа и… … Большой Энциклопедический словарь

Сотопласты — – тепло и звукоизоляционные материалы, получаемые путем горячего формования гофрированных листов бумаги, ткани или древесного шпона, предварительно пропитанных фенолформальдегидным резольным полимером. Чаще всего применяют как промежуточный слой… … Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов

сотопласты — ячеистые (сотовые) материалы, изготовляемые, например, из стеклопластиков или полиэтилентерефталатной плёнки. Панели с заполнителем из сотопластов лёгкий конструкционный тепло и звукоизоляционный материал, применяемый главным образом в авиа и… … Энциклопедический словарь

СОТОПЛАСТЫ — полимерные материалы, структура к рых представляет собой закономерно чередующиеся ячейки определ. формы, например шестигранной, квадратной, прямоугольной. Изготовляются из стеклопластиков, полиэтилентерефталатной плёнки и т. д. Панели (обычно… … Большой энциклопедический политехнический словарь

Пластические массы — пластмассы, пластики, материалы, содержащие в своём составе полимер (См. Полимеры), который в период формования изделий находится в вязкотекучем или высокоэластичном состоянии, а при эксплуатации в стеклообразном или кристаллическом… … Большая советская энциклопедия

Радиопрозрачные материалы — конструкционные, неоднородные Диэлектрики с однослойной или многослойной структурой, не изменяющие существенным образом амплитуду и фазу проходящей сквозь них электромагнитной волны радиочастотного диапазона. Р. м. применяют в основном… … Большая советская энциклопедия

Стеновые материалы — строительные материалы и изделия, применяемые при возведении стен (См. Стена) зданий. Важнейшие требования к С. м. (определяемые несущими и ограждающими функциями стен): достаточная прочность (обычно в пределах 5 20 Мн/м2), незначительная … Большая советская энциклопедия

Строительные материалы — I Строительные материалы природные и искусственные материалы и изделия, используемые при строительстве и ремонте зданий и сооружений. Различия в назначении и условиях эксплуатации зданий (сооружений) определяют разнообразные требования к… … Большая советская энциклопедия

Строительные материалы — I Строительные материалы природные и искусственные материалы и изделия, используемые при строительстве и ремонте зданий и сооружений. Различия в назначении и условиях эксплуатации зданий (сооружений) определяют разнообразные требования к… … Большая советская энциклопедия

Теплоизоляционные материалы — материалы и изделия, применяемые для теплоизоляции (См. Теплоизоляция) зданий (сооружений), технологического оборудования, средств транспорта и др. Т. м. характеризуются низкой Теплопроводностью [коэффициент теплопроводности не более 0,2… … Большая советская энциклопедия

СОТОПЛАСТЫ

£ отопласты по сравнению с пено – и поропластами имеют геометрически более правильную структуру ячеек, но отличаются более выраженной анизотропией свойств. Они могут быть получены на основе бумаги, бязи, стеклоткани, фольги и других рулонных или листо­вых материалов и отличаются от пенопластов сравни­тельно более высокой прочностью и теплостойкостью.

■Сотопласты могут иметь ячейки (рис. 65) шестигран­ной (а), ромбической (б), квадратной (в), синусоидаль­ной (г), а также шестигранной усиленной (5) и сме­щенной (е) форм. Наиболее широко применяются со­ты с ячейками шестигранной формы, повторяющие структуру обычных пчелиных сот: они обладают наи­большей по сравнению с ячейками другой формы проч­ностью и сравнительно просты в изготовлении. Величи­ну сотовой ячейки принято определять по размеру сто­роны шестигранника в мм.

Соты из бумаги, хлопчатобумажных или стеклянных тканей изготовляют с применением синтетических кле­ящих материалов и часто пропитывают полимерами для придания им большей жесткости и прочности.

В зависимости от материала, из которого изготовлен сотопласт, величины ячейки и полимерного связующего, используемого для пропитки, принята система марки­ровки сотопластов: сотопласт марки ИП-63-7-МФФ из­готовлен из бумаги ИП-63 с величиной ячейки 7 мм и пропитанной карбамидным полимером МФФ; марки Б-5-Р-21—на основе бязевой хлопчатобумажной ткани с величиной ячеек 5 мм, пропитанной лаком Р-21 на ос­нове феноло-формальдегидного полимера.

Сырье. Бумажные сотопласты изготовляют на основе изоляционно-пропиточной бумаги ИЛ-63 (ГОСТ 3441—55), крафт-бумаги КР и битумной бумаги (ГОСТ 515—50). Для изготовления сот на основе тканей используют суровую бязь артикул 1118 (ОСТ

НКТП 30285-40 и 30286-40) и артикул 1133 (ОСТ НКТП 30306-41), стеклоткань марок Т (ГОСТ 8481—61) Э (ГОСТ 8481—61); ЭСТБ (ГОСТ 8481-61) и др. Мате­риалом для изготовления сотовых заполнителей из алю­миния и его сплавов служит фольга марок А1Т, АД1Н. АМгН, САП. Обычно для изготовления сот применяют фольгу толщиной 0,03; 0,04; 0,05; 0,08; 0,1 и 0,15 мм.

Рис. 65. Формы ячеек сотопастов

Для проклеивания и пропитки сотоблоков применяют карбамидные (МФФ, МФ-17), феноло-формальдегндные (Р-21, БФ-2 и’др.), а также эпоксидные (ЭД-5, ЭД-6 и др.) и полиэфирные (ПН-1, ПН-2 и др.) полимеры пли композиции на их основе, поливипилацетатные эмульсии с различными добавками и др.

Технология изготовления. Сотопласты можно изго­товлять различными методами: склеиванием из профили­рованных листовых материалов; растяжкой пакетов; методом объемного ткачества [7, 10, 45, 52, 77].

Склеивание сотоблоков из профилированных листовых материалов. Этот метод прост и не требует специального оборудования. Ткань или бумагу пропитывают раство­
ром полимера в обычных пропиточных машинах и высу­шивают. Затем прессованием в нагретой прессформе по­лучают гофрированные листы необходимого сечения и размеров. На склеиваемые поверхности наносят слои клея и собирают гофры в блок необходимой толщины, который затем склеивают при прогреве.

Сотоблокн можно склеивать и из непропитанных ма­териалов. В этом случае сотоблокн получают на специ­альной установке, снабженной гребенками для профили­рования материала, устройством для нанесения клея и профилированной обогреваемой плитой. После склеива­ния блоки пропитывают раствором полимера, погружая в ванну, а затем высушивают. Готовые блоки разреза­ют па заготовки необходимых размеров прн помощи лен­точной пнлы.

Риг 60. Схема устлнопкн игл оборота пластины с нама – нэготовления сотопластон ш тываемой на нее бумагой

Изготовление сотоблоков из рулонных материалов методом растягивания пакетов. Этот метод позволяет механизировать все операции процесса, что обеспечивает

Стабильность качества и снижение стоимости сото – пластов по сравнению с вы­шеописанным (рис. 66). Бу­мага или ткань, подаваемая в станок, перематывается из рулона 1 на металличес­кую пластину 3. По пути движения бумага проходит через батарею клеенанося – Е1их роликов 2, 4, 5, 6, 7. Расстояние между смежны­ми роликами определяет размер сот. После каждого

Батарея роликов смещает­ся вдоль ширины бумаги на

Расстояние полушага сот. Таким путем достигают чередования на бумаге клеевых полос. Слои бумаги склеиваются между собой по клеевым полосам (обыч­но под давлением с нагревом). По окончании пере­мотки рулона блок снимают с пластины, разрезают на полосы нужной толщины, растягивают их и пропиты­вают раствором полимера. После сушки и отверждения полимера бумажные сотоблокн становятся прочными и жесткими, обы’миыи нес п Г>0 ПО к.’/мл.

Клеевые полосы. можно наносить на ранее пропитан­ный полимером материал. С учетом работы сотопласта в конструкции клеевые полосы могут наносить на стекло­ткань, например вдоль рулона, учитывая, что ткань по основе имеет более высокую прочность. По такому прин­ципу работает установка, предусматривающая намотку пакетов материала с нанесенными клеевыми полосами одновременно с двух рулонов. Два рулона ткани или бу­маги закрепляют в зажимах, откуда ткань, пройдя для разглаживания и подсушки через горячие валки, посту­пает в устройство для нанесения клея. Клей наносится полосами вдоль материала с одной стороны. Причем по­лосы клея, нанесенные на первый рулон, смещены отно­сительно полос на втором рулоне на полшага. Материал с нанесенными клеевыми полосами подсушивается при прохождении через сушильные устройства и наматы­вается на барабан одновременно с двух рулонов. Сушка служит для удаления из клеевой полосы растворителя, поэтому режим сушки должен исключать возможность полимеризации клея.

Читайте также:  Что нужно знать о травертине, как материале для облицовки

Клей полимеризуется при термообработке на бараба­не или при нормальной температуре в зависимости от вида применяемого полимера.

Полученные блоки разрезаются на барабане на паке­ты и растягиваются на специальной установке. Затем их закрепляют на рамках и пропитывают раствором поли­мера, погружая в ванну. Для повышения физико-меха­нических свойств сотопластов пакеты пропитывают не­сколько раз. На этом же оборудовании сотопласты мо­гут изготовляться на основе рулонных материалов, про­питанных полимерами.

Изготовление сотопласта методом объемного ткаче­ства. Изготовление сотоблоков на ткацком станке яв­ляется наиболее перспективным методом. На ткацком станке можно получать соты с любой формой ячеек, при­чем одновременно может быть получена одна из наруж­ных обшивок будущей конструкции. Метод позволяет из­готовлять изделия в широком диапазоне кривизны с по­стоянной или переменной толщиной. Сотоблоки изго­товляют на модернизированном челночном ткацком стан­ке, который может работать по закодированной про­грамме.

Получаемые соты отличаются более высокой проч­ностью в местах соединения отдельных сот между собой, благодаря механической связи между ячейками при дви – жепии нити. Метод дает возможность вводить в конст­рукцию нити различных материалов: стеклянные, асбе­стовые, металлические и др

Снятые с ткацкого станка сотоблоки растягивают до образования ячеек требуемой формы, пропитывают и подвергают термообработке.

Изготовление древеснобумажного сотопласта. Ячейки древеснОбумажного сотопласта (шестигранной формы)

А—схема полуавтоматического станка СРЗ-1: / — барабан; 2 — транспортер полосок; 3 — питатель (кассета); 4—клеесмазыпающие вальцы; 7 и 8 — об­жимное устройство (металлическая сетка); S—пневмоприжим; 10 — рулон бумаги; б — пакет; в — древеснобумажный союпласт

Выполнены из бумаги, а ребра жесткости — из лущеного шпона. Сырьем для изготовления служит оберточная бумага (ГОСТ 8273—57 типа А) и узкие полосы луще­ного шпона толщиной 1,15—1,5 мм из отходов производ­ства или твердой древесноволокнистой плиты толщиной 3—4 мм. Шпон с бумагой склеивают карбамидным кле­ем. Такой сотопласт можно изготовлять как ручным, так и механизированным способом. На рис. 67 показана схе­ма полуавтомата для изготовления древеснобумажного сотопласта машинным способом.

Полоски шпона укладывают стопкой в кассете. За­хватами цепей транспортера они продвигаются через клеевые вальцы, где на них с двух сторон наносится кле­евой состав, а затем, увлекаемые бумажной лентой, – по­даются на барабан, где склеиваются с бумажной лентой. Клеевой слой высыхает при прохождении через сушиль­ное устройство. После просушки заготовка разрезается на отрезки необходимых размеров, которые затем растя – I ива юг.

Для улучшения тепло – п звукоизоляционных свойств и повышения прочностных показателей сотопластов всех рассмотренных типов их ячейки могут быть заполнены ненопластами путем заливки, засыпки крошки или непо­средственным вспениванием композиций в них.

Свойства и области применения. Прочностные, тепло – физические и другие свойства сотопластов зависят от

ТАБЛИЦА 76. ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА СОТОПЛАСТОВ

Битопласт – шумоизоляционный материал с прекрасными характеристиками

Шумоизоляция посредством битопласта – это выгодно и удобно. На сегодняшний день, шум является достаточно негативным фактором, способным оказать существенное влияние на общее состояние и здоровье человека. Так, например, даже негромкий, но постоянный шум, может привести к проблемам с нервной системой, вызвать гипертонию, различные неврозы, и даже стать причиной возникновения язвенной болезни. А уж о том дискомфорте, который он причиняет, и говорить не приходится. Именно поэтому, качественная шумозащита во вновь строящихся зданиях и сооружениях, а также улучшение существующих параметров в уже возведённых конструкциях, является первоочередной задачей.

Среди большого числа разнообразных шумопоглощающих материалов, которые представлены сегодня на рынке, особое внимание необходимо уделить битопласту. Это прокладочный материал нового поколения, выполненный на основе вспененного пенополиуретана и дополнительно пропитанный специальным битумным составом. Такое решение позволяет существенно улучшить его характеристики. Одна из сторон пропитки липкая, с защитой из прокладки антиадгезионного типа.

Технология производства и структура битопласта

Производственный процесс протекает с использованием новейших технологий и на самом современном оборудовании с компьютерным управлением, что позволяет добиться высочайшего качества производимой продукции и существенно снижает сроки изготовления.

Главная особенность – использование вакуумного взрыва, благодаря чему, битопласт имеет открытопористую структуру с большим числом маленьких ячеек, которые служат для беспрепятственного отвода накопившейся влаги, обеспечивают требуемый уровень вентиляции, продлевая, таким образом, срок эксплуатации системы в целом и избавляют от коррозии имеющихся металлических компонентов конструкции.

Структура Битопласта

Толщина данного шумоизоляционного материала колеблется в диапазоне 5 – 15 мм, а заявленная в нём водоустойчивость и износостойкость, на порядок превосходит параметры, представленные в иных материалах аналогичной направленности. Ещё одно несомненное достоинство битопласта – абсолютная устойчивость к солнечным лучам, благодаря чему, он с одинаковым успехом может использоваться как для внутренних, так и для наружных работ.

Также нельзя не отметить и широкий диапазон рабочей температуры, в котором допускается использование битопласта – от минус 45 до плюс 100 градусов по Цельсию. Радует, что независимо от температурного режима, материал полностью сохраняет все свои свойства и характеристики, предоставляя качественную защиту от шума, эффективность которой достигает 80 процентов.

Особенности монтажа

Качество этого материала проявляется во всём и забота об удобстве и простоте монтажа, также относится к числу его достоинств. В то время как прочие изоляционные материалы монтируются посредством специального клея или даже обычных гвоздей, что, впрочем, не позволяет получить достаточно надежной конструкции, битопласт, благодаря уникальной структуре и специальным разработкам, имеет особую, клеящуюся, обратную поверхность, дополнительно снабжённую защитным слоем, что в значительной степени ускоряет и упрощает монтаж.

Особенности монтажа

Для того чтобы произвести его установку, достаточно лишь удалить защитное покрытие и прижать материал к основе. Всё, на этом монтаж окончен. Примечательно, что битопласт не требует специальной подготовки поверхностей – нет особой необходимости в её очистке и избавлении от пыли.

Классификация битопласта

На сегодняшний день, промышленность выпускает следующие разновидности битопласта, отличающиеся как по своим характеристикам, так и по типу используемой пропитки, а также сфере применения:

  • А 5 К – толщиной в 5 мм и пропиткой на битумной основе;
  • А 5 К Gold – толщиной в 5 мм и пропиткой на основе латексных материалов;
  • А 10 К – толщиной в 10 мм и пропиткой, выполненной из битума;
  • А 10 К Gold – толщиной в 10 мм и латексной пропиткой;
  • А 15 К – толщиной в 15 мм, с пропиткой из битума.

Выпускается битопласт в виде отдельных полосок, нарезанных определённой длиной – до 2 метров, ширина полос варьируется в диапазоне 10 – 20 мм.

Удельные вес материала составляет, при толщине 5 мм – 0,4 кг на метр квадратный, при толщине 10 мм – 0,8 кг на метр квадратный, при толщине 15 мм – порядка 1,2 кг на метр квадратный.

Преимущества использования битопласта

Среди основных достоинств, которыми обладает битопласт, следует особо выделить следующие:

  • Широкий температурный диапазон – от минус 45 до плюс 100 градусов по Цельсию;
  • Дышащая поверхность, без образования конденсата;
  • Высокий уровень устойчивости к влаге, заморозкам и воздействию солнечных лучей;
  • Отличные показатели сопротивляемости проникновению влаги и пыли;
  • Прекрасная эластичность, в точности повторяющая контуры основы;
  • Удобство и простота монтажа, короткие сроки укладки;
  • Высококачественная связь с окрашенными поверхностями – порядка 3 Н/см;
  • Прекрасная устойчивость к различным химическим воздействиям и соединениям;
  • Способность к обеспечению качественной и эффективной вентиляции;
  • Возможность проведения монтажных работ независимо от атмосферных условий – даже в дождливую погоду и при минусовой температуре окружающего воздуха;
  • Длительная эксплуатация, без потери своих качеств в течение всего её срока;
  • Возможность использования в различных климатических поясах.

Сферы применения битопласта

Битопласт относится к наиболее прогрессивным материалам, популярность и востребованность которых постоянно увеличивается. Ещё буквально несколько лет назад, о существовании данного материала знали лишь единицы, а сегодня, представить себе строительство без его использования достаточно проблематично. И речь здесь идёт не только о промышленном возведении зданий, битопласт необычайно эффективен и в частном строительстве.

Сфера использования данного материала необычайно широка и постоянно растёт и развивается. Среди основных направлений, на которых битопласт встречается наиболее часто, стоит отметить такие:

  • Автомобильная промышленность – для обеспечения эффективной шумоизоляции внутри салона авто;
  • Лёгкая и мебельная промышленность – в качестве наполнителя и лёгкого прокладочного материала;
  • Строительство – здесь битопласт выступает в качестве уплотнителя, используемого на самых разнообразных стыках и соединениях, а также для закрытия швов. Помимо этого, материал используется в качестве одного из промежуточных слоёв при формировании строительных сэндвич-панелей, применяемых при возведении гражданских и промышленных конструкций;
  • Ремонтные работы – для качественной звуковой изоляции жилых зданий и сооружений, коттеджей, ангаров, гаражей, производственных цехов и прочих зданий и строений.

Вместо заключения

Несмотря на всё то разнообразие, которое представлено на современном строительном рынке в области звукоизоляционных материалов, битопласт по праву занимает на нём лидирующие позиции, с каждым годом лишь улучшая своё положение. Ничего странного в этом нет – обладая рядом несомненных преимуществ, недоступных для конкурентов, он имеет довольно таки демократичную цену, доступную для подавляющего большинства жителей нашей страны. Вот и все слагаемые успеха. За битопластом – будущее.

Читайте также:  Алюминиевый профиль: виды, характеристики, область применения

Эффективный теплоизоляционный материал сотосилипор

В границах задачи создания композиционного материала основными факторами теплопроводности сотосилипора являются плотности силипора и сотопласта. Поставленную задачу решали методом многофакторного, планового эксперимента — методом Бокса — Уилсона Уровни и интервалы варьирования факторов приведены в таблице.

Для изготовления нового эффективного теплоизоляционного материала. разработанного в Северном филиале Всесоюзного научно-исследовательскою института строительства трубопроводов (ВНИИСТ), требуется меньше топлива

Сотосилинор представляет собой композицию из крафт-бумажного сотопласта и силипора. Заполненный силипороя сотопласт оклеен бумагой или другими листовыми материалами.

Сотосилинор предназначен в основном для изготовления легких огнестойких слоистых панелей, а также для теплоизоляции трубопроводов и технологических установок. Особенность его структуры заключается в том, что он на 98% по объему состоит из неорганического материала, что обеспечивает материалу низкую горючесть.

На изготовление 1 м3 основного компонента сотосилипора — силипора расходуется 5 нм3 природного газа, или в пересчете на условное топливо 18 кг, что в 2.5 Раза меньше, чем для изготовления 1 м3 минераловатного изделия Кроме того, теплопроводность сотосилипора на 30% ниже аналогичного показателя минераловатных плит, и это при эксплуатации в конструкции выразится в дополнительной экономии топлива (при одинаковых толщинах теплоизоляционного слоя или сокращении расхода материала и, следовательно, в экономии технологического топлива — при одинаковых термических сопротивлениях изделий.

Эффективность нового материала сотосилипора обусловливается принципом создания его как композиционного. Известно, что обычный прием получения композита из мелкозернистых материалов типа перлитового вспученного песка, вермикулита и т. д. — введение связующего с последующим формованием и отверждением изделия. Но такие композиции характеризуются сравнительно большой объемной массой — до 300 кг/м3, что объясняется особенностями структуры мелкозернистых материалов, в частности, значительной наружной поверхностью зерен, достигающей 5— 10 тыс. м2 в I м3 зерен. При введении в зернистый компонент сотовой структуры получаются лучшие результаты, чем при введении связующего.

Сотопласт в сотосилипоре пронизывает силипор своими тонкими стенками, благодаря чему обеспечиваются достаточная прочность, хорошая безосадочная упаковка силипора и некоторая его защита от увлажнения. В то же время силипор защищает сотопласт от огневого воздействия, поэтому сотосилипор становится практически несгораемым материалом.

Представляло интерес глубже рассмотреть взаимодействие составляющих сотосилипора как с точки зрения формирования его прочности, так и в отношении теплопроводности. Было ясно, что прочностные свойства сотоснлипора определяются прочностью сотопласта, однако из литературы известны случаи увеличения прочности заполненных сотопластов в результате сопротивления заполнителя потере устойчивости стенок сотопласта при сжатии. Для выяснения возможности такого эффекта были проведены сравнительные испытания сотопласта и сотосилипора на прочность при сжатии. Прочность названных материалов Rс ж но результатам испытания партий образцов составила (при надежности 95%) для сотопласта 0,1424-0,02, для сотосилипора С,145±0,01 МПа.

Для плотности сотопласта интервал варьирования принят довольно широким с учетом реальной неоднородности его свойств. Интервал варьирования плотности силипора определен предварительными экспериментами из условия получения уравнения регрессии, симметричного относительно коэффициентов.

Для нахождения уравнения регрессии был построен и реализован план полного факторного эксперимента 2.2. Теплопроводность определяли методом теплового потока на образцах стандартных размеров (по три параллельных образца а каждый опыт).

В результате обработки данных эксперимента найдены коэффициенты уравнения регрессии — все они значимы. В итоге получено уравнение второй степени:

Из уравнения (2) видно, что изменение плотности сотопласта влияет на теплопроводность сотосилипора значительно сильнее, чем изменение плотности силипора. Следовательно, уменьшить теплопроводность сотосилипора можно, уменьшая плотность сотопласта. Об этом следует помнить при выборе характеристик сотопласта и применять возможно менее плотный сотопласт даже ценой снижения его прочности до минимально необходимой по конструкционным соображениям.

Однако наше представление о соотношении факторов теплопроводности будет неполным, если не выяснить роль сотопласта в теплопроводности сотосплпно- Определим по урапнешпо регрессии Щюпроводпость сотосилипора при одинаковых знамениях плотности силипора сотопласта 30 кг/м3: у = 0,045 (Вт/м-К). Сравним полученное значение с теплопроводностью силипора: 0,039 Вт/м Простейший расчет показывает, что с цепнем сотопласта в силипор теплопроводность увеличилась на Cs045—0,039

На основе исследований, проведенных и Северном филиале ВНИИСТа, разработана поточная технология изготовления нового материала, и в содружестве с НИПИсиликатобетоном создана и прошла полупромышленную проверку автоматизированная конвейерная линия с проектной производительностью 20 тыс. м3 сотосилипора в год. Основной принцип технологии — непрерывное. Отдельные сотонакеты склеиваются в непрерывный сотопласт. Он растягивается в непрерывную ленту сотоструктуры, которая пропитывается полимером и отверждается. К полученной ленте сотопласта приклеивается нижняя обкладка, сотопласт заполняется силопором, приклеивается верхняя обкладка. Так получается непрерывная лента сотосилипора толщиной 50, шириной 595 мм. В конце линии она разрезается на плиты заданной длины.

Сотосилппор выпускают опытными партиями в соответствии о требованиями ТУ 102-222-79 Плиты теплоизоляционные пз сотоснлипора (утверждены Мппнефтегазстросм СССР). Применяет его Волоколамский завод строительных конструкций Милнефтегазстроя СССР для теплоизоляции камер сухого жара профилактического блока Тонус. С использованием сотосилипора изготовлены мобильный диспетчерский пункт, опытные легкие слоистые панели для длительных натурных испытаний, трехслойные железобетонные панели, производственная холодильная камера, другие объекты.

Расчетный экономический эффект от применения сотосилипора взамен плит из пенопласта ФРП-1 составляет 600 тыс. р. при годовом объеме производства 20 тыс. м3 в год.

Наиболее популярные материалы для полимерной теплоизоляции

Рынок теплоизоляционных материалов нынче отличается большим разнообразием. Он предоставляет каждому мастеру широкие возможности для того, чтобы затрачивать меньше средств на отопление жилища и улучшить качество пребывания в нём. Среди всего многообразия значительно выделяется полимерная теплоизоляция, как обладающая лёгкостью, впечатляющей прочностью и малой теплопроводностью.

Назначением любого теплоизоляционного материала является повышение характеристик энергоэффективности. Этого можно достичь, предотвращая потери тепла из изолируемого объёма в холодное время года, и проникновение теплых масс извне в теплое время. Основой изготовления материалов для теплоизоляции является свойство молекул двигаться с минимальной скоростью в неподвижном и сухом воздухе, поскольку именно от скорости движения молекул и зависит способность передачи тепла. Разберемся, почему полимерная теплоизоляция является одним из наиболее эффективных видов энергосберегающих изоляций.

Виды и способы получения теплоизоляционных полимеров

Основой для данного вида теплоизоляционных материалов являются органические полимеры, которые нередко именуются как газонаполненные пластмассы. Такая термоизоляция в основном применяется в промышленности, в строительной отрасли, а также при производстве бытовых приборов и оборудования. В сфере производства промышленного оборудования применяется полимерная изоляция трубопроводов с использованием полистирола, пенополиуретана и пенопласта – продуктов на основе полимеров.

Существует классификация, согласно которой полимерные материалы разделяют на несколько групп, каждая из которых отличается строением структуры:

  • пенопласты, у которых ячейки замкнуты и никак не связаны между собой;
  • поропласты, имеющие как связанные ячейки, так и замкнуты;
  • сотопласты, выделяющиеся наличием только регулярно повторяющихся полостей.

Полимеры, используемые для получения теплоизоляции, необходимо наполнить газом или, по-другому, вспенить. Для этого выведено два основных способа вспенивания – физический и химический. Для первого способа растворить газ в среде полимера при повышенных давлении и температуре. После того, как эти параметры будут понижены, газ начнёт усиленно расширяться, при этом произойдет процесс вспенивания полимерного вещества. В качестве газа для наполнения наиболее часто выступает азот.

Химический метод подразумевает ввод в вещество газообразователя, с которым можно провести некоторые манипуляции. Можно либо нагреть смесь, из-за чего газообразователь начнет разложение, либо использовать такой образователь, вступающий в реакцию с полимером, вследствие чего произойдет выделение продуктов газа, которые и помогут достичь эффекта вспенивания.

Популярные разновидности полимерных теплоизоляторов

Широкое распространение среди теплоизоляционных материалов получили пенопласты нескольких разновидностей, которые отличаются содержанием закрытых ячеек, а также сотопласты. Далее идет описание распространенных видов полимерных материалов с их краткой характеристикой.

Пенополистирол

Пенополистирол, как и прочие пенопласты, к которым он относится, содержит структуру с замкнутыми ячейками. Ячейки эти заполнены газом или воздухом. Для производства пенополистирола используют суспензионный полистирол, а для вспенивания могут применять порофор. Основные направления применения – производство кровли, бытовой техники, а также для устройства перекрытий и утепления в зданиях.

Пенополистирол выпускается плитами, которые были получены без применения пресса (марки ПС-С и ПСБ), а также в виде фасонных изделий (ПС-1, ПС-4, ПС-6). Среди отличительных качеств материала можно отметить хорошую способность к склеиванию с другими материалами, а также низкую подверженность гниению. Материал обладает плотностью 20-40 кг/м3 и теплопроводностью до 0,04 Вт/(м-К). Водопоглощение – не менее 5% за 24 часа.

Отдельно можно упомянуть экструдированный пенополистирол, который получают путём переработки полимерного вещества через однородный расплав, который впоследствии продавливается через головку заданного сечения, в результате чего получается готовое изделие. При данном способе получения структура полимерного вещества будет отличаться низкой пористостью, что гарантирует как высокие показатели прочности, так и низкие показатели водопоглощения. Эти преимущества позволяют применять материал в сырых и холодных помещениях.

Пенополивинилхлорид

Пенополивинилхлорид (ППВХ) – это материал, также относящийся к пенопластам, который в зависимости от вида получения может быть жестким, эластичным или полуэластичным. Жесткие марки также, как и пенополистирол, могут получать прессовым и беспрессовым методами. Эластичные марки такого пенопласта выводят с добавлением специальных пластификаторов.

Активно используют ППВХ в качестве теплоизоляционного материала в строительстве. Материал славится низкой горючестью и относится к группе трудновоспламеняемых. Однако, если использовать ППВХ при теплоизоляции, есть риск возникновения коррозии изолируемых поверхностей, выполненных из металла. Плотность может колебаться в зависимости от марки, максимальное значение у пенопласта ПХВ-2 – до 195 кг/м3. Водопоглощение находится на уровне 4% за сутки, а теплопроводность в среднем составляет 0,035-0,06 Вт/(м-К).

Читайте также:  Недостатки натяжных потолков. Минусы ПВХ пленки

Пенополиуретан

Материал считается самым популярным среди всех газонаполненных пластмасс. Теплоизоляция – лишь одно из множества направлений использования материала: жесткие марки используются для звукоизоляции и для изготовления элементов формообразования, а мягкие (поролон) – во многих отраслях лёгкой и текстильной промышленности, вплоть до вставок при производстве одежды.

При производстве ППУ требуется получить реакцию двух компонентов – полиола и полиизоционата, которые позволяют получить микрокапсульную структуру, наполненную углекислым газом.

Если в структуре цепи капсул короткие, значит пенопласт получается мягким с плотностью 5-40 кг/м3, длинные цепи характеризуют твердый ППУ с плотностью 30-85 кг/м3, который и может служить для теплоизоляции помещений. Показатели теплопроводности ППУ в среднем ниже, чем у других пенопластов и составляют 0,019-0,03 Вт/(м-К).

Сотопласты

Сотопласты отлично послужат как для тепло-, так и звукоизоляции помещений и зданий. Они получаются из гофрированных листов обычной бумаги или древесного шпона, которые подвергаются горячему формованию. Полимерная составляющая представлена в виде пропитки бумаги или древесины резольными феноло-формальдегидными полимерами.

Ячейки в структуре сотопластов составляют правильные геометрические фигуры, кроме того, они не замкнуты, в отличие от пенопластов. Размеры и форма этих ячеек или, по-другому, сот, влияет на физические и механические свойства продукта. Другим важным фактором является тип основного материала, из которого и образуются стенки ячеек: хорошо себя показывают сотопласты на основе хлопчатых тканей, широко применяемые в сфере строительства.

Плотность сотопластов колеблется в пределах 10-120 кг/м3, а их теплопроводность составляет от 0,057 до 0,083 Вт/(м-К). Этот материал хорошо работает на сжатие и имеет высокий показатель модуля упругости при сдвиге и кручении. Однако, не рекомендуется их применение в условиях повышенной влажности: если этот показатель превышает 90%, то прочность сотопластов падает с течением времени.

Заключение

Подводя итог хочется отметить, что изготовление изоляционных материалов на основе полимерных веществ является относительно молодым направлением. Наращивание объёмов производства произошло лишь в последние 10-15 лет. И в целом на сегодняшний день полимерная теплоизоляция является крайне перспективным направлением.

Однако, несмотря на то, что применением полимерных материалов позволяет снизить затраты на утепление примерно на треть, уровень их применения держится на низком уровне из-за низкого уровня культуры в сфере строительства и желания сэкономить на проектах даже в ущерб качеству.

Способ изготовления сотопластов

Номер патента: 806449

Текст

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТЗЕМСКОМУ СВИ ИТЕЛЬСТВУ Союз Советских СоциалистическихРеспублик(22) Заявлено 20,04. 77 (р 1) 2477633/23-05с присоединением заявки йо(23) Приоритет -РОМ, Кл,з В 29 О 27/00 В 32 В 7/12 Государственный коинтет СССР во делам изобретеавй в открытия(71) Заявитель 54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СОТОПЛАСТОВ Изобретение относится к способу изготовления сотовых панелей из полимерных материалов.Известны способы изготовления сотопластов путем склеивания предварительно гофрированных заготовок, а также путем склеивания плоского пакета по местам предварительно нанесенных клеевых полос и его последующего растяжения до образования сотовых .г ячеек и их фиксации 1.Недостатки существующих способов изготовления сотопластов заключаются в многооперационности, малой производительности, нестабильности 15 Физико-механических показателей аотопластов.Наиболее близким к предлагаемому является способ изготовления сото пласта, заключающийся в нанесении поперечных полос клея на непрерывно перемещающуюся заготовку, резке заготовки на продольные ленты, распложении лент параллельно и .Формировании сотовой структуры совмещением лент до получения пакета, последующим склеиванием пакета в прессе под давлением при повышенной температуре .и растяжением пакета до получения ЗО ячеек нужной формы в специальном устройстве 21 .Однако этот способ имеет существенные недостатки, обусловленные тем, что в процессе склеивания температу-ра распределяется неравномерно по толщине, пакета и для ее выравнивания требуется длительное время. Образование клеевых соединений проходит в различных условиях и полученный сотопласт имеет значительные колебания показателей механической прочности и дефекты структуры в виде непроклеев. Кроме того, перемещение пакета между нагретыми плитами затруднительно и накладывает на материал сот и качество сборки пакета жесткие ограничения. Таким способом невозможно изготовить сотопласты иэ тонких полимерных пленок до 5 мк.), которые из-за низкой жесткости пакета невозможно перемещать и длительное время подвергать воздействию температур без изменения их фазового состояния.Цель изобретения – увеличение производительности изготовления сотопласта, улучшение его физико” механических показателей, обес)печение четкой формы ячеек.806449 Прочность присжатии сотовойпанели высотой 1,5 мм,кгс/см Способизготовлениясотопласта+ 3 420-450 ф 8 360-410 Известны ысить ч П ыеытьв ка Поставленная цель достигается тем, что формирование сотовой структуры Осуществляют путем пропускания параллельно перемещающихся лент через узел поворота и устройство распределения поочередного совмещения участков с нанесенным клеем или присадкой сначала с одной, а затем с другой из соседних заготовок, склеивания или сваривания совмещенных участков и термообработки образующегося сотопласта.На фиг.1 изображено устройство для получения исходных лент; на фиг.2 – устройство для изготовления непрерывной сотовой панели в плане; на фиг.3 – то же, вид спереди; 15 на фиг.4 – последовательное расположение во время операций.П р и м е р 1. Для изготовления непрерывной сотовой панели высотой 1,5 мм.и шириной 176 мм со стороной 20 шестигранной ячейки 5 мм на рулон пленки 1 фиг.1) через каждые 15 мм с помощью узла 2 наносят присадку РС, (вес.ч.: салициловая кислота 1, резорцин 1, ацетон 5) в количестве 0,6-0,9 мг/см 2 в виде поперечных полос 3 шириной 5 мм и длиной 60 мм, а затем пленку сушат на воздухе в течение 15 с, разрезают ножами 4 на сорок лент 5 шириной 1,5 мм каждая и сматывают на 40 катушек б. Затем катушки б с лентами 5 устанавливают на валу 7 устройства для изготовления непрерывной сотовой панели фиг.2) Сматываемые с катушек ленты поступают через узел 8 поворота в узел 9 распределения и далее к сварочным головкам 10 и 11, нагретым до температуры 160 ОС и свариваются в течение 5 с. При помощи распределительного узла 9 и предварительной наладки положения ка тушек б добиваются такого распределения полос 3 с нанесенной присадкой, чтобы они находились между свариваемыми пленками в момент сжатия сварочных головок 10 и 11. После того,Обаемный вес полученного сотопласа 19 кг/см, ячейка шестигранной фор мы вПредлагаемым способом возможно получение непрерывной сотовой панели,как сварочные головки 10 сомкнулись и создали необходимое давление положение Т, фиг.4 ) , направляющие распределительного узла 9 поворачиваются (положение Й,фиг.4). Одновременно сварочные головки 11 разжимаются и удаляются иэ вновь обраэовывающейся части ячейки. Затем сомкнутые сварочные головки 10 перемещаются со скоростью 90 мм/мин на расстояние 7,5 мм и вытягивают за собой ленты 5. За время перемещения сварочных головок 10 удаленные головки 11 передвигаются в обратном направлении и через 5 с эаниман 1 т исходную позицию (положение , Фиг.4), затем сжимаются положение 1 У ,фиг.4), после чего происходит поворот направляющих распределительного узла и удаление сварочных головок 10 из вновь обраэовывающейся ячЕйки (положение у, фиг.4) Сомкнутые сварочные головки 11 перемещаются со скоростью 90 мм/мин на расстояние 7,5 мм и вытягивают за собой ленты пленки. Все операции повторяются вновь. Полученная составная панель поступает на ленту конвейера 12 с выступами 13, удерживающими сотовую панель на ней и далее проходит термофиксацию путем нагревания в термошкафу 14 и последующего охлаждения на воздухе.П р и м е р 2. Для изготовления . непрерывной сотовой панели по технологии, описанной в примере 1, на рулон пленки наносят поперечные полосы клея в виде раствора смолы ТФ4 вес.ч.) в метиленхлориде 100 вес.ч.), Режим склеивания пленки ПЭТФ толщиной 40 мки проводят по режиму:Температура склеивания, вС 165Давление склеивания, кгс/см 1,5Длительность склеивания,с 5Сравнительные данные по прочности сварного шва в зависимости от способа получения сотопласта приведены в таблице. Разброс физико-механическихпоказателей сотопласта, Ъ то позволяет значительно по роизводительность труда.Сотовые материалы, получе редлагаемым способом, могут спольэованы в машиностроенистве заполнителя между тонкими сгенками изделий, позволяют облегчить конструкцию иэделия, повысить жесткость и эвукоизоляцию, уменьшить теплопроводность.Формула изобретенияСпособ изготовления сотопластов нз полимерных материалов, включающий о нанесение полос клея или присадки на непрерывно перемещающуюся заготовку, резку заготовки на продольные ленты, расположение лент параллельно и формирование сотовой структу 1 ы, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,15 с ;елью увеличения производительности изготовления сотопласта, улучшения физико-механических, показателей и обеспечения четкой формы ячеек, формирование сотовой структуры осуществляют путем пропускания параллельноперемещающихся лент через узел поворота и устройство распределения,поочередного совмещения участков снанесенным клеем или присадкой сначала с одной,а затем с другой иэсоседних заготовок, склеивания илисваривания совмещенных участкови термообработки образующегося сотопласта.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Берсудский В. Е., Крысин В. Н.,Лесных С. И. Технология изготовления сотовых авиационных конструкций. М “Машиностроение”, 1975,с. 91″130.2. Патент США, Р 3649403,кл. 156-197, опублик. 1972 прототип).806449 Составитель Н. Лукинактор Н. Кончицкая Техред С.Мигунова Корректор Г. Назарова Филиал ППП “Патент”, г. Ужгород, ул. Проектн акаэ 141/27 ВНИИПИ и 113035, Тираж 70 сударственного к делам изобретени Москва, Ж, РаушПодписноемитета СССРи открытийская наб., д. 4/5

Заявка

МОСКОВСКИЙ АВИАЦИОННЫЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙИНСТИТУТ ИМ. K. Э. ЦИОЛКОВСКОГО

СЕРГЕЕВ СЕРГЕЙ КОНСТАНТИНОВИЧ, ШИШКИН ВИКТОР АЛЕКСАНДРОВИЧ

Ссылка на основную публикацию