Способы поризации при получении ТИМ.

 Для решения главной технологической задачи — получения теплоизоляционных и акустических материалов и изделий с заданной
высокопористой структурой — применяют несколько десятков способов в зависимости от вида исходного сырья и заданных свойств изделий. Все многообразие способов поризации можно подразделить
на шесть основных групп.

Вспучивание. Этот способ поризации основан на выделении в
пластично-вязкой массе или введении в нее газовой фазы в виде
водорода, кислорода, диоксида углерода, паров воды, воздуха, изопентана, фреона и др. В результате насыщения массы газовой фазой
увеличивается ее объем — происходит вспучивание (вспенивание).
Образуется дисперсная система — воздух в «жидкости», твердеющая при дальнейшей технологической обработке (автоклавировании, пропаривании, охлаждении, нагревании и т. д.).

При вспучивании формируется ячеистая пористая структура, общий объем пористости которой зависит от количества введенного и
удержанного массой газообразного компонента. Решающее влияние
на показатели пористой структуры оказывают реологические характеристики поризуемых масс.

Вспучивание охватывает следующие способы поризации: низкотемпературное газообразование, высокотемпературное газообразование, пенообразование (воздухововлечение). Общим для всех разновидностей вспучивания является пластично-вязкое состояние
поризуемых масс в период их поризации, т. е. поризуемые массы
должны обладать способностью необратимо деформироваться(течь) без разрыва сплошности. Как известно, пластично-вязкое
состояние тел характеризуется реологическими показателями: вязкостью, предельным напряжением сдвига, текучестью, пластической
прочностью, поверхностным натяжением. Для успешного проведения вспучивания и получения материала с заданной пористой структурой необходимо направленно регулировать реологические характеристики поризуемых масс.

Существует единственный материал, вспучивание которого происходит без его перехода в пластично-вязкое (пиропластическое)
состояние — вермикулит. При этом образуется пластинчатая пористость за счет раздвижки пластинок слюды межпакетной водой, переходящей в парообразное состояние при нагревании частиц вермикулита до высоких температур.

Удаление порообразователя. В основу этого способа положено
испарение или выжигание порообразователя, которое, происходит
при средне- или высокотемпературном воздействии. При этом объем поризуемой массы практически не изменяется, вспучивания не
происходит. В качестве порообразователей применяют воду, легколетучие жидкости, выгорающие твердые добавки. При использовании выгорающих добавок образуется, как правило, ячеистая пористая структура, при применении испаряющихся жидкостей — пористо-капиллярная.

Неплотная упаковка. Этот способ используют при изготовлении
волокнистых и зернистых высокопористых материалов. Применительно к волокнистым материалам и изделиям он основан на свойлачиваемости, т. е. на перепутывании волокон и удержании приданной изделию формы за счет трения и зацепления волокон между
собой. В этом случае получают волокнистую пористую структуру,
характеристики которой зависят от толщины и длины применяемых
волокон, а сохранение первоначальных свойств — от упругости волокон, их стойкости в среде эксплуатации.

В случае применения пористых зернистых компонентов этот способ предполагает получение теплоизоляционных засыпок, пористость которых и ее характеристики зависят от пористости используемых зерен, величины этих зерен и их гранулометрического состава. Увеличение общей пористости предопределяется прежде всего
применением монофракционного состава зерен, а уменьшение размера пор — снижением их среднего диаметра.

Таким образом, неплотная упаковка волокнистых и зернистых
материалов реализуется при свойлачивании и механическом диспергировании и рассеве.

Контактное омоноличивание. Способ, широко используемый при
производстве теплоизоляционных и акустических изделий, основан
на омоноличивании зернистых и волокнистых элементов структуры
в местах их взаимного контакта с помощью тонких склеивающих
прослоек. Эти прослойки создают, вводя в каркасообразующий материал маловязкие композиции связующего—равномерно и тонким
слоем распределяя его по поверхности зерен или волокон; которые
затем приводят к соприкосновению путем применения к ним небольших прессующих усилий. В качестве связующих используют жидкотекучие композиции (предпочтительно водные растворы) полимеров, цемента, глины, растворимого стекла. Вид пористости материалов, получаемых контактным омополнчпняннсм, зависит от вида применяемых каркасообразующих материалов: из волокон формируется волокнистая пористая структура, из зерен — зернистая.
Контактное омоноличивание осуществляют, применяя различные
технологические способы распределения связующего по поверхности структурообразующих элементов, формования изделий и удаления излишков связующего из материала. На свойства изделий, получаемых этим способом, существенное влияние оказывают реологические характеристики связующих, их клеящая способность и
методы введения в формовочную смесь.

Объемное омоноличивание. Этот способ отличается от предыдущего тем, что связующим заполняют все пустоты между каркасообразующим материалом. В подавляющем большинстве объемное
омоноличивание применяют для получения материалов из высокопористых зерен. При этом с целью увеличения общей пористости
материала стремятся применять полифракционные высокопористые зерна, с тем чтобы достичь их наибольшего количества в объеме материала. Вторым эффективным приемом повышения пористости является применение поризованного связующего (в виде
пеномассы). Материал в этом случае получают с ячеистой пористостью, складывающейся из пористости зерен и пористости связующего.

Создание комбинированных структур. Этим способом получают
высокопористые изделия с двумя видами пористости и более: волокнисто-ячеистой, зернисто-ячеистой, волокнисто-ячеисто-капиллярной и т. п. Целью создания комбинированных структур является
увеличение общей пористости изделий, повышение их прочностных
показателей при изгибе. Этот способ включает множество технологических разновидностей, отличающихся последовательностью получения пористых структур, а также сочетаниями технологических
операций.

Виды неорганических ТИМ(волокнистые, ячеистые, зернистые). Примеры

1. Минеральная вата – это волокнистый материал, который получают из расплавов горных пород, а также металлургических шлаков и их смесей. Чаще всего мировые производители минераловатной продукции используют в качестве сырья горные породы. Состоит из тонких(1…15 мкм) волокон стекловидной структуры.

2. Стеклова́та — волокнистый минеральный теплоизоляционный материал, разновидность минеральной ваты. Для получения стеклянного волокна используют то же сырьё, что и для производства обычного стекла или отходы стекольной промышленности.

Стекловата имеет высокую химическую стойкость, её плотность в рыхлом состоянии не превышает 130 кг/м³.

3. Пеностекло (вспененное стекло, ячеистое стекло) — теплоизоляционный материал, представляющий собой вспененную стекломассу.

Для изготовления пеностекла используется способность силикатных стёкол размягчаться и (в случае наличия газообразователя) пениться при температурах около 1000°С. По мере нарастания вязкости при охлаждении вспененной стекломассы до комнатной температуры получившаяся пена приобретает существенную механическую прочность.

⇐ Предыдущая12345678910Следующая ⇒

Поделиться: